SPECT/CT定量骨断层标准摄取值与骨矿物质密度的相关性研究

孟庆元， 王海岩， 阳依宏， 张 新， 吴 羽， 赵 军

(同济大学附属东方医院核医学科，上海 200120)

随着SPECT/CT定量技术的发展，定量骨断层显像在骨病变的诊断及鉴别诊断中应用十分广泛[1-2]。严重的骨质疏松症通常伴随骨质破坏，可导致骨显像上异常的放射性浓聚[3]，且恶性肿瘤骨转移患者，由于自身原因及长期治疗，通常更易出现继发性骨质疏松[4-8]。骨矿物质密度(bone mineral density， BMD)测量可以反映骨的强度，双能X线吸收骨密度测量仪(dual-energy X-ray absorptiometry， DXA)是测量BMD的“金标准”[9-11]。本研究通过对定量断层显像与骨密度之间的相关性分析，研究骨质疏松对骨定量SUV的影响，为临床诊断提供更多信息。

1 资料与方法

1.1 研究对象

回顾性分析同济大学附属东方医院2019年6月1日—2020年2月1日接受骨密度及骨显像检查的84例患者。其中男性41例，年龄(64.84±7.19)岁，女性43例，年龄(60.23±11.33)岁。74例(88%)受检者存在恶性肿瘤病史(肺癌35例、乳腺癌22例、结直肠癌5例、前列腺癌4例、其他肿瘤8例)，其余10例患者为不明原因腰背痛(骨质增生、椎体退变、骨髓水肿等)。入组标准： (1) 绝经期妇女及50岁以上男性；(2) 所有受检者全身平面显像及定量断层显像在腰椎、髋部均无放射性异常浓聚灶；(3) 受检者在腰椎及髋部无手术史；(4) 受检者全身骨显像、定量骨断层显像及骨密度测定的操作、所得结果均符合质控要求。分组标准： 将受检者依照骨密度诊断结果分为骨质疏松组(T≤-2.5)、低骨量组(-2.5

1.2 临床资料收集

所有受检者均采集相关临床信息： 性别、年龄、身高、体质量、既往病史、临床诊断及有无外伤史等。

1.3 仪器与检查方法

1.3.1 骨密度仪器及检查方法 仪器为美国通用公司DPX-NT双能X线骨密度仪。受检者仰卧于检查床，足内旋，固定于足部支架上，行腰椎及髋部骨密度检测。检测完成后，由3位高年资骨密度诊断医师勾画L1～4、股骨颈及全髋感兴趣区，取3次均值，作为受检者L1～4椎体、股骨颈及全髋的T值和BMD值。依照骨密度诊断标准[9]，给出骨质疏松、低骨量、骨量正常的诊断。

1.4 统计学分析

所得数据经SPSS 26.0软件处理，采用单因素方差分析： (1) 男性及女性相同部位BMD、T值、SUVmean及SUVmax间差异；(2) 腰椎、股骨颈、全髋3个不同检测部位BMD、T值、SUVmean及SUVmax间差异；(3) 骨质疏松、低骨量、骨量正常三种诊断BMD、T值、SUVmean及SUVmax间差异。采用皮尔逊相关性检验分析在相同部位SUV、T值、BMD之间的相关性，P<0.05为差异有统计学意义。

图1 腰椎、股骨颈及全髋感兴趣区(VOI)Fig.1 VOI of lumbar， neck of femur and total hipA、B、C分别为腰椎，股骨颈及全髋在横断位、矢状位及冠状位三个层面上的VOI勾画，全髋包含股骨头，大转子及股骨干近端

2 结 果

2.1 不同性别腰椎、股骨颈及全髋差异

对不同性别腰椎、股骨颈及全髋数据进行分析，结果见表1，发现男性腰椎T值、BMD、SUVmean及SUVmax均显著高于女性[-0.87±1.59vs-1.88±1.67，P=0.006;(1.075±0.191) g/cm2vs(0.950±0.200) g/cm2，P=0.004;4.72±0.84vs4.23±0.63，P=0.003;9.65±2.10vs8.58±1.47，P=0.008]。在股骨颈部位，男性T值及BMD值显著高于女性(P=0.008，P=0.006)，而SUVmean及SUVmax则相较于女性更低(P=0.005，P=0.035)。同样在全髋部位，男性T值及BMD显著高于女性(P=0.011，P=0.011)，但是不同性别间SUVmean与SUVmax差异无统计学意义(P>0.05)。

表1 不同性别腰椎、股骨颈及全髋数据比较

2.2 不同部位数据差异

不同部位间T值、BMD、SUVmean及SUVmax值均差异有统计学意义(P=0.043，P<0.01，P<0.01，P<0.01)，其中腰椎T值显著低于股骨颈及全髋，BMD、SUVmean及SUVmax显著高于股骨颈及全髋，见表2。

表2 腰椎、股骨颈及全髋数据比较

2.3 骨量正常、低骨量与骨质疏松数据比较

根据骨密度测定结果将研究对象分为骨量正常(n=22)、低骨量(n=33)、骨质疏松(n=29)三组。不同诊断组中，腰椎处BMD(P<0.01)，T值(P<0.01)，SUVmean(P=0.014)、SUVmax(P=0.012)，股骨颈处BMD(P<0.01)、T值(P<0.01)，全髋处BMD(P<0.01)、T值(P<0.01)、SUVmean(P=0.044)、SUVmax(P=0.034)差异均有统计学意义，其余各组数据无明显统计学差异(P>0.05)，见表3。骨质疏松组腰椎T值、BMD、SUVmean及SUVmax均显著低于骨量正常及低骨量组(P<0.05)。股骨颈及全髋T值、BMD在骨质疏松组中明显下降，全髋SUVmean及SUVmax在骨质疏松组中低于正常骨量组，但是股骨颈处SUVmean及SUVmax在三组之间差异无统计学意义(P>0.05)。

表3 骨量正常、低骨量与骨质疏松数据比较

2.4 相同部位间SUV与T值及BMD相关性分析

在腰椎处，SUVmean及SUVmax均与BMD(r=0.451，P<0.01；r=0.409，P<0.01)、T值(r=0.446，P<0.01；r=0.400，P<0.01)呈中等程度正相关，见图2。而在股骨颈及全髋处，SUVmean、SUVmax与BMD均无统计学相关性(P>0.05)。

图2 腰椎SUVmean及SUVmax与T值、BMD相关性分析Fig.2 Correlation analysis of lumbar SUVmean， and SUVmax with T value and BMDA： 腰椎SUVmean与BMD相关性分析；B： 腰椎SUVmean与T值相关性分析；C： 腰椎SUVmax与BMD相关性分析；D： 腰椎部位SUVmax与T值相关性分析

3 讨 论

SPECT/CT的定量评估在近些年越来越被临床认可，定量分析通过进行相对或绝对的数值评估，克服视觉分析的缺点，更加客观的分析图像数据，获得更高的诊断准确性。随着SPECT/CT融合技术、图像重建算法等不断完善和应用，使得SPECT/CT全定量评估成为可能。在PET图像定量分析中，SUV是非常重要的定量参数，被广泛应用于临床，在鉴别诊断良恶性肿瘤、监测肿瘤复发、评估疗效等方面发挥重要作用[12]。

基于SUV在PET图像定量分析中的重要性，许多研究者在SPECT图像分析中同样应用SUV进行定量分析，发现了SUV在SPECT图像分析中的临床应用价值。Beck等[13]回顾性分析了视觉评估与绝对定量在骨转移瘤诊断上的一致性，结果发现视觉评估在平面骨显像上的一致性不如定量SPECT/CT(k=0.46vsk=0.094，P<0.01)，由此说明，相较于视觉评估，定量骨显像在骨扫描诊断中具有更强的可信度。Ogura 等[14]证实，在下颌骨病变中，类风湿性关节炎的SUVmax显著高于放射性骨坏死和正常下颌骨的SUVmax，说明定量骨断层在正常骨组织与病变骨组织的鉴别诊断中具有很好的应用。骨质疏松症可以导致患者腰背酸痛，脊柱变形及骨折等，降低患者生活质量，严重者可致残，给患者及其家庭带来沉重的经济负担。对骨质疏松症的早期发现可提早干预，降低骨折风险。有研究发现SPECT骨显像腰椎SUV可用于评价骨质疏松及评估疗效[15-17]，但是对于其他部位如股骨颈、全髋的SUV值是否也可用于评价骨质疏松则没有研究，而且病例数相对较少，因此本课题增加病例数做了进一步研究。

本研究通过对SUV与BMD的统计比较，发现定量骨断层显像在诊断骨质疏松上，相较于传统的骨密度测定更有其独到之处。传统DXA骨密度的平面投影成像容易受到体质量、脊柱侧弯、椎体骨质增生、腹主动脉钙化等影响。而定量骨断层显像不仅能够通过CT图像了解受检部位的显微结构，骨小梁变化等信息，SUV的应用，更能对受检部位的骨量有定量的数据支持，有助于提升骨密度诊断的准确度。

本研究发现，骨质疏松患者腰椎SUVmax、SUVmean相较于低骨量患者及正常受检者的SUVmax、SUVmean均显著降低，与余丰文等[16]研究一致，他们发现腰椎SUVmax和SUVmean分别为7.39±1.84和4.90±1.27，均与BMD呈正相关(r=0.64、0.63，P均<0.01)。本研究还发现股骨颈与全髋部位的SUV并差异无统计学意义，且在相关性分析中，腰椎的SUV与BMD存在正相关，而股骨颈与全髋部位的SUV与相应部位的BMD并无显著的相关性。马晓龙等[18]的实验研究中说明，可能是由于腰椎部位的BMD下降程度较股骨颈及全髋高，腰椎处骨矿物质的丢失更早，更易监测到骨质疏松的发生。定量核素骨显像所提供的标准摄取值信息能够较为准确地反映椎体骨代谢情况[19]，而骨代谢异常也是骨质疏松症发病的重要原因之一[20]。因此，定量SPECT/CT核素骨显像能够为骨质疏松的诊断提供更多信息。

本研究对不同性别SUV进行对比发现男性腰椎的SUV显著高于女性。既往有学者提出个体重心的提高会导致腰椎承重增加、局部骨骼更多的血液供应及骨盐代谢的增加，进而导致腰椎SUV的增高[21]。本研究中，男性的身高显著高于女性可能是导致腰椎SUV差异的原因。然而与既往的一项研究结果不一致[22]，纳入研究病例的异质性(年龄结构)可能导致了结果的差异。

严重的骨质疏松会导致骨结构的破坏，也会导致放射性核素的浓聚。这给恶性肿瘤的骨转移及原发性骨肿瘤与骨质疏松导致的压缩性骨折间的鉴别诊断带来一定的困难。本研究团队前期在大样本人群中建立了正常椎体SUV的范围，并且发现正常椎体、良性骨病变椎体、椎体骨转移灶的SUV差异有统计学意义，初步结果证实了SUV在鉴别骨良恶性病变中的潜在价值，可为临床诊断和评价椎体病变治疗效果提供定量参考[23]。Ogura等[14]的研究也表明恶性肿瘤骨转移部位的SUV与正常部位或良性骨病变SUV存在明显差异。骨质疏松人群椎体的SUV与正常椎体及恶性肿瘤骨转移或原发性骨肿瘤患者病变部位的SUV是否存在差异，将会进一步研究。

本研究尚有局限性： (1) 由于进行骨扫描的患者中88%都有恶性肿瘤的病史，可能造成骨转移瘤本身及放疗、化疗及内分泌治疗等因素影响骨骼SUV的定量；(2) 由于病例数有限，未根据性别和年龄的骨密度进行分层研究BMD与定量骨断层SUV的相关性。

综上所述，骨质疏松患者腰椎、股骨颈及全髋SUVmax及SUVmean均显著减低，且腰椎SUV与骨密度有显著相关性，可用于评价骨质疏松。骨质疏松可导致SUV降低，在骨定量显像用于骨良恶性鉴别诊断时应引起重视。