定量SPECT/CT（SUVmax）在骨良恶性病灶中的鉴别诊断及增益价值

杜 芬，罗小毛，刘 明，李太创，陈 炜，张廷杰，刘 琳，黄德华，卢洪辉，梁 颖

1国家癌症中心/国家肿瘤临床医学研究中心/中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院深圳医院核医学科，广东 深圳 518116；2香港大学深圳医院核医学科，广东 深圳 518000；3国家癌症中心/国家肿瘤临床医学研究中心/中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院PET/CT中心，北京 100021

骨显像已被广泛用于骨转移灶的检出，且随着技术的更新逐渐由全身骨扫描（WBS）发展为SPECT/CT，诊断效能也逐步提高，荟萃分析显示WBS的敏感度及特异性分别为78.0%和79.0%［1］，而SPECT/CT可提高到89.5%和92.1%［2］，仍对部分无明显骨质密度异常或非典型骨转移影像学表现的浓聚灶诊断存在困难［3］。定量分析较传统定性分析具有客观性、准确性及可重复性更高等优势，且在PET/CT中已被广泛应用［4］，近年来定量分析在SPECT/CT的应用也逐渐步入临床，包括骨与关节疾病的鉴别诊断、甲状腺摄锝率及肾小球滤过率的测定等方面，而在骨与关节方面的研究主要集中在良恶性的鉴别诊断、关节功能障碍严重程度评估等方面［5］，也有个案病例报道其在骨原发恶性肿瘤或肺癌骨转移灶化疗疗效的评估的应用［6-7］。但对于SPECT/CT定量分析是否在常规SPECT/CT的基础上具有潜在增益价值国内外均尚无相关研究报道。本研究旨在分析定量SPECT/CT中最大标准摄取值（SUVmax）在骨良恶性病灶的鉴别诊断价值及潜在的临床增益价值，以助于无明显骨质密度异常或非典型骨转移影像学表现的浓聚灶诊断。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2019年4～12月919例病理证实为非骨原发恶性肿瘤并于本院行WBS的患者。所有患者均签署SPECT/CT断层融合显像知情同意书，该研究符合符合《赫尔辛基宣言》原则。纳入标准：WBS检出异常放射性浓聚灶并同意行局部SPECT/CT者。排除标准：靶向及内分泌治疗中患者；近1月放化疗史者；临床影像随访不足12月或失访者。共纳入124例患者，其中男性80例，女性44例，年龄22～86岁（57.07±10.87岁）。病例包括肺癌64例，鼻咽癌15例，乳腺癌11例，食管癌9例，宫颈癌4例，甲状腺癌4例，肾癌3例，子宫内膜癌2例，口腔癌2例，前列腺癌、胃癌、直肠癌、左鼓室鳞癌、膀胱癌、黑色素瘤、泪腺癌各1例，双原发癌3例（喉癌和舌癌、甲状腺癌和肺癌、食管癌和肺癌各1例）。

1.2 显像方法

静脉注射99Tcm-MDP（亚甲基二膦酸盐，广州市原子高科同位素医药有限公司）740～1110 MBq，3～4 h后进行WBS，采集前排空膀胱，采用低能高分辨准直器，采集速度为20 cm/min，然后对异常摄取灶局部行SPECT 采集和CT 扫描。SPECT 采集条件：利用GE Discovery NM/CT 670 Pro进行双探头平行采集，分别旋转180°，3°/步，10 s/帧，矩阵256×256，采用有序子集最大期望值法重建图像，子集水平为10，迭代次数为2次。CT扫描条件：120 kV，150 mA，图像重建层厚3.75 mm。

1.3 图像分析及诊断标准

由2位核医学科主任医师采用独立、盲法阅片原则，分析全身骨显像和SPECT/CT骨融合图像，在结果不一致时再结合第3位医师的判定下结论。主要根据下述标准对异常浓聚灶进行诊断（主要参考赵祯等［8］研究标准并做适当修改）：良性及良性可能病灶（评分1分）：异常浓聚灶部位CT图像上示骨质密度异常但无骨质破坏，表现为局部骨皮质增厚、骨痂和/或骨折线形成、骨质增生、骨赘或骨桥形成等；不确定病灶（评分2分）：异常浓聚灶部位CT中无明显密度改变或密度改变表现介于1～3分；恶性及恶性可能病灶（评分3分）：异常浓聚灶部位CT图像示相应部位成骨性、溶骨性或/和混合性骨质破坏。

正常对照组选择SPECT图像示椎体放射性分布均匀，CT示骨质完整，密度均匀，无骨质增生、终板炎等改变。在Xeleris工作站中选取病灶及对照部位感兴趣区（ROI）测定SUVmax。同时对成骨性、溶骨性或混合性恶性病灶依据CT测量最大径；无明显骨质密度改变病灶以40%SUVmax阈值由系统自动勾画病灶并测定最大径。以病理和/或12月及以上的影像学（WBS、CT和/或MRI、PET/CT）随访为判断金标准。临床影像学提示进展或经抗肿瘤治疗后好转为诊断恶性病灶主要依据［8］。

1.4 统计学分析

采用SPSS22.0软件进行统计学分析。计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验或非参数检验。通过绘制ROC曲线确定SUVmax的恶性病灶诊断阈值并比较各自的诊断效能。以P<0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 定量SPECT/CT在骨良恶性病灶中鉴别诊断价值

经病理和/或12 月及以上WBS、CT、MRI 和/或PET/CT的影像学随访证实，294个病灶中，恶性137个（均为骨转移瘤），良性157个，包括30个骨折和127个非骨折病灶［骨性关节炎67例，骨纤维异常增殖症1例，骨血管瘤1例，其他良性病灶58例（包括术后改变、上颌窦炎、牙槽炎等）］。

恶、良性病灶和对照组SUVmax分别为27.29±14.44、16.28±10.21和6.91±1.41 g/mL，差异有统计学意义（χ2=190.20，P=0.00）。恶性病灶SUVmax明显高于良性病灶（Z=-7.45，P<0.01）及对照组（Z=-11.90，P<0.01）。良性病灶中骨折与非骨折病灶SUVmax分别为26.43±15.40 g/mL和13.89±6.65 g/mL，恶性病灶明显高于非骨折病灶（Z=-10.17，P<0.01），但与骨折间SUVmax差异无统计学意义（Z=-0.70，P=0.49）。

137个恶性病灶中，溶骨性病灶50个，成骨性病灶81 个，无明显骨质密度改变病灶6 个，SUVmax分别为28.62±16.87、26.26±12.99和29.98±11.70 g/mL，差异无统计学意义（χ2=0.67，P=0.71）。以病灶大小分为dmax≥2 cm组79 个病灶，dmax<2 cm 组58 个病灶，SUVmax分别为31.25±15.12 g/mL、21.88±11.54 g/mL，dmax≥2 cm 组SUVmax明显高于<2 cm组（t=-4.15，P<0.01）。

2.2 定量SPECT/CT在骨良恶性病灶诊断中的增益价值

将294个病灶根据检查时间前后分为两组：第1组收集2019年4～7月共46例检查者108个病灶，其中恶性59个，良性49个；第2组收集2019年8～12月共78例检查者186个病灶，其中恶性78个，良性108个。以第1组数据绘制ROC曲线获得SUVmax诊断界值为18.2 g/mL，曲线下面积为0.70(95%CI：0.60～0.80)，敏感度69.5%，特异性71.4%（图1）。在第2组中，以1+2分组归为良性病灶，常规SPECT/CT定性分析的诊断敏感度、特异性及准确度分别为88.5%、93.5%和91.4%（表1）。在常规SPECT/CT定性分析的基础上，对2分组以定量分析指标SUVmax≥18.2 g/mL为恶性重新分组，诊断敏感度、特异性和准确度分别为94.9%、93.5%和94.1%（表1）。常规SPECT/CT 定性分析、常规SPECT/CT 定性分析+SUVmax定量分析诊断效能的ROC 曲线AUC 分别为0.91（95%CI：0.86～0.95）和0.96（95%CI：0.94～0.98），差异存在统计学意义（Z=2.76，P=0.01）。

表1 第2组中SPECT/CT定性分析与SPECT/CT定性+SUVmax定量分析的诊断效能Tab.1 The diagnostic efficacies of SPECT/CT qualitative analysis,and SPECT/CT qualitative+SUVmax analysis of the second group

图1 第1组中良恶性病灶间SUVmax ROC曲线Fig.1 The ROC curve of the SUVmax between malignant and benign lesions in the first group.

3 讨论

随着SPECT/CT在衰减校正、散射校正及探测性能方面的提升，SPECT/CT定量分析逐渐走上临床。尽管有研究提示SUVmax的准确度会受到设备硬件、采集条件、重建方法、部分容积效应、检查者的肾脏功能甚至是性别［5,9-12］等影响，但相关临床研究表明SPECT/CT定量分析具有临床应用的潜力。有学者将乳腺癌及前列腺癌患者同一部位骨病变中18F-NaF PET/CT 与99mTc-HDP SPECT/CT中所测SUVs值，包括SUVmax、SUV平均值、SUV峰值及病灶与邻近正常骨组织SUV比值进行研究，证实两者SUVs 值具有极强正相关性（R2≥0.80），而病灶与邻近正常骨组织SUV 的比值基本相仿［13］。Yamane 等［14］也证明SPECT/CT定量指标SUVmax、SUV峰值具有好的重复性，可作为患者管理的一个临床参考指标。另有研究显示在颞颌关节紊乱症、骶髂关节功能障碍、软骨源性肿瘤的诊断、病理性骨折的风险评估等均得到较高的应用价值［15-18］。

Tabotta等［19］对26例前列腺癌患者265个骨转移灶与13例对照者24个椎体骨关节炎性病灶进行对比研究，结果显示骨转移灶SUVmax（34.6±24.6 g/mL）明显高于骨关节炎性病灶（14.2±3.8 g/mL）。王海岩等［20］对比研究42个肋骨转移灶与22个良性损伤性病灶（骨折、手术或外伤等）SUVmax的差异性，肋骨转移灶SUVmax（24.05±11.84 g/mL）明显高于良性损伤病灶（13.71±5.61 g/mL）。Zhang等［11］对51例骨外恶性肿瘤患者48个骨转移灶及40个骨良性病灶进行研究显示，骨转移病灶SUVmax（24.77±16.32 g/mL）明显高于良性病灶（15.89±8.51 g/mL）。上述研究均提示骨恶性病灶SUVmax高于骨良性病灶及正常骨，对良恶性病灶的鉴别诊断有临床应用价值。本研究结果显示恶性病灶SUVmax（27.29±14.44 g/mL）明显高于良性病灶（16.28±10.21 g/mL），尤其是良性病灶中非骨折病灶（13.89±6.65 g/mL），与国内外两项相关研究结果相一致［19-20］。本研究中正常椎体对照组SUVmax为6.91±1.41 g/mL。这与Kaneta 等［21］测定的189 个正常胸腰椎体SUVmax（7.1±1.5 g/mL）相一致，但高于Zhang等［11］的研究结果（5.88±2.36 g/mL），主要因其研究中对照组所测ROI并非只有椎体，还包括其他正常部位，如肋骨、肩胛骨等。这也说明在不同人体中同一部位SUVmax定量分析具有较好的客观性。

本研究结果显示良性骨折病灶（特别是新鲜骨折病灶）及骨纤维异常增殖症SUVmax均较高，与恶性病灶相近，故本研究将良性病灶进行再分类，即骨折和非骨折病灶（因本研究中骨纤维异常增殖症仅有1例暂未单独分类），并分别与恶性病灶进行对比分析，结果显示恶性病灶SUVmax（27.29±14.44 g/mL）与骨折（26.43±15.40 g/mL）相仿，但均高于非骨折病灶（13.89±6.65 g/mL）。这也提示骨折是造成良、恶性病灶SUVmax重叠的重要原因。而对骨折病灶的诊断，随着常规SPECT/CT的应用，结合相应部位外伤史及特有影像学特征（骨折线、骨痂形成等）不难做出诊断，对隐匿性骨折亦可参考临床病史、职业及好发部位等做出诊断［22］。这也一定程度上降低了SUVmax诊断的假阳性率。

恶性骨转移病灶中不同病灶大小、转移类型间SUVmax差异性的研究目前尚未报道。本研究显示恶性骨转移病灶SUVmax在不同大小病灶间差异有统计学意义，但不同转移类型间无差异。dmax≥2 cm 组病灶SUVmax明显高于dmax<2 cm组，但溶骨性病灶与成骨性、无明显骨质密度改变病灶间SUVmax差异较小。这提示SUVmax可能受病灶大小影响，这与Tabotta等［19］研究提及的不同部位病变SUVmax不同相互验证。出现这一结果可能是由于病灶大、肿瘤细胞多，通过相关细胞因子所致骨盐代谢越活跃、局部血流量越大，显像剂摄取越多，所测SUVmax越大；亦或是因小病灶受部分容积效应影响而被低估［10］。而在临床实践中溶骨性转移灶浓聚程度常低于成骨性，在骨显像中常会表现为放射性缺损或减低，但部分亦会出现放射性增高，而本研究所得结果与之不同，首先这与该研究只选择放射性浓聚病灶进行SUVmax定量分析有密切关系；另外这些原因也会使溶骨性转移灶放射性摄取增高导致SUVmax增高，而出现不同骨转移灶类型间无差异：转移灶骨质破坏与修复同时并存，即发生溶骨性骨质破坏的同时常伴有新骨的形成；99mTc-MDP能与骨质破坏组织中未成熟的胶原纤维相结合而表现放射性浓聚；溶骨性转移病灶放射性分布稀疏区易被骨质修复放射性浓聚灶掩盖［23］。

既往及本研究结果均提示定量SPECT/CT对有助于骨良恶性病灶的鉴别诊断，在此研究结论基础上，本研究率先初步探索其潜在的增益价值，结果表明常规SPECT/CT定性+SUVmax定量分析后具有一定的临床增益价值。研究中常规SPECT/CT骨显像所得敏感度、特异性、准确度达88.5%、93.5%和91.4%。进一步以第1组确定的SUVmax≥18.2 g/mL为恶性病灶诊断阈值，在第2 组中对比分析常规SPECT/CT 定性分析与常规SPECT/CT定性+SUVmax定量分析的诊断效能，结果显示常规SPECT/CT定性+SUVmax定量分析的诊断效能稍高于前者，主要表现在诊断敏感度和准确度的提高，特别是对6个等密度骨转移灶的诊断准确率达100%。这也提示定量SPECT/CT SUVmax可提供更多有关肿瘤成骨活动的相关信息，具有一定的临床增益价值。而研究中所得诊断阈值与Zhang 等［11］（SUVmax≥17.705）及Tabotta等［19］（SUVmax≥19.5）研究有所差异，这可能与病灶部位的选择、样本量差异所致有关，需进一步研究验证。

本研究的局限性主要有以下几点：病灶良恶性的判定主要通过12月及以上影像学随诊证实，仅2个病灶通过手术病理证实；病例以肺癌为主，未能对不同原发肿瘤类型病灶的SUVmax进行对比；本研究第2组中2分组不确定病灶样本量有限。

综上所述，定量SPECT/CT在骨良恶性病灶鉴别诊断中具有重要临床应用价值，并且在以SUVmax≥18.2 g/mL为诊断阈值，定量SPECT/CT分析指标—SUVmax具有一定的诊断增益价值。