双能CT 在检测骨髓病变中的应用进展

张言巧子，段梦月

（无锡市中医医院放射科 江苏 无锡 214071）

双能CT（dual-energy CT, DECT）通过低能和高能光子的两个X 射线光谱采集数据，然后根据不同X 射线能量下的材料特异性衰减，使用虚拟去钙技术，从数据中去除骨矿物基质（由钙组成），生成虚拟去钙图像（virtual non-calcium, VNCa），从而使骨髓病变可视化[1]。近年来，DECT 越来越多用于检测外伤性骨髓病变，如椎体及四肢关节的外伤性骨折，并且在非外伤性骨髓病变中的应用也越来越多，如强直性脊柱炎、类风湿关节炎、骨髓瘤以及骨转移等。

1 双能CT 在外伤性骨髓病变中的应用

骨髓水肿（bone marrow edema, BME）在临床中较为常见，外伤是产生BME 的主要原因。DECT 通过虚拟去钙技术从松质骨中去除钙，对VNCa 图像进行颜色编码，将BME 标记为绿色，有助于显示出骨髓水肿，提供清晰的视觉评估，并且对于感兴趣区的测量提供定量评估[2]。相关研究表明DECT 在检测创伤骨髓水肿方面具有良好的诊断性能，两个研究得出DECT 诊断创伤性骨髓水肿的灵敏度分别为84%和89%，特异度分别为96%和96%[3-4]。

在关于脊柱外伤的一项研究中，发现双能CT 的视觉评估和定量评估在椎体压缩性骨折骨髓水肿的诊断中均具有很好的诊断价值[5]。Ghazi 等[4]分析了17 项研究，包括742 名外伤患者的2468 块椎体，发现DECT 对椎体骨髓水肿的显示具有较高的灵敏度、特异度。近年来DECT 在四肢骨外伤的诊断中应用也越来越多，在一项对四肢骨外伤的相关诊断中，DECT 在评估急性膝关节损伤患者的外伤性BME 方面表现出极好的特异性，但是与MRI 相比，DECT 在检测外伤性BME 灵敏度略低，这表明当DECT 在出现症状的患者中产生阴性结果时，可能需要MRI 来进一步检测隐匿性BME[3,6-7]。有研究表明，DECT 测量外伤性BME 的效果受年龄影响，因为老年患者的黄骨髓比例高，年轻患者的骨小梁更致密，急性创伤后骨髓中液体增加，以黄骨髓为主的老年患者检测出骨髓水肿的效果最好，因此在开展相关研究的同时应注意年龄对结果造成的影响[8]。

骨及关节损伤常常伴随周围韧带、肌腱损伤，比如胫骨平台损伤常伴随前交叉韧带（anterior cruciate ligament, ACL）损伤，胫骨平台前外侧损伤常伴随后交叉韧带（posterior cruciate ligament, PCL）损伤[9]。有研究纳入51 名参与者，经过研究发现DECT 对前交叉韧带破裂的定性和定量诊断具有良好的准确性和可靠性，DECT 有望成为MRI 评估损伤ACL 完整性及术后自体ACL 移植成熟程度的理想替代手段[10]。

2 双能CT 在非外伤性骨髓病变中的应用

2.1 炎性、感染性病变

除了最常见的急性创伤性损伤会导致BME，还有其他导致BME 的原因，包括感染性、肿瘤性和炎症性原因等。骨髓炎可引起广泛的炎症、血管扩张和毛细血管渗漏，从而导致BME[11]。

在一项对47 名风湿性骶髂关节炎合并脊柱炎患者的研究中，研究者分析得出DECT 对骶髂关节炎骨髓水肿检测的灵敏度为87%～93%，特异度为91%～94%，并且骨髓水肿区定量衰减值随骨髓水肿严重程度的增加而增加，该研究发现双能CT 对风湿性骶髂炎合并脊柱炎患者骨髓水肿的诊断准确率较高[12]。刘向等[13]发现双能CT 可以清晰地显示类风湿关节炎的骨髓水肿，可以帮助临床医师评估类风湿关节炎的活动性。Foti 等[14]评估了32 名骨髓炎患者的DECT 和MRI 检查，研究者通过比较发现MRI 诊断BME 的平均灵敏度和特异度分别为89.1%和87.5%，而DECT 诊断BME 的平均灵敏度和特异度分别为89.0%和72.9%。以上研究均表明DECT 对于炎性骨髓水肿诊断的准确性，这对于炎症的早期发现及临床干预具有非常重要的意义。

2.2 肿瘤性病变

与正常骨组织相比，恶性骨肿瘤病变由不同的组织和分子组成，DECT 可以利用这些组织分子所造成的物理差异，目前，相关研究已经检验了DECT 在评估骨转移、多发性骨髓瘤病变、病理性骨折等方面的作用，并取得了一定程度的进展[15-18]。

骨是晚期癌症患者常见的转移部位之一，因此，骨转移的检测对于临床医生制定治疗方案和预防进一步的并发症（如病理性骨折）至关重要。在一项由21 名MRI证实的椎体患者组成的回顾性研究中，将VNCa 图像与传统单能CT 图像进行了比较[15]，分别用低、中、高钙抑制指数分别重建图像。与高钙抑制图像和常规图像相比，低钙抑制图像与中等钙抑制图像更能区分转移性骨与正常骨，与单能CT（78%）相比，在低钙抑制图像上检测骨骼转移的灵敏度更高（85%）。在另一项小型回顾性研究中，骨髓颜色标测将检测骨骼转移的灵敏度从传统CT 的78.2%提高到89.8%[16]。

最近的一项回顾性研究分析了32 名患者的103 个中轴骨局灶性溶骨性病变，在VNCa 成像上测定了溶骨性病变区域和周围正常骨髓之间的平均CT 值差异，发现活动性疾病（平均35 HU）比非活动性疾病更高（平均16 HU）[17]。这表明VNCa 成像的CT 值与多发性骨髓瘤的疾病活动性相关，这对临床医生在监测患者治疗反应时有一定意义。由于多发性骨髓瘤患者的红骨髓会被浆细胞浸润或者再次重新激活生成，因此，VNCa 成像无法区分肿瘤或重新激活的红骨髓，和以红骨髓为主的骨髓相比，DECT 在对主要含有脂肪骨髓的骨进行成像时效果是最佳的[18]。因此，DECT 对多发性骨髓瘤病变检测时会出现假阳性结果，这可能是一个明显的缺陷。

成骨性转移可能很难与骨岛区分开来，因为两者在单能CT 上都表现为具有清晰边缘的局灶性高密度病变，一项对94 名成骨细胞肺转移患者的回顾性研究发现，与骨岛相比，成骨细胞肺转移瘤具有较低的骨含量和较高的水含量，研究者认为成骨细胞转移破坏了原始骨组织，从而减少了骨骼，但因此增加了含水量，相反，骨岛包括椎体内的正常皮质骨，因此比成骨性转移瘤含有更多的骨，但含水量更少[19]。以上相关研究证实了DECT 在骨肿瘤的诊断及鉴别诊断中的作用，为相关疾病的诊断提供了补充检查方法，有助于进一步的鉴别诊断。

2.3 非创伤性骨软骨病变、缺血坏死

骨软骨病变（osteochondral lesion, OCL）的疼痛通常与骨髓水肿相关，在DECT 图像中表现为软骨下明显水肿[20]。然而，一些OCL 可能会被DECT 遗漏，特别是在存在软骨下硬化的情况下，通过进一步研究发现，如伴随骨关节炎或半月板及韧带损伤等情况，可能有助于识别较小的、不太明显的骨髓水肿。

股骨头缺血性坏死（avascular necrosis, AVN）在MRI 上表现为典型的“双边征”，DECT 可用于识别出BME 和相关影像学表现，并可靠地诊断AVN[21]。一项关于早期股骨头坏死的研究发现DECT 和MRI 这两种成像方法对BME 范围的显示差异无统计学意义[22]，常规CT联合VNCa图像能够提高CT对早期AVN的诊断性能，由于图像分辨率高，DECT 可用于AVN 分期，例如早期的囊性和硬化等影像学改变，或显示软骨下塌陷区周围的骨髓水肿。在MRI 使用受限的情况下可以作为很好的替代检查方法。

3 DECT 的局限性

DECT 目前也有一定的局限性，第一，它无法区分皮质骨和水肿，降低了其检测皮质下水肿的灵敏度，这是DECT 虚拟去钙技术的已知局限性[23]。另一方面，有研究表明DECT 对椎体的诊断性能优于对四肢骨骼的诊断性能[24]。这一结果仍然需要在未来进行进一步的研究，以确定DECT 最适合人体骨骼的哪块区域。第三，年龄、性别、体质量指数和骨密度等变量对椎体骨髓成分都有影响，并可能影响DECT 的诊断性能，由于很少有研究在单独的类别中提供相关数据，目前还无法检验这些协变量的影响，未来需要相关研究来进一步证实这些变量对DECT 的诊断性能有无影响。第四，在疾病的不同阶段开展研究，纳入的研究也包含不同严重程度的病例，诊断标准也不统一，DECT 的诊断性能在疾病的早期和晚期可能有所不同。

综上所述，除了单源连续扫描技术外，双能CT 在诊断外伤与非外伤的骨髓水肿准确性很高。在有MRI 禁忌证或者其他不能完成MRI 检查的情况下，患者可采取DECT 检查，并从这种检查方式中获益。