1、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重庆医科大学附属第一医院 段东段东 内 容 提 要概述概述骨显像的原理、方法和图像分析骨显像的原理、方法和图像分析 关节显像关节显像骨、关节显像的临床应用骨、关节显像的临床应用骨密度测定骨密度测定18F-FDG PET骨骼恶性肿瘤显像骨骼恶性肿瘤显像 概 述放射性核素骨显像放射性核素骨显像 (radionuclides bone imaging)已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。核医学检查项目之一。特点：特点：
2、功能性影像，可早功能性影像，可早X摄片早摄片早36个月发现病变个月发现病变 一次性全身成像一次性全身成像 多种成像方式，多种成像方式，SPECT/CT、PET/CT图像融合应图像融合应用用 骨密度测定也是常规核医学检查项目之一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、方法和图像分析 骨组织骨组织由无机盐（羟基磷灰石晶体）、有机物（胶原纤维由无机盐（羟基磷灰石晶体）、有机物（胶原纤维和层粘蛋白）和水组成。和层粘蛋白）和水组成。 静脉注射骨显像剂后，其主要通过静脉注射骨显像剂后，其主要通过化学吸附化学吸附（如（如99m99mTc-MDP)Tc-MDP)和和离子交换离子交换( (如如
3、8585SrSr、1818F)F)两种方式进入骨内与羟基磷灰石两种方式进入骨内与羟基磷灰石晶体结合。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。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利用核医学仪器探测放射性核素所发射出的r r射线，即可射线，即可得到全身骨骼的影像。得到全身骨骼的影像。一、骨显像的基本原理一、骨显像的基本原理无机盐代谢速度无机盐代谢速度影响骨组织影响骨组织摄取显像剂摄取显像剂的因素的因素第一节 骨显像的原理、方法和图像分析局部血流灌注量局部血流灌注量成骨细胞活跃程度成骨细胞活跃程度第一节 骨显像的原理、方法和图像
4、分析 20世纪三十年代：32P 20世纪40年代：45Ca、89Sr 20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、显像剂二、显像剂理想的骨显像剂理想的骨显像剂亲骨性好亲骨性好血液清除快血液清除快骨骨/ /非骨组织比值高非骨组织比值高有效半衰期短有效半衰期短r r射线的能量适中等。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：目前临床最常用的骨显像剂：99mTc-MDP骨动态显像骨动态显像 血流相、血池相、延迟相血流相、血池相、延迟相骨静态显像骨静态显像 全身骨显像、局部骨显
5、像全身骨显像、局部骨显像骨断层显像骨断层显像骨融合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）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（全身）骨静态显像（局部）骨静态显像（局部）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骨断层显像第一节 骨显像的原理、方法和图像分析SPECT/CT图图像融合显像像融合显像第一节 骨显像的原理、方法和图像分析四、骨显像的正常影像四、骨显像的正常影像 静态骨显像静态骨显像全身骨骼显影清
6、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 半岁半岁 4岁岁 12岁岁第一节 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 。 血流相血流相 髋关节髋关节T-A曲线曲线
7、 血池相血池相 延迟相延迟相第一节 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 。 冠状断层冠状断层 矢状断层矢状断层第一节 骨显像的原理、方法和图像分析CORONAL正正常常骨骨断断层层显显像像五、骨显像的异常影像五、骨显像的异常影像第一节 骨显像的原理、方法和图像分析（一）异常静态骨显像（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单个浓聚灶 多发浓聚灶多发浓
8、聚灶第一节 骨显像的原理、方法和图像分析 代谢性骨病代谢性骨病 前列腺癌前列腺癌 胃胃 癌癌ANTANTPOSTPOST第一节 骨显像的原理、方法和图像分析 多发性骨髓瘤右骶骼关节多发性骨髓瘤右骶骼关节“冷区冷区” 外伤右股骨颈与股骨头外伤右股骨颈与股骨头“冷区冷区”ANTANTPOSTPOST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”，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左股下端骨纤维肉瘤骨显像呈“炸面圈炸面
9、圈”征征POSTANT第一节 骨显像的原理、方法和图像分析 NHLNHL肺、胃摄取骨显像剂肺、胃摄取骨显像剂ANT POST（二）异常动态骨显像（二）异常动态骨显像第一节 骨显像的原理、方法和图像分析 局部放射性增高局部放射性增高 骨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。1.1.血流相异常血流相异常第一节 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
10、、骨梗塞、骨囊肿等良性病变。局部放射性减低局部放射性减低 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 骨显像的原理、方法和图像分析2.2.血池相异常血池相异常 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增高 局部放射性减低局部放射性减低 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。3.3.延迟相异常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。99mTc
11、O4-：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、显像剂及显像原理一、显像剂及显像原理99mTc-MDP和/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
12、 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、正常影像三、正常影像第二节 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
13、像融合显像协助诊断。第二节 关节显像四、异常影像四、异常影像 影像表现影像表现第三节 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 肺癌全身骨转移肺癌全身骨转移 乳腺癌全身骨转移乳腺癌全身骨转移 前列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，前列腺癌患者第五腰椎异常放射性浓聚，SPECT/CTSPECT/CT提示明显骨质破坏，考虑骨转移。提示明显骨质破坏，考虑骨转移。肿瘤骨转移放射性肿瘤骨转移放射性“热热区区”与与“冷区冷区”并存
14、并存第三节 骨、关节显像的临床应用 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线平片腰椎退行性变B：MRIL4、L5椎体信号改变椎体信号改变C：CTL4椎体成骨性改变，椎体成骨性改变，L5椎体骨质破坏椎体骨质破坏D：骨显像腰椎、骨盆、肩胛骨、颅骨、左股骨异常浓聚：骨显像腰椎、骨盆、肩胛骨、颅骨、左股骨异常浓聚ABCD第三节 骨、关节显像的临床应用 男性，男性，4949岁，鼻咽癌放、化疗后岁，鼻咽癌放、化疗后3 3年。自觉双腿骨痛，多次年。自觉双腿骨痛，多次X X线检查均未线检查均未见
15、明显异常；骨显像示多处骨转移。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ANTANTPOSTPOST 治疗前治疗前 治疗后治疗后(8月月)前列腺癌前列腺癌89SrCl2治疗前后治疗前后 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骨肉瘤99m
16、99mTc-MDPTc-MDP静态显像静态显像 女性，女性，16岁岁 男性，男性，22岁岁ANTPOSTPOSTANT第三节 骨、关节显像的临床应用左胫骨骨肉瘤左胫骨骨肉瘤99m99mTc-MDPTc-MDP三相骨显像三相骨显像第三节 骨、关节显像的临床应用多发性骨髓瘤多发性骨髓瘤 99mTc-MDP显像 18F-氟化物显像第三节 骨、关节显像的临床应用 女，女，21岁，右股骨下岁，右股骨下段骨肉瘤术后段骨肉瘤术后9个月，个月，99mTc-MDP静态显像示复静态显像示复发伴多处骨转移。发伴多处骨转移。ANTPOST第三节 骨、关节显像的临床应用HIFU治疗后治疗后(B)HIFU治疗前治疗前(A
17、)骨肉瘤骨肉瘤HIFU（超声聚焦）治疗前后骨三时相显像对比（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右膝腱鞘巨细胞瘤99mTc-MDP三相骨显像三相骨显像 第三节 骨、关节显像的临床应用骨样骨瘤骨显像及骨样骨瘤骨显像及X X线图像线图像 主要是急性骨髓炎与软组织蜂窝组织炎鉴别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、骨感染性疾病三、骨感染性疾病急性骨髓炎：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：蜂窝组织炎：病变在软组
18、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利用骨三时相显像进行鉴别蜂窝组织炎蜂窝组织炎骨髓炎骨髓炎第三节 骨、关节显像的临床应用l 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。l 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：整个股骨头表现为明显放射性异常浓聚。l 断层骨显像的灵敏度（8
19、5%）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股骨头缺血性坏死99mTc-MDP骨显像骨显像 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股骨头无菌性坏死断层影像静态影像静态影像“炸面圈炸面圈”征征 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
20、在72 h内也可在骨折部位呈现异常，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骨折99mTc-MDP骨静态显像骨静态显像 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 骨折骨折99mTc-MDP骨静态显像骨静态显像 R LL L第三节 骨、关节显像的临床应用急性横突骨折急性横突骨折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
21、、对移植骨的监测六、对移植骨的监测代谢性骨病是一组以骨代谢异常为主要表现的疾病，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、代谢性骨病七、代谢性骨病第三节 骨、关节显像的临床应用 代谢性骨病代谢性骨病- -甲旁亢甲旁亢ANTPOST第三节 骨、关节显像的临床应用骨质疏松症（骨质疏松症（oste
22、oporosis） 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。骨质疏松骨骨质疏松骨L2、L4、L5椎体压缩性骨折椎体压缩性骨折 ANTPOST畸形性骨炎（畸形性骨炎（ Pagets病）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。 P
23、agets病病 ANTPOST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、关节疾病八、关节疾病第三节 骨、关节显像的临床应用类风湿性关节炎类风湿性关节炎99mTc-MDP延迟骨显像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
24、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第三节 骨、关节显像的临床应用99mTc-MDP三时相骨显像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和局部血循环量增加有关，多继发于胸部疾患；有时肿瘤骨转移也可合并肥大性肺性骨关节病 。 骨显像的特征性表现是管状骨骨皮质显像剂摄取对称性增浓，呈“双轨征”（
25、double strips sign）改变，多见于肘以下的前臂骨和膝以下的下肢骨。 第三节 骨、关节显像的临床应用 第三节 骨、关节显像的临床应用通过测定各种放射源释放的射线或X射线，通过人体后从所剩的射线和被吸收的射线多少计算出骨矿物质的含量，即骨密度（BMD）。第四节 骨密度测定一、原理一、原理 单光子和单能单光子和单能X线吸收法线吸收法（Single photon absorptiometry，SPA） 双光子吸收法（dual photons absorptiometry，DPA） 双能X线吸收法（dual energy X-ray absorptiometry，DEXA） 定量CT（Q
26、CT）测量法 定量超声（QUS）测量法第四节 骨密度测定二、方法二、方法第四节 骨密度测定 骨质疏松的诊断 骨质疏松性骨折的预测 随访及对治疗效果的估计三、临床应用三、临床应用 对骨骼系统恶性肿瘤的检查具有灵敏度高、特异性强、图像清晰等优势。 对骨原发肿瘤的分期、预后判断、疗效评价及监测复发方面有非常重要的价值。 可通过标准摄取值(standardized uptake value，SUV)及摄取比值（T/NT）进行定量分析。 探测溶骨性骨转移的敏感性更高。 第五节 18F-FDG PET/CT骨骼恶性肿瘤显像骨骼恶性肿瘤显像 与常规骨显像比较的优势与常规骨显像比较的优势第五节 18F-FDG PET/CT骨骼恶性肿瘤显像骨骼恶性肿瘤显像
