1、第十二章 骨、关节系统 福建医科大学附属协和医院 林天生,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，可较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、方法和分析,骨组织由无机盐（羟基磷灰石晶体）、有机物（胶原纤维和
2、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,局部血流灌注量,成骨细胞活跃程度,骨示踪剂研发历程 20世纪30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
3、,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。,目前临床最常用的骨显像剂：99mTc-MDP,1）骨静态显像 全身骨显像、局部骨显像 2)骨动态显像 血流相、血池相、延迟相 3)骨断层显像 4)骨融合显像,三、显像方法,给药方法及图像采集,给药方法：常用显像剂为99mTc-MDP，成人剂量为740MBq1110MBq(2030)mCi后，静脉注射显像剂后36小时进行显像。 图像采集：受检者仰卧于于SPECT或相机的全身扫描床上，根据胸骨预置计数确定信息密度和扫描速度，常规取前位和后位，从头到足或从足到头一次性连续照相获得全身骨骼影像，采集距阵常为
4、2561024，扫描速度为1020cm/min左右。如相机无全身扫描功能，则可分段采集后进行图像拼接。,骨静态显像（全身）,骨静态显像（局部）,骨动态显像（三时相骨显像）,骨断层显像,SPECT/CT图像融合显像,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。,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,骨动态显像
5、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,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,骨断层显像 采集条件,探头配置低能通用型准直器或低能高分辨准直器，能峰为140keV，窗宽20%，矩阵为64X64或128X128，焦距1.01.5，探头沿环形或椭圆轨迹旋转360，每
6、帧5.66，2025s/帧，共采集60帧。,CORONAL,正常骨断层显像,（一）异常动态骨显像,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.血流相异常,五、骨显像的异常影像,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,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,1. 放射性异常浓聚 是骨显像最常见的异常表现
7、。 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。,（二）异常静态骨显像,单个浓聚灶 多发浓聚灶,单发浓聚灶 可见于骨转移，原发性骨肿瘤或良性病变、骨创伤、感染及炎症、骨穿刺部位、骨软骨炎等。 骨转移的单发病灶主要发生在脊柱，约占50%左右，尤以胸椎多见，其次为包括肋骨、胸骨、锁骨和肩胛骨等，再次为骨盆、肢体，颅骨最少。,多发浓聚灶 无规律分布，病灶大小不等，形态各异，以中轴骨为主：常见多发骨转移 规律分布，以前后肋骨多
8、见：外伤、无症状性骨损伤 有规律分布以四肢长骨为主：外伤、代谢性骨病 广泛弥漫性骨摄取增加 代谢性骨病 药物治疗后骨代谢反应 放疗后45天90天放射野骨摄取增加,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,单发或多发冷区 1、局部骨血流灌注缺失、代谢减低、破
9、骨活跃可致“冷区”改变。 2、骨显像“冷区”最多见于恶性肿瘤或骨转移，前者多发生于胸骨、胸椎和骨盆。骨转移“冷区”多见于扁平骨。 3、在良性病变中，骨显像“冷区”多见于骨缺血性坏死早期、骨梗死、骨囊肿以及放射治疗后，还可见于急性化脓性骨髓炎早期、反射性交感神经营养不良等。,3.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,POST,POST,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
10、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,4.显像剂分布呈“混合型”（异常放射性浓聚与减低并存）,5. 骨外异常放射性分布 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,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
11、，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/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,关节处显像
12、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,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。,四、异常影像,1）骨转移瘤的早期诊断和疗效观察 2）原发性骨肿瘤的辅助诊断和疗效观察 3）骨感染性疾病如急性骨髓炎的
13、早期诊断 4）缺血性骨坏死的早期诊断 5）骨创伤的诊断 6）骨移植的监测 7）骨代谢性疾病的诊断 8）骨关节疾病的诊断 9）假体松动与感染的鉴别,第三节 骨、关节显像的临床应用,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“炸面圈”征。,一、对骨转移性肿瘤的早期诊断,肺癌全身骨转移 乳腺癌全身骨转移 前列腺癌全身骨转移,乳腺癌患者单个椎体转移,
14、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,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。,骨显像对骨转移性肿瘤早期诊断的价值,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
15、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,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。,ANT,ANT,POST,POST,治疗前 治疗后(8月),前列腺癌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,二、在原发性骨肿瘤中的应用,骨肉瘤99mTc-MDP静态显像,女性，
16、16岁 男性，22岁,ANT,POST,POST,ANT,左胫骨骨肉瘤99mTc-MDP三相骨显像,多发性骨髓瘤,99mTc-MDP显像 18F-氟化物显像,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,HIFU治疗后(B),HIFU治疗前(A),骨肉瘤HIFU（高强度聚焦超声）治疗前后骨三时相显像对比,右膝腱鞘巨细胞瘤99mTc-MDP三相骨显像,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,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主要都局限在骨髓的病变部位，并随时间延长
17、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,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
18、显像（55%）。,四、股骨头缺血性坏死,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,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内也可在骨折部位呈现异常，而X线片检查在710天仍未出现异常。,五、对骨折的诊断,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,左第四趾
19、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,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。,六、骨移植的监测,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
20、显影或显影差 。,七、骨代谢性疾病,代谢性骨病-甲旁亢,ANT,POST,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
21、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,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。,八、骨关节疾病,1. 类风湿性关节炎（ rheumatoid arthritis，RA ）,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,2. 人工关节,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
22、，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。,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,3. 肺性肥大性骨关节病（hypertrophic pulmonary osteoarthropathy，HPO）,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
23、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”（double strips sign）改变，多见于肘以下的前臂骨和膝以下的下肢骨。,肺性肥大性骨关节病,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,单光子和单能X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 absorptiometr
24、y，DEXA） 定量CT（QCT）测量法 定量超声（QUS）测量法,二、方法,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,第五节 18F-FDG PET/CT骨骼恶性肿瘤显像,与常规骨显像比较的优势,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。,全身骨显像与18F-FDG PET/CT显像,第六节 骨显像与相关影像学检查比较 X线、CT、MRI、SPECT/CT、PET/CT各种影像技术各有优点，具有互补性。,Thank you!,
