定量99mmTc-MDP SPECT/CT 在老年骨质疏松性压缩骨折中的诊断价值

翟威豪，何 薇

复旦大学医学院附属华东医院核医学科，上海200040

骨质疏松是老年人常见的代谢骨病［1］，而压缩骨折作为骨质疏松严重的并发症，患者长期腰背部疼痛，严重影响生活质量，骨质疏松及压缩骨折受到了越来越多的关注［2］。由于新鲜骨折与陈旧骨折在治疗方法上存在明显差异［3］，术前如能通过影像学手段准确定位责任椎体并进行评估病情，可为患者治疗提供主要价值。在临床实践中，磁共振成像被认为是鉴别新鲜和陈旧最准确的手段［4］，但也存在着诸多局限性［5］。随着SPECT/CT技术的不断发展，定量分析成为了可能，使SPECT/CT具有了与PET/CT 相似的量化指标——标准摄取值（SUV）［6］，用于量化放射性浓聚的程度。但是目前没有用于骨质疏松性压缩骨折诊断方面的研究。本研究旨在探讨SPECT/CT骨定量分析在新鲜与陈旧椎体压缩骨折鉴别诊断中的价值，并与T/NT进行对比，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2019年8月～2021年6月我院就诊的65例骨质疏松椎体压缩性骨折患者。纳入标准：所有患者均通过双能X 线骨密度检查明确诊断为骨质疏松（T＜-2.5），行99mTc-MDP全身骨显像、局部SPECT/CT断层显像及磁共振成像，SPECT/CT检查与磁共振成像间隔5日内，并在SPECT/CT检查后1周内择期行手术。排除标准：因肿瘤或感染性疾病等所致的病理性骨折。65例患者中，男27例，女38例，年龄63～88（70.8±5.17）岁；共有107个椎体受累（其中胸椎65个、腰椎42个）。本研究已获得本院医学伦理委员会批准，所有患者对检查过程均知情同意。

1.2 检查设备与采集方法

本研究的显像设备为飞利浦BrightView XCT双探头SPECT/CT显像仪。显像剂为99mTc-MDP（亚甲基二膦酸盐，上海原子科兴药业有限公司）。患者经静脉注射99mTc-MDP 显像剂25～30 mCi 3～4 h 后饮水500～1000 mL，排空膀胱后上机检查，患者仰卧位，采集全身骨平面图像，采集矩阵256×1024，扫描速度20 cm/min，结合病史对怀疑为压缩性骨折椎体另外行局部SPECT/CT断层显像，采用双探头，每个探头旋转180°，共旋转60个角度，每个角度采集25 s。每名患者准确记录注射前后99mTc-MDP注射器的放射性活度及测量时间、注射时间、扫描时间、患者的身高及体质量信息。

1.3 图像后处理与分析

使用HERMES MEDICAL SOLUTIONS（瑞典）工作站对99mTc-MDP全身骨显像及局部SPECT/CT断层显像进行图像分析，分别勾画两种显像受累椎体（T）及正常椎体（NT）的轮廓，测量感兴趣区内的放射性计数，计算其比值从而求得T/N 值（图1）。使用HERMES MEDICAL SOLUTIONS 工作站SUV-SPECT 软件对SPECT断层数据进行处理，通过重建算法将体素计数转换为活性浓度，实现SPECT标准摄取值的测量，再与CT图像进行融合显示。勾画患者正常椎体及受累椎体的VOI，并测量得到最大标准摄取值（SUVmax）及体积等信息（图2）。根据相关文献确定椎体压缩骨折的鉴别诊断标准［7］：（1）急性期损伤（3周内）或亚急性期损伤（3～12周）；（2）MRI 脂肪抑制STIR-T2WI序列下显示高信号水肿；（3）术中观察未发骨质修复等征象，满足以上3个条件可认为是新鲜组，任何1个条件不满足则为陈旧组。将107个受累椎体按此标准分为新鲜组（n=60）及陈旧组（n=47），其中新鲜组急性期损伤36个，亚急性期损伤24个。

图1 手动勾画靶区及非靶区并计算断层显像T/NTFig.1 Manually outline target and non-target areas and calculate tomo T/NT.

图2 勾画受累椎体浓聚VOI并测量病灶SUVmaxFig.2 Draw the concentrated VOI of the vertebrae and measure the SUVmax.

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，组间比较采用独立样本t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。采用ROC曲线确定SUVmax的最佳临界值。将SUVmax及T/NT诊断结果与综合评估结果进行Kappa检验，对比检查结果的一致性。

2 结果

2.1 正常组、新鲜组及陈旧组的SUVmax、平面T/NT和断层T/NT比较

勾画并测量80个正常胸椎及腰椎的SUVmax作为正常组。新鲜组受累椎体SUVmax为43.20±17.17（急性期53.90±17.12vs亚急性期29.16±6.78），平面显像T/NT为2.22±0.70，断层显像T/NT为5.06±3.52；陈旧组受累椎体SUVmax为10.71±3.17，平面显像T/NT 为1.41±0.45，断层显像T/NT为2.08±0.73；正常组椎体SUVmax为9.78±2.95，其中胸椎为9.47±3.05、腰椎为9.86±2.54。新鲜组与陈旧组SUVmax差异有统计学意义（t=9.925，P＜0.01），陈旧组与正常组SUVmax差异无统计学意义(t=1.568，P=0.122)；新鲜组与陈旧组平面显像T/NT差异有统计学意义(t=6.871，P＜0.01)；新鲜组与陈旧组断层显像T/NT 差异有统计学意义(t=6.381，P＜0.01)。新鲜组受累椎体SUVmax与损伤时间呈负相关关系（r=-0.681，P＜0.01），陈旧组椎体SUVmax与损伤时间无相关性(r=0.213，P=0.265)。

2.2 ROC曲线及诊断效能对比

ROC曲线结果示SUVmax最佳临界值为18.50，ROC曲线下面积（AUC）为0.997；平面显像T/NT最佳临界值为1.738，AUC为0.857；断层显像T/NT最佳临界值为2.573，AUC为0.897（图3）。

图3 受累椎体SUVmax、平面显像T/NT及断层显像T/NT的ROC曲线Fig.3 ROC curves of SUVmax,planar T/NT and tomo T/NT of the vertebrae.

分别以SUVmax、平面显像T/NT及断层显像T/NT对受累椎体进行鉴别诊断，与患者病史、MRI及术中所见等综合评估结果进行比较。SPECT/CT 骨定量SUVmax的诊断敏感度为0.983，特异性为0.983；平面显像T/NT的诊断敏感度为0.800，特异性为0.787；断层显像T/NT的诊断敏感度为0.883，特异性为0.851。将三种诊断结果与综合评估结果进行Kappa检验，SUVmax诊断的一致性程度很强（Kappa=0.943，P＜0.01），高于平面显像T/NT（Kappa=0.585，P＜0.01）及断层显像T/NT诊断（Kappa=0.715，P＜0.01，表1）。

表1 骨定量SUVmax、平面显像T/NT及断层显像T/NT的诊断效能对比Tab.1 Comparison of the diagnostic efficacy of bone quantification SUVmax,planar T/NT and tomo T/NT

3 讨论

临床中将MRI作为诊断椎体压缩骨折、定位责任椎体和鉴别新鲜与陈旧骨折的金标准，因在新鲜的椎体压缩骨折的急性期和亚急性期，骨折部位的的组织出现水肿，符合MRI成像的原理，MRI图像表现为长T1长T2信号，具有高敏感度［8］。然而MRI检查在临床应用中存在一定的局限性，如患者有植入动脉支架、内固定钢板、人工关节或镶嵌烤瓷牙等情况均是MRI检查的禁忌证，且MRI检查只能局部检查，无法对患者进行整个脊柱的评估，可能出现漏诊的情况［9］。针对椎体压缩骨折患者新鲜或陈旧的鉴别及责任椎体的定位能为患者的手术治疗方案提供重要价值。随着核医学SPECT/CT检查的发展，临床中常用99mTc-MDP SPECT/CT骨显像作为MRI的替代，已有研究表明SPECT/CT显像结合半定量参数T/NT可以较准确的判断压缩骨折是否为新发骨折［10］，本研究结果显示新鲜组椎体平面显像T/NT 及断层显像T/NT 均高于陈旧组。近年来随着SPECT/CT重建算法的不断优化，SPECT/CT定量分析能获得SUV，使SPECT/CT克服了以往定性诊断的不足，提供客观的量化参考指标［11-12］。99mTc-MDP在静脉注射后进入患者体内，通过离子交换或化学吸附的方式作用于患者骨组织［13］，骨组织对显像剂的摄取与血流量及骨盐代谢水平成正比［14］，SPECT骨显像被证明能早期准确诊断骨骼病变和用于评价疗效［15］。骨显像在成骨细胞活跃或血流量增加的病灶中表现为高浓聚，而在SPECT/CT定量分析中表现为相应的高SUVmax。本研究中，新鲜组椎体SUVmax高于陈旧组椎体，而陈旧组椎体SUVmax与正常组椎体SUVmax对比差异无统计学意义，原因是在新鲜压缩骨折的急性期和亚急性期中，血流量及成骨细胞活性均增加，且周围组织会出现出血及炎症等，导致SUVmax升高；陈旧骨折中血流减少成骨细胞活性降低，周围出血及炎症消退，表现为SUVmax较正常椎体升高不明显。既往研究显示，椎体压缩骨折患者在创伤72 h后可在骨显像中发现异常浓聚，并且在创伤1年后骨显像表现为阴性［16］。有学者发现骨折部位的放射性浓聚在创伤后2～5周达到高峰，年龄和性别不影响放射性核素浓聚［17］。本研究结果中急性期SUVmax为53.90±17.12，亚急性期SUVmax为29.16±6.78，新鲜组受累椎体SUVmax与损伤时间呈负相关关系，陈旧组椎体SUVmax与损伤时间无相关性，与前述既往研究结果相符合。

临床上经皮椎体后凸成形术治疗创伤3周内新鲜椎体骨折的疗效已得到广泛认可［18-20］。有学者认为当患者无法进行MRI检查时，核医学SPECT/CT可作为替代检查来确定责任椎体［21］，但其仅是定性研究，随着SPECT/CT骨定量分析的发展，定量研究已成为了可能。本研究中通过ROC曲线确定SUVmax及T/NT的临界值，分析SPECT/CT 骨定量分析诊断的敏感度为0.983，特异性为0.979，诊断一致性程度很强，均高于平面显像T/NT及断层显像T/NT，具有更高的诊断价值，对于不能行MRI检查的老年压缩骨折患者具有较好的临床应用价值。在核医学医师的图像处理过程中，SPECT/CT骨定量分析可以通过软件对感兴趣区进行自动勾画并测量SUVmax，而T/NT需要手动勾画靶区及非靶区并加以计算，无法排除操作者之间的主观差异性，测量数据的可重复性较差且增加了核医学医师的负担，所以骨定量分析SUVmax更便于开展临床应用。而能否通过SPECT/CT定量分析来评估新鲜椎体骨折术后的疗效则是未来研究的内容。

SPECT/CT骨定量分析的出现，在常规骨显像及T/NT分析诊断新鲜椎体骨折敏感度高的基础上，提高了特异性，能够更准确地定位压缩骨折的椎体并可定量判断是否为新鲜骨折，为临床手术提供重要的参考依据，具有一定的增益价值，可以作为MRI检查的替代。

综上，定量SPECT/CT标准摄取值在老年骨质疏松性压缩骨折的诊断与中具有重要的参考价值，对于不能行MRI检查的患者，可以为临床诊断及治疗提供客观依据。