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文档简介
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
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