核医学骨显像

1、核 医 学,第十二章 骨关节系统Skeletal and joint system,重庆医科大学附属第一医院 段东,内 容 提 要,概述 骨显像的原理、方法和图像分析 关节显像 骨、关节显像的临床应用 骨密度测定 18F-FDG PET骨骼恶性肿瘤显像,概 述,放射性核素骨显像 (radionuclides bone imaging)已成为最能体现核医学影像技术优势、临床使用频率最高的核医学检查项目之一。 特点： 功能性影像，可早X摄片早36个月发现病变 一次性全身成像 多种成像方式，SPECT/CT、PET/CT图像融合应用 骨密度测定也是常规核医学检查项目之一,第一节 骨显像的原理、方法和

2、图像分析,骨组织由无机盐（羟基磷灰石晶体）、有机物（胶原纤维和层粘蛋白）和水组成。 静脉注射骨显像剂后，其主要通过化学吸附（如99mTc-MDP)和离子交换(如85Sr、18F)两种方式进入骨内与羟基磷灰石晶体结合。 少量骨显像剂与骨组织中有机成分（胶原纤维）结合。 利用核医学仪器探测放射性核素所发射出的r射线，即可得到全身骨骼的影像,一、骨显像的基本原理,无机盐代谢速度,影响骨组织摄取显像剂的因素,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,局部血流灌注量,成骨细胞活跃程度,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,骨示踪剂研发历程 20世纪三十年代：32P 20世纪40年代：45Ca、89Sr 20

3、世纪50年代：85Sr 20世纪60年代：47Ca、87mSr、18F-氟化物 20世纪70年代：99mTc标记磷（膦）酸盐,二、显像剂,理想的骨显像剂,亲骨性好 血液清除快 骨/非骨组织比值高 有效半衰期短 r射线的能量适中等,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,目前临床最常用的骨显像剂：99mTc-MDP,骨动态显像 血流相、血池相、延迟相 骨静态显像 全身骨显像、局部骨显像 骨断层显像 骨融合显像,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,三、显像方法,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,骨动态显像（三时相骨显像,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,骨静态显像（全身,骨静态显像（局部,

4、第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,骨断层显像,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,SPECT/CT图像融合显像,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,四、骨显像的正常影像,静态骨显像 全身骨骼显影清晰，放射性呈均匀性、对称性分布。由于各部位骨骼的结构、血流情况和代谢活性不同，使得骨显像剂沉积的量也不一，扁平骨、大关节和骨骺端放射性浓聚高于长骨骨干,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,儿童由于骨质生长活跃，在骨骺及干骺端有更多放射性的分布是其特征，通常是全身骨骼中影像最强的部位,ANT POST,ANT POST,ANT POST,半岁 4岁 12岁

5、,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,骨动态显像三相骨显像 血流相：反映受检局部大血管血流通畅情况。 血池相：反映受检局部软组织血供。 延迟相：反映受检局部骨骼的代谢状态,血流相 髋关节T-A曲线 血池相 延迟相,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,骨断层显像 在各部位断层正常图像上，骨骼的放射性分布与静态平面显像所示相一致，呈左右对称和上下均匀。 对结构复杂区域和较小骨病灶的准确定位，如脊柱断层显像可清楚地显示椎体、椎间盘及其他结构，有助于提高对骨病损诊断的准确性,冠状断层,矢状断层,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,CORONAL,正常骨断层显像,五、骨显像的异常影像,第一节 骨显

6、像的原理、方法和图像分析,1.异常放射性浓聚增强 是骨显像最常见的异常骨显像表现。 骨病损处显像剂的浓聚明显高于对侧或周围正常骨骼，呈“热”区。表明局部骨组织血供丰富、代谢增强、成骨活跃。 异常浓聚灶数目：单发与多发。异常浓聚形态：点状、圆形、条状、片状。其中最常见的类型是单发或多发的局限性浓聚“热”区,一）异常静态骨显像,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,单个浓聚灶 多发浓聚灶,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,超级骨显像（superscan）表现为全身骨骼影像普遍增强，软组织本底极低，双肾和膀胱不显影。临床常见于甲旁亢或弥漫性骨转移癌等,代谢性骨病 前列腺癌 胃 癌,ANT,ANT

7、,POST,POST,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,骨显像表现为骨病损处放射活性低于对侧或周围正常骨骼。 凡是能够引起骨组织血流减少或产生溶骨性病理改变的情况，均可出现病损骨局部放射性分布呈“冷”区表现。 常见于：骨手术切除后、骨转移瘤伴骨质破坏或骨内血管阻塞、多发性骨髓瘤、骨梗塞、早期股骨头缺血坏死等,2. 异常放射性分布减低（稀疏或缺损,多发性骨髓瘤右骶骼关节“冷区,外伤右股骨颈与股骨头“冷区,ANT,ANT,POST,POST,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,同一病人骨显像中既有“热区”，又有“冷区”。 部分骨病损中心呈明显放射性“冷区

8、”，其周围表现为代谢活性增高的异常浓聚影，呈圆形，类似于“炸面圈” （doughnut）征,左股下端骨纤维肉瘤骨显像呈“炸面圈”征,POST,ANT,3.混合型（异常放射性浓聚与减低并存,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,4. 骨外组织放射性浓聚 生理情况下，显像剂经泌尿系统排泄，故肾脏和膀胱显影。 病理情况下，骨外组织摄取骨显像剂可见于心包钙化或心瓣膜病、急性心肌梗塞、畸胎瘤、包囊虫病、乳腺炎症或乳腺癌、原发骨肿瘤肺转移灶、脑膜瘤或子宫肌瘤钙化、瘢痕皮肤及骨化性肌炎等,NHL肺、胃摄取骨显像剂,ANT POST,二）异常动态骨显像,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,局部放射性增高 骨

9、骼病变部位及其周围组织内放射性异常增强，表示局部血供增多，见于原发性骨肿瘤和急性骨髓炎等,1.血流相异常,第一节 骨显像的原理、方法和图像分析,局部放射性减低,一侧部位较对侧相同部位的放射性减低，表示局部动脉灌注减少，见于股骨头缺血坏死、骨梗塞、骨囊肿等良性病变,一侧部位较对侧相同部位的放射性减低，表示局部动脉灌注减少，见于股骨头缺血坏死、骨梗塞、骨囊肿等良性病变,局部放射性减低,一侧部位较对侧相同部位的放射性减低，表示局部动脉灌注减少，见于股骨头缺血坏死、骨梗塞、骨囊肿等良性病变,一侧部位较对侧相同部位的放射性减低，表示局部动脉灌注减少，见于股骨头缺血坏死、骨梗塞、骨囊肿等良性病变,第一节

10、骨显像的原理、方法和图像分析,2.血池相异常,因局部血管增生扩张造成，可为静脉回流障碍所致,局部放射性增高,局部放射性减低 多提示局部有缺血性病变，减低区多见于溶骨性破坏和骨质疏松,3.延迟相异常,同骨静态显像,99mTc-MDP：关节显像的原理与骨显像原理相同。 99mTcO4-：主要分布在软组织中，关节部位放射性显像剂分布则较低。当滑膜有炎症时，炎性的滑膜和异常骨骼周围的血供增加，血管通透性亦增加，因而关节部位出现异常放射性浓聚。 111In-/99mTcWBC或HIG：属炎症显像剂，骨性关节炎及滑膜炎部位的放射性核素浓聚增强,第二节 关节显像,一、显像剂及显像原理,99mTc-MDP和/

11、99mTc-HIG显像：患者无需特殊准备 99mTcO-4显像时，检查前半小时需口服过氯酸钾（400 mg）以封闭甲状腺、腮腺等部位 根据检查部位确定受检者体位 静脉“弹丸”式注射显像剂555740 MBq（1520 mCi） 按三时相骨显像程序启动仪器采集数据 必要时可加做局部断层显像或融合显像，对关节病变进行鉴别诊断,二、显像方法,第二节 关节显像,关节处显像剂分布相对较浓，关节显影清晰，放射性分布基本均匀，骨骼边界光滑，关节间隙清晰的。 两侧关节显像剂分布对称，大关节显像较小关节清晰。 儿童生长期可见骨骺板呈规则的两侧对称性条状浓聚影，其关节周围的放射性浓聚也比成人明显,三、正常影像,第

12、二节 关节显像,通常表现为显像剂分布异常浓聚，可呈对称性或非对称性，浓聚区所在部位、数目、显像剂分布程度和形态的不同，有助于疾病的鉴别。 应密切结合病史、了解不同疾病的好发部位及其他相关辅助检查结果做出综合判断。 必要时可进行SPECT/CT图像融合显像协助诊断,第二节 关节显像,四、异常影像,影像表现 常表现为多发、不规则的放射性“热”区，分布以脊椎(34%)和肋骨(30%)为最常见，其次是骨盆(18%)、四肢骨近端(10%)、胸骨和颅骨，四肢骨远端转移较少见。 部分患者可呈单个“异常放射性浓聚”，可行SPECT/CT图像融合鉴别诊断。 少数病人呈“冷”区、或“冷”区与“热”区并存，或“炸面

13、圈”征,第三节 骨、关节显像的临床应用,一、对骨转移性肿瘤的早期诊断,第三节 骨、关节显像的临床应用,肺癌全身骨转移 乳腺癌全身骨转移 前列腺癌全身骨转移,第三节 骨、关节显像的临床应用,乳腺癌患者单个椎体转移,前列腺癌患者第五腰椎异常放射性浓聚，SPECT/CT提示明显骨质破坏，考虑骨转移,肿瘤骨转移放射性“热区”与“冷区”并存,第三节 骨、关节显像的临床应用,敏感性高，骨显像对骨转移性肿瘤的检出率达94.3%，而X线骨片仅为60%；某些肿瘤骨转移灶X线平片假阴性高达50%，而骨显像对大多数转移瘤的总的假阴性率仅为2%5%。 可早期发现病变，常较X线摄片早36月甚至18月发现病变 可一次性全

14、身成像 对于其临床分期、治疗计划的制定及预后的评估均有重要的价值 能客观、有效地监测骨转移癌的治疗效果,第三节 骨、关节显像的临床应用,骨显像对骨转移性肿瘤早期诊断的价值,第三节 骨、关节显像的临床应用,A：X线平片腰椎退行性变 B：MRIL4、L5椎体信号改变 C：CTL4椎体成骨性改变，L5椎体骨质破坏 D：骨显像腰椎、骨盆、肩胛骨、颅骨、左股骨异常浓聚,A,B,C,D,第三节 骨、关节显像的临床应用,男性，49岁，鼻咽癌放、化疗后3年。自觉双腿骨痛，多次X线检查均未见明显异常；骨显像示多处骨转移,第三节 骨、关节显像的临床应用,ANT,ANT,POST,POST,治疗前 治疗后(8月,前

15、列腺癌89SrCl2治疗前后,早期检出病变，较X线早36个月发现病变； 准确显示肿瘤累及范围 对于一些特殊部位骨肿瘤的诊断具有一定诊断价值 有利于发现原发病灶以外的骨转移病灶 有助于手术或其他治疗后疗效的监测与随访 骨三时相显像对于鉴别肿瘤的良、恶性有一定的价值 特异性不如X线、CT、MRI等,第三节 骨、关节显像的临床应用,二、在原发性骨肿瘤中的应用,第三节 骨、关节显像的临床应用,骨肉瘤99mTc-MDP静态显像,女性，16岁 男性，22岁,ANT,POST,POST,ANT,第三节 骨、关节显像的临床应用,左胫骨骨肉瘤99mTc-MDP三相骨显像,第三节 骨、关节显像的临床应用,多发性骨

16、髓瘤,99mTc-MDP显像 18F-氟化物显像,第三节 骨、关节显像的临床应用,女，21岁，右股骨下段骨肉瘤术后9个月，99mTc-MDP静态显像示复发伴多处骨转移,ANT,POST,第三节 骨、关节显像的临床应用,HIFU治疗后(B,HIFU治疗前(A,骨肉瘤HIFU（超声聚焦）治疗前后骨三时相显像对比,第三节 骨、关节显像的临床应用,右膝腱鞘巨细胞瘤99mTc-MDP三相骨显像,第三节 骨、关节显像的临床应用,骨样骨瘤骨显像及X线图像,主要是急性骨髓炎与软组织蜂窝组织炎鉴别,第三节 骨、关节显像的临床应用,三、骨感染性疾病,急性骨髓炎：血流相、血池相和延迟相三个时相内放射性的异常浓聚部分

17、主要都局限在骨髓的病变部位，并随时间延长在病变区的骨骼内放射性浓聚更加明显 蜂窝组织炎：病变在软组织，血流相、血池相时表现为病变区弥漫性的放射性增强，随时间延长而逐渐减低，延迟相时主要见放射性弥散在病变区的软组织内，骨的摄取很少，甚至根本见不到骨的影像,利用骨三时相显像进行鉴别,蜂窝组织炎,骨髓炎,第三节 骨、关节显像的临床应用,成年人最常见的一种骨坏死，多因股骨颈骨折或长期错位引起，主要临床表现为髋部疼痛、跛行及骨折错位所致的畸形。 不同病程分期的典型骨显像表现 初期：股骨头局部血流灌注影减低，延迟相呈放射性“冷” 区。 修复期：股骨头血流灌注与血池影增强，延迟相呈“炸面圈”征。 晚期：整个

18、股骨头表现为明显放射性异常浓聚。 断层骨显像的灵敏度（85%）高于平面显像（55,第三节 骨、关节显像的临床应用,四、股骨头缺血性坏死,第三节 骨、关节显像的临床应用,股骨头缺血性坏死99mTc-MDP骨显像,右侧-放射性“冷” 区,双侧“炸面圈”征,右侧异常浓聚,第三节 骨、关节显像的临床应用,股骨头无菌性坏死断层影像,静态影像,炸面圈”征,骨显像非骨折诊断的首选方法，主要对X线片检查难以早期发现异常的骨折（如隐匿性骨折、应力性骨折及机能不全性骨折等）的早期诊断很有帮助。 隐匿性骨折发生后的24 h内骨显像即可显示局限性放射性“热” 区；即使是伴有骨质疏松的老年病人，通常在72 h内也可在骨

19、折部位呈现异常，而X线片检查在710天仍未出现异常,第三节 骨、关节显像的临床应用,五、对骨折的诊断,第三节 骨、关节显像的临床应用,马拉松运动员右胫骨应力性骨折,多发肋骨骨折,骨折99mTc-MDP骨静态显像,第三节 骨、关节显像的临床应用,左第四趾骨隐匿性骨折,双侧跟骨隐匿性骨折,骨折99mTc-MDP骨静态显像,R L,L L,第三节 骨、关节显像的临床应用,急性横突骨折,18F-氟化物,18F-氟化物,C T,是监测骨移植术后移植骨血供和成活状态特异而敏感的方法，能比X线检查早36周确定移植骨存活与否,第三节 骨、关节显像的临床应用,六、对移植骨的监测,代谢性骨病是一组以骨代谢异常为主

20、要表现的疾病，通常由与骨代谢有关的内分泌和营养代谢功能失衡引起。 代谢性骨病的典型骨显像表现 广泛的中轴骨放射性增加 ； 弥漫性长骨放射性增强 ； 干骺端和关节周围的放射性增高； 颅骨和下颌骨放射性异常浓聚； 肋软骨连接处放射活性增高呈“串珠征” ； 胸骨“领带征”（“tie sternum” sign）； 肾脏不显影或显影差,第三节 骨、关节显像的临床应用,七、代谢性骨病,第三节 骨、关节显像的临床应用,代谢性骨病-甲旁亢,ANT,POST,第三节 骨、关节显像的临床应用,骨质疏松症（osteoporosis） 是最常见的代谢性骨病，早期无症状，临床上常在发生骨折之后才被发现。 骨显像对骨质

21、疏松本身的诊断并无明显价值，但是随访探测骨质疏松最主要并发症骨折的敏感、简便和有效的方法,骨质疏松骨 L2、L4、L5椎体压缩性骨折,ANT,POST,畸形性骨炎（ Pagets病） 是由于病毒感染引起的一种慢性进行性的局灶性骨代谢异常疾病。 病理改变：早期骨质吸收增加，无明显临床症状；中晚期成骨代谢增强及成骨细胞代偿性增加，受累骨组织充血与骨膜扩展、骨骼变形并增粗及病理性骨折等而引起疼痛。 骨显像典型表现：受累骨摄取示踪剂显著增强，分布均匀，与正常骨界限清楚,Pagets病,ANT,POST,第三节 骨、关节显像的临床应用,骨显像较X线片更能早期发现病变 骨显像典型征象：血流灌注相两侧关节局

22、部放射活性对称性增加；延迟相手、膝、足和颈椎的关节摄取骨显像剂明显增多，其中手部的异常浓聚主要见于掌指关节和指间关节形,第三节 骨、关节显像的临床应用,八、关节疾病,1. 类风湿性关节炎（ rheumatoid arthritis，RA,第三节 骨、关节显像的临床应用,类风湿性关节炎99mTc-MDP延迟骨显像,手与腕关节,膝关节,足与踝关节,假体松动及感染是人工关节（prosthesis）置换术后最常见的并发症，也是再次手术最常见的原因。 股骨头假关节植入后69个月内，局部摄取骨显像剂可增加。此后若假关节处仍呈异常放射性浓聚，说明存在有松动或感染。 X线摄片难以鉴别人工髋关节松动是否伴有感染，而三相骨显像对此则有一定的帮助，前者血流相和血池相基本正常，延迟相的特征性表现为假体尖端周围或小转子核素浓聚增加；后者均表现为明显放射性异常浓聚,第三节 骨、关节显像的临床应用,2. 人工关节,第三节 骨、关节显像的临床应用,99mTc-MDP三时相骨显像,左侧人工髋关节置换术后假体松动,右侧人工髋关节置换术后假体感染,发病机制不明。一般认为与组织缺氧感染产生的有毒物质