骨转移瘤核素显像与MR弥散加权成像结果的对比研究

石德道，孙 涛，李广宙，刘志翔

潍坊医学院附属医院核医学科(山东潍坊261031)

放射性核素骨显像(BS)是诊断骨转移瘤最常用的检查方法，但近年来，具有“类PET”之称的磁共振背景抑制全身弥散加权成像［1］(MR WBDWIBS)的应用使传统检查手段面临严峻挑战。本研究对骨转移瘤核素显像与MR WB－DWIBS成像结果进行初步对比分析，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 经临床病理证实恶性肿瘤患者35例，男21例，女14例，年龄37～82岁，平均(56.1±11.9)岁。其中肺癌12例，乳腺癌6例，食管癌、胃癌及前列腺癌各3例，肝癌、肾癌及直肠癌各2例，鼻咽癌及宫颈癌各1例。所有患者均行核素骨显像和MR WB－DWIBS成像。

1.2 显像方法

1.2.1 核素骨显像 静脉注射99mTc－亚甲基二磷酸盐(MDP)740－925 MBq，嘱患者饮水800～1000 ml，注药2h后行常规全身骨显像。显像设备为GE公司Infinia HawkeyeⅣ双探头SPECT/CT仪，配备低能高分辨平行孔准直器，能峰140Kev，矩阵256×1024，窗宽20%。检查前嘱患者排尽尿液，患者取仰卧位，探头自头部开始扫描，床速15cm/min，探头与受检者体表距离由人体轨迹自行跟踪调整。

1.2.2 磁共振 WB－DWIBS成像 采用 Philips Achieva 1.5T双梯度超导型磁共振成像仪进行扫描，信号采集使用磁体内置BODY线圈，扫描序列为短时反转恢复－平面回波成像(STIR－EPI)脉冲序列。患者取仰卧位，头先进，平静呼吸。扫描范围从颈根部开始至股骨中段，分三段进行横断扫描。扫描参数:重复时间(TR)5900 ms，回波时间(TE)65 ms，反转时间(TI)180 ms，扩散敏感系数b取800 s/mm2，信号平均次数(NSA)为8，EPI因子为67，层厚5 mm，层间距0 mm，视野(FOV)38 cm，矩形视野因子(RFOV)为75%。采用三维最大密度投影(MIP)对图像进行重组，获得多方位重组图像，应用黑白翻转技术进行显示，得到类似PET的图像。

1.3 图像分析与结果判读 核素骨显像及WBDWIBS图像分别由两名经验丰富的相关专业医师结合临床资料进行分析。核素骨显像阳性诊断标准:局部放射性摄取与对侧或相邻部位不一致，呈异常浓聚或稀疏，并排除手术、创伤及常见退行性病变;WB－DWIBS阳性诊断标准［2］:相对于背景的骨髓异常高信号，经黑白翻转后病灶呈低信号。

1.4 骨转移瘤的诊断标准 (1)经手术或穿刺活检组织学证实。(2)常规MRI、CT或SPECT检查有两种或两种以上诊断为骨转移瘤。(3)随访6～12个月影像检查病灶增大或经抗肿瘤治疗后病灶缩小。

1.5 统计学处理 按如下公式分别计算99mTc－MDP骨显像与磁共振WB－DWIBS成像诊断骨转移瘤的灵敏度、特异性及准确率:灵敏度=真阳性/(真阳性+假阴性)×100%;特异性=真阴性/(真阴性+假阳性)×100%;诊断准确率=(真阳性+真阴性)/总病灶数×100%。应用SPSS 17.0统计学软件进行χ2检验分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

35例恶性肿瘤患者通过99mTc－MDP骨显像及磁共振WB－DWIBS成像共发现骨骼病灶106个，最终经临床确诊骨转移灶64个。99mTc－MDP骨显像发现73个拟诊骨转移灶，其中假阳性灶12个;磁共振WB－DWIBS拟诊骨转移灶60个，其中假阳性灶4个。99mTc－MDP骨显像与磁共振WB－DWIBS成像诊断骨转移瘤的灵敏度分别为95.3%和87.5%，准确率分别为85.8%和88.7%，经比较二者均无显著性差异(P＞0.05);但其特异性分别为71.4%和90.5%，经统计学处理有明显差异(P＜0.05)。99mTc－MDP骨显像与磁共振WB－DWIBS成像诊断骨转移瘤的结果及效能比较分别见表1和表2。

表1 99mTc－MDP骨显像与磁共振WB－DWIBS成像诊断恶性肿瘤骨转移结果(个)比较

表2 99mTc－MDP骨显像与磁共振WB－DWIBS成像诊断骨转移瘤的效能比较

3 讨论

恶性肿瘤细胞常通过血行播散途径累及骨骼系统，在骨骼局部引发一系列的破骨与成骨反应，从而形成骨转移瘤。骨骼的主要无机盐成分是羟基磷灰石晶体，表面积很大，能够通过化学吸附和离子交换作用从血液中获取磷酸盐和其他元素来完成代谢更新。亲骨型放射性药物，如99mTc－MDP，经静脉注射后迅速被晶体表面吸附并沉积在骨骼内，能够特异地显示骨骼的代谢情况［3］。当骨代谢活性增强，局部血流增加，成骨细胞活跃和新骨形成时，局部骨组织可聚集更多99mTc标记的磷酸盐化合物，而呈现放射性“热区”;反之当局部血流量减少或破骨反应占优势时，99mTc标记的磷酸盐化合物随之减少，呈现放射性“冷区”。这些代谢异常在疾病早期阶段通常就有明显表现，因此放射性核素骨显像可以对骨骼疾病做出早期诊断。

磁共振扩散加权成像(DWI)原理与骨显像完全不同，它是通过探测组织内水分子的异常扩散运动来诊断病变的。组织内水分子的扩散运动分三类:细胞外扩散、细胞内扩散及水分子的跨膜扩散，其中细胞外水分子的扩散运动对DWI信号的影响最大，水分子扩散速度越慢，则信号越强。2004年Takahara等［1］首次报道了一种新的磁共振成像技术——背景抑制全身弥散加权成像(WBDWIBS)，它是在DWI基础上，采用STIR－EPI序列获取三维DWI图像，然后使用IR技术进行背景信号(肌肉、血管、脂肪及大部分脏器)抑制，突出了病变区域的对比度，最后对图像进行三维重建并黑白翻转，从而得到类似PET的图像效果。在骨转移瘤中，正常骨髓细胞被恶性肿瘤细胞所替代，恶性肿瘤细胞较正常细胞体积大，排列密集，细胞外间隙少，导致水的整体扩散速度慢于正常组织，从而在图像上形成高信号灶。近年来DWIBS技术被临床广泛用于肿瘤原发灶及转移灶的诊断［4］。本研究就对骨转移瘤核素显像与磁共振WB－DWIBS成像结果做一对比分析，初步比较两者对骨转移瘤的诊断效能。

本研究显示99mTc－MDP骨显像诊断肿瘤骨转移的灵敏度虽高于磁共振WB－DWIBS成像，但在统计学上无显著性差异，然而，磁共振WB－DWIBS成像诊断骨转移瘤的特异性高于99mTc－MDP骨显像，差异有一定的统计学意义，这可能与两者成像原理迥异有关［5，6］。骨显像与骨骼局部血流及代谢改变密切相关，任何能引起局部血流增加或代谢增高的病变，如创伤、炎症及退行性变等，均可形成放射性浓聚灶，这也是造成核素骨显像假阳性率较高的原因。本组骨显像所示12处假阳性病灶中，8处为关节退行性变，3处为手术或外伤骨折所致，余1处为股骨头坏死。DWIBS对水分子较敏感，但对于大量钙盐沉积而含水量较少的成骨性病变敏感性较低［7］，本组有2处成骨性转移灶未被WB－DWIBS检出;余6处假阴性灶为胸骨1处和肋骨5处，考虑可能病灶较小并受心脏搏动或呼吸运动等影响造成信号丢失而漏诊［8，9］。本组资料中，骨显像阴性而DWIBS阳性的3处骨转移灶中，有2处为胸椎转移，因其局限于椎体中央，还未引起明显的血流及代谢改变而造成骨显像假阴性;余1处假阴性灶位于右侧肱骨头区，因病灶较小且靠近关节部位而误诊为关节退行性病变。

放射性核素骨显像具有一次成像可显示全身骨骼状况，扫描时间短，价格相对低廉，无绝对禁忌症，对骨转移瘤诊断的高灵敏度等优势，被临床公认为探测恶性肿瘤骨转移的首选方法［10］。与临床应用较成熟的核素骨显像相比，MR WB－DWIBS作为一种新生成像技术，尚存在许多不足之处［11］:一些正常高信号组织的重叠，使些许微小病变容易漏诊;由于受扫描范围的影响及FOV的限制，使四肢远端病灶难以显示;图像易受扫描参数的影响，正常骨骼信号被抑制，致使DWIBS空间分辨率较低，常需结合常规MR扫描对病灶进行准确定位;扫描时间长，危重患者难以坚持。因此，这一技术在诊断骨转移方面的应用还有待进一步的完善，但其优势在于无创性、无辐射，同时还可检出原发病灶或骨外转移灶［12，13］。

综上所述，99mTc－MDP骨显像与磁共振WBDWIBS成像原理迥异，但在骨转移瘤诊断方面能够发挥各自优势，相互印证，相互补充，联合应用可提高诊断的准确性。

［1］Takahara T，Imai Y，Yamashita T，et al.Diffusion weighted whole body imaging with background body signal suppression(DWIBS):technical improvement using free breathing，STIR and high resolution 3D display［J］.Radiation Medicine，2004，22(4):275－282.

［2］Gutzeit A，Doert A.Comparison of diffusion－weighted whole body MRI and skeletal scintigraphy for the detection of bone metastases in patients with prostate or breast carcinoma［J］.Skeletal Radiol，2010，39:333－343.

［3］倪发强.骨显像与MRI在诊断恶性肿瘤骨转移中应用价值比较［J］.医学影像学杂志，2010，20(8):1244－1245.

［4］文宏志，郑文斌.磁共振背景抑制弥散成像在肿瘤诊断中的价值［J］.国际放射医学核医学杂志，2009，33(2):121－123.

［5］王霄英，张春燕，蒋学祥.大范围扩散加权成像与骨扫描对照评价前列腺癌骨转移的前瞻性研究［J］.中华放射学杂志，2009，43(2):131－135.

［6］陈永刚，徐凯，张华，等.全身弥散加权成像观察骨转移瘤［J］.中国医学影像技术，2009，25(9):1700－1702.

［7］牛磊，朱斌，崔文，等.全身弥散加权成像对恶性肿瘤骨转移的临床应用［J］.实用放射学杂志，2011，27(5):762－764.

［8］李澄，刘振生，何玲，等.全身MR扩散加权背景抑制成像探查恶性肿瘤全身转移的价值［J］.临床放射学杂志，2008，27(10):1406－1410.

［9］Cafagna D，Rubini G，Iuele F，et al.Whole－body MR－DWIBS vs.［18F］－FDG－PET/CT in the study of malignant tumors:a retrospective study［J］.Radiol Med，2012，117(2):293－311.

［10］李林，赵祯，郭兴.恶性肿瘤骨转移影像学诊断［J］.中华核医学杂志，2006，26(5):315－318.

［11］邓义，刘斯润，弓健.全身弥散加权成像诊断骨转移瘤的初步临床应用研究［J］.中国医疗前沿，2009，4(12):77－79.

［12］Cascini G，Falcone C，Greco C，et al.Whole－body magnetic resonance imaging for detecting bone metastases:comparison with bone scintigraphy［J］.Radiol Med，2008，113:1157－1170.

［13］Balliu E，Boada M，et al.Comparative study of whole－body MRI and bone scintigraphy for the detection of bone metastases［J］.Clinical Radiology，2010，65:989－996.