中国脊柱脊髓杂志2017年第27卷第11期 Chinese Journal ofSpie and Stn,inal Cord,2017,Vo1.27,No.11 997 SPECT—CT与MRI对确定骨质疏松性椎体 压缩骨折疼痛责任椎体的价值比较 李永博,武 汉,韩硕,邓志洋,崔明超,赵明明 (吉林大学中日联谊医院骨科130000长春市) 【摘要】目的:探讨单光子发射计算机断层摄影术联合同机CT扫描图像融合技术(single photon emission con— puted tomography—computed tomography,SPECT-CT)与磁共振成像(MRI)在确定骨质疏松性椎体压缩骨折(os- teoporotic veaebral compression fractures,OVCFs)疼痛责任椎体的一致性。方法:选取2015年12月 2016年 l2月期间吉林大学中日联谊医院46例OVCFs患者,其中28例患者病程在3周之内,属于急性期骨折;18例 病程在3周以上,属于非急性骨折。患者均行SPECT—CT和MRI检查,根据MRI及SPECT—CT共同确定疼痛 责任椎体,行PKP术,采用疼痛视觉模拟评分法(visual analogue score,VAS)评估手术治疗效果,使用配对样本 t检验分析治疗前后VAS评分,从而判定责任椎体的准确性,应用Kappa检验和McNemar检验分析两种检查 法的一致性和差异性,并计算SPECT~CT诊断的准确性指标。结果:46例患者中,MRI检查出OVCFs的责任节 段79个,SPECT—CT检查出责任节段83个,最终77个椎体行PKP手术治疗。术前VAS评分8.33 ̄2.12分.术 后3天评分0.89 ̄1.86分,术后1个月评分0.30 ̄0.94分,较术前明显改善(氏0.05)。急性期28例患者共36个 椎体行PKP手术治疗,MRI检查符合诊断标准的37个节段,SPECT—CT检查36个节段。非急性期18例患者 共41个椎体行PKP手术治疗,MRI检查出42个节段,SPECT—CT检查出47个节段。分别将骨折不同肘期的 MRI和SPECT—CT的诊断结果进行Kappa检验,结果提示结果提示急性期两种检查方法高度一致(Kappa= 0.943,P<0.05),非急性期一致性一般(Kappa=0.734,P<0.05)。对比不同时期骨折的SPECT—CT与MRI检查结 果的符合性采用McNemar检验,结果提示两种检验方法之间的差异不具有统计学意义(P>0.05)。此外,骨折的 不同时期尤其是急性期,SPECT—CT与MRI的诊断性试验指标一致性较高。结论:SPECT—CT在骨质疏松性椎 体压缩骨折的定位、定性上与MRI具有较高的一致性,尤其对于急性期骨折的患者,其具有较好的临床应用价 值。 【关键词】骨质疏松椎体压缩骨折;单光子发射计算机断层摄影术联合同机CT扫描图像融合技术;磁共振成 像:椎体后凸成形术 doi:10.3969 ̄.issn.1004-406X.2017.1 1.07 中图分类号:R683.2 文献标识码:A 文章编号:1004—406X(2017)一11-0997—07 SPECT,CT versus MRI in localizing pain site in patients with osteoporofic vertebral compression fractures/LI Yongbo,WU Hart,HAN Shuo,et al//Chinese Journai of Spine and Spinal Cord,2017,27 (11):997-1003 【Abstract】Objecifves:To evaluate the difference and consistency between single—photon emission computed tomography—computed tomography(SPECT—C and magnetic resonance imaging(MRI)in diagnosing osteoporotic ve ̄ebrla compression fractures(OVCFs)and identifying active lesions.Methods:Fony—six patients with OVCFs who underwent betll SPECT—CT and MRI from December 2015 to December 2016 were included in tllis study. rhe disease course was within three weeks for 28 patients(belonging to acute fractures).and more than three weeks for 1 8 patients(belonging to non-acute ̄actures).All patients underwent SPECT—CT and MRI examination,and the pain vertebral body and pain sites were determined by both MRI and SPECT-CT or tfhe PKP surgery.Differences before and after treatment were assessed by using VAS scores and evaluated by paired t-test with 95%confidence interval(CI).The number of fresh OVCFs diagnosed by MRI and 第一作者简介:男(1993一),硕士研究生在读,研究方向:脊柱外科 电话:(0431)84995222 E-mail:1602307215@qq.COB 通讯作者:武汉E—mail:drwuhan@163.com 998 中国脊柱脊髓杂志2017年第27卷第11期 Chinese Journal ofSpine and Spinal Cord,2017,Vo1.27,No.11 SPECT-CT in different stages of fracture was tested by using the Kappa statistic with a CI of 95%.In addi— tion,the conformity of SPECT-CT and MR1 was determined by using the McNemar test with a CI of 95%. Results:Among all 46 patients,MRI found 79 segments that met the diagnostic criteria for flesh OVCFs,and SPECT—CT found 83 segments,and a total of 77 affected vertebral bodies were treated with PKP.The VAS score at preoperation.postoperative three days and postoperative one month was 8.33+2.12.0.89+1.86 and 0.30+0.94 respectively.Results revealed that PKP surgery was effective.which suggested that the'affected sites were accurately determined(P<0.05).In addition,a total of 36 affected vertebral bodies were treated with PKP in 28 patients with acute fractures.MRI diagnosed 37 segments and SPECT—CT diagnosed 36 segments. A total of 41 afected vertebral bodies were treated with PKP in 18 patients with non-acute fractures.MRI di— agnosed 42 segments and SPECT—CT diagnosed 47 segments.The number of flesh OVCFs diagnosed by MRI and SPECT-CT in different fracture stages was tested by kappa statistics, which revealed that these tWO methods were highly consistent in acute(Kappa=0.943,P<0.05)and generally consistent in no—acute(Kappa= 0.734,P<0.05).The conformity between SPECT-CT and MR1 was analyzed by using the McNemar test,which revealed that the difference was not statistically significant,indicating that the efficacy of these two diagnostic methods was closely correlated(P>O.05).In different stages of fractures,especially acute phase,the consistency of SPECT-CT and MRI in the diagnosis of flesh OVCFs was high.Conclusions:The location determined by SPECT—CT in OVCFs was qualitatively consistent with MRI,and especially for patients with acute fractures, SPECT—CT has good clinical value. 【Key words】Osteoporotic vertebral compression fractures;Single-photon emission computed tomography-com— puted tomography;Magnetic resonance imaging;Percutaneous kyphoplasty 【Author S address】Department of Orthopedics,China-Japan Union Hospital,Jilin University,Changchun, 1 30000.China 骨质疏松性椎体压缩骨折(osteoporotic 中表现出良好的应用价值『8 ̄砌。有学者认为,外伤 后至就诊间3周之内的骨折为急性期:4~l2周为 vertebral compression fractures.OVCF)是造成患 者残疾和医疗花费的常见和重要的原因【lJ。对于 亚急性期;12周以上者为陈旧期【“】。本研究对比 分析46例不同时期骨折的相关患者的资料,来判 有症状的OVCF,经皮球囊扩张椎体后凸成形术 (percutaneous kyphoplasty.PKP)是一种有效减轻 患者疼痛,减少后凸畸形,提高患者生存质量的微 创方法_2131。PKP主要用于新鲜椎体骨折的治疗【4J, 因此判断疼痛是否由新鲜骨折引起是治疗中极为 断SPECT—CT在确定骨质疏松性椎体压缩骨折 疼痛责任椎体上的价值。 1资料与方法 1.1一般资料 重要的一个过程。目前MRI为诊断新鲜OVCF的 最好的依据[51。然而,并非所有人群都可以行MRI 检查,如体内有顺磁性置人物(如心脏起搏器、心 脏支架、内固定等)者或者因幽闭恐惧症不能接受 MRI检查者。此外,部分患者受检查体位及检查 时间等因素影响,难以行MRI检查。故需要另外 一研究2015年12月~2016年12月期间于我 院就诊的腰背痛患者。纳入标准:(1)查体脊柱棘 突和椎旁压痛和叩击痛阳性:(2)X线和CT提示 椎体压缩呈楔形改变,椎体后壁完整;(3)MRI提 示椎体有信号改变,脊髓及神经根无压迫;(4)骨 密度测定T值<一2.5。诊断为OVCFs后签署行 种有效的方法明确责任椎体。单光子发射计算 机断层摄影术(single photon emission computed SPECT—CT检查知情同意书进行研究。 排除标准:(1)体内带有顺磁性金属物或者因 疼痛等被动体位而不能接受MRI检查者;(2)有 tomograpy。SPECT)全身骨显像因为对新鲜骨折比 较敏感[61,逐渐被临床医生所重视。同时对于高度 怀疑有新鲜的椎体压缩性骨折时,如果常规摄X 线片未发现病变,可进一步行SPECT检查[71。而 SPECT—CT此前已经在诊断转移性骨肿瘤方面得 到了广泛性应用,尤其在鉴别诊断骨良恶性病变 焦虑或恐惧等精神疾患者;(3)伴有神经损伤出现 神经症状;(4)肿瘤、感染引起的病理骨折。 根据纳人和排除标准,本研究共纳入46例患 者,共l11个椎体,其中男性20例,女性26例,年 中国脊柱脊髓杂志2017年第27卷第l1期 Chinese Joum of ine and spinal cord,2017,Vo1.27,No.11 999 龄6O一84岁,平均71.84 ̄6.57岁,病程2d-1年, 平均44.08 ̄77.52d。其中28例患者病程在3周之 内.纳入急性期骨折;18例病程在3周以上,纳人 非急性骨折。 泥。 1.5手术效果评估 根据疼痛视觉模拟评分法(visual analog scale。VAS)评估患者术前、术后3d及术后1个月 的疼痛程度。以此来判断手术效果。 1.6统计学分析 应用SPSS 22.0软件进行统计学分析,(1)术 前术后疼痛VAS评分采用均数±标准差,使用配 对样本t检验对比分析治疗前后VAS评分;(2) 1.2检查仪器与方法 SPECT—CT检查:采用荷兰PHILIPS公司 Precedence SPECT—CT 1 6Slice设备进行SPECT 断层扫描及同机CT扫描。扫描前经肘静脉注射 骨显像剂99mTc—MDP740~1 1 10MBq,饮水400 ̄ 500ml,2h后排空膀胱进行图像采集。先行全身平 面骨显像,采用自动人体轮廓轨迹,双探头同时完 成前、后位显像,采集时间12~15min;然后对感兴 趣区病灶进行局部同机断层显像,CT扫描层厚 1.25mm,层距0.9mm.螺距1mm。 MRI:采用德国SIEMENS公司3.0T磁共振 成像仪扫描,层厚4mm,层间距0.4mm。扫描条件 分别为TSE:T1WI TR=715ms,TE=9.5ms,T2WI TR=3200ms,TE=94ms:STIR序歹U:TR=2800ms, TE=7Oms,T.I=160ms。 1.3新鲜与陈旧OVCF评价标准 MRI:新鲜骨折椎体内存在水肿,在T1WI加 权像上显现为弥漫的边界不清的低信号,T2WI加 权像上为中高信号。STIR抑制像上为特异性的高 信号;陈旧骨折椎体修复,水肿逐渐被吸收,在 T1WI加权像上表现稍高信号,在T2WI加权像上 表现低信号改变,在STIR上则为低信号。 SPECT—CT:通过肉眼分析图像,观察脊柱出 现放射性核素异常浓聚的区域,再对此区域的同 机CT图像进行图像融合.在CT重建图像中依据 核素浓集部位来确定病椎节段并分析病椎形态。 无论是急性期骨折还是亚急性期骨折, 显像剂都 会异常浓聚,而陈旧性骨折虽然可出现压缩性改 变,但核素不会浓集或比较淡的浓聚,无特异性变 化。 MRI图像由2位MRI医师采用独立盲法分 析。SPECT—CT图像由2位核医学医师独立盲法 分析,只有各组中的2位医师分析结果一致,才能 认为数据有效。由独立人员记录骨折椎体新鲜与 否和节段个数及疾病定性结果。 1.4手术治疗 实施手术的椎体是结合查体、MRI及 SPECT—CT一致结果共同确定.责任椎体均行 PKP术,手术均采用局麻。注入相同的人工骨水 MRI与SPECT—CT的诊断个数采用Kappa检验, 对比不同时期骨折两者检查结果的一致性;(3) MRI与SPECT—CT的诊断个数采用McNemar检 验.分析不同时期骨折两者检查结果的差异与一 致性.P<0.05差异有统计学意义。同时用相关计 算公式得出以MRI为标准,SPECT—CT诊断新鲜 OVCFs的各种诊断性试验指标;(4)利用以下计 算公式得出以MRI为标准,SPECT—CT诊断新鲜 OVCFs的各种诊断性试验指标:灵敏度=真阳 性/(真阳性+假阴性);特异度=真阴性/(真阴性+ 假阳性);阳性预测值=真阳性/(真阳性+假阳性); 阴性预测值=真阴性/(真阴性+假阴性);诊断符合 率=(真阳性+真阴性)/总数。 2结果 2.1手术疗效 手术均由一名主任医师和一名副主任医师共 同完成。术前、术后3d及术后1个月VAS评分分 别为8.33 ̄2.12、0.89 ̄1.86和0.30 ̄0.94分,对术 前术后VAS评分用配对t检验对比分析,结果表 明术后较术前疼痛明显改善(图1、2,表1)。 2.2检查及统计结果 本研究共46例患者。MRI检查出符合新鲜 骨质疏松性椎体压缩骨折诊断标准的共有79个 椎体节段,SPECT—CT检查出符合诊断标准的共 有83个节段,最终77个节段行PKP手术治疗。 急性期28例患者共36个椎体行PKP术. MRI检查出符合诊断标准的共有37个节段, SPECT—CT检查出36个节段(表2)。将两者的诊 断个数进行Kappa检验,两种检查方法吻合度一 致性较好(Kappa=0.943,P<0.05,95%CI:0.878~ 0.990)。将两种检查方法行McNemar检验比较结 果,提示两种方法无统计学差异 =0.00,P> 0.05)。非急性期18例患者共41个椎体行PKP l000 中国脊柱脊髓杂志2017年第27卷第11期 Chinese Journal ofSpine and inal Cord,2017,Vo1.27,No.11 图1 8l岁女性,腰痛1年a ・ MRI STIR显示L2椎体有高作 号,T1低信号,T2高信号d 簧 SPECT—CT提示T10和I2有异靠 核素凝集。结合查体、两者检查 一致结果确定IJ2行PKP术.术 患者症状减轻,术前VAS评分 分,术后3d VAS评分5分.术后 个月VAS评分2分图2 73岁 女性,胸背部疼痛3个月a^叫 MRI STIR显示Ll、L2和L3椎付 有高信号,T1低信号,12稍低信号 d ̄f SPECT-CT提示只有L2和L3有异常核素凝集。结合查体,两者检查的一致结果确定手术椎体为L2和L3.术后患名 症状减轻,术前VAS评分8分,术后3d VAS评分4分,术后1个月VAS评分2分 Figure 1 A 8l—year-old female with one year of low back pain a-e MRI revealed vertebral body L2 has a higl signal on STIR, a low signal on T1一WI and a high signal on T2一WI d—f SPECT—CT revealed an abnonna concentration of radioactivity in vertebral body TIO and L2.The L2 was subjected to PKP surgery based on the resuiti of both MRI and SPECT-CT.The VAS score at pre—operation,postoperative three days and postoperative one month wa r 9,5 and 2 Figure 2 A 73-year-old female with three months of low back pain a—c MRI revealed vertebral bodv L1 L2 and L3 have a high sinalg on STIR,a low signal on T1一WI and a low signal on T2一WI d—f SPECT—CT reveale( an abnormal concentration of radioactivity in vertebral body L2 and L3.The L2 and the L3 were subeeted to PKt ,surgery based on the results of both MRI and SPECT—CT.The VAS score at pre—operationpostoperative three davs anc postoperative one month was 8,4 and 2 中国脊柱脊髓杂志2017年第27卷第11期 Chinese Jourhal ofSpi ̄and Spi, ̄Cord,2017,Vo1.27,No.11 1001 术,MRI检查出42个节段,SPECT—CT检查出47 个节段(表2)。分别行Kappa检验和McNemar检 验,两种检查方法无明显差异但吻合度一致性一 般(Kappa=0.734,P<0.05,95%CI:0.641—0.827 = 2.286,P>0.05)。 SPECT—CT和MRI检查对于急性期和非急 性期椎体骨折的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴 性预测值、诊断符合率计算结果见表3。 3讨论 新鲜骨折一般是引起患者疼痛的主要原因. 因此准确判定椎体骨折是否为新鲜骨折是保证治 疗效果的关键。目前普遍认为MRI是诊断椎体是 否有新鲜骨折最为主要的影像学检查方法。既往 研究表明MRI比普通x线、CT的敏感性高,而且 能准确判定骨折是否为新鲜骨折ll 2l。然而,部分患 者由于各种原因不能行MRI检查.因此本研究试 图寻找一种替代的检查手段来明确疼痛责任椎 体,帮助这些患者能得到进一步治疗。 全身核素骨显像突出特点是对骨折诊断灵敏 度高,有研究fl3】表明,术前行全身核素骨显像有助 于定位疼痛责任椎体,指导实施椎体强化术及评 估疗效。SPECT全身骨显像对转移性骨肿瘤的诊 断有重要价值l141,近年来研究发现其也可早期诊 断良性骨骼病变㈣,对于高度怀疑有新鲜的椎体 压缩性骨折时,如果常规X线片未发现病变,可 进一步行SPECTt垌。但由于椎体肿瘤、感染等疾病 都会有局部血流量和骨盐代谢的改变,会导致放 射线核素异常凝聚,所以SPECT对诊断新鲜椎体 压缩性骨折具有高灵敏度和低特异度的特点。另 外SPECT以平面成像为主,不能对病灶进行准确 的解剖定位,特别是对脊柱和骨盆等重叠部位。故 临床上医生应用SPECT在诊断椎体压缩性骨折 和准确定位疼痛责任椎体时存在一定局限性。 随着核医学的不断发展,SPECT配备同机定 位CT扫描通过软件对图像进行融合.将SPECT 的功能显像和CT的解剖显像进行有机结合,具 有扫描范围广、检查时间短、三维图像定位等优 点,体现出诊断互补模式的优势,降低了骨显像假 阳性,减少了溶骨性病灶的假阴性,提高了良恶病 变的检出率及鉴别诊断能力【 。已有研究证实,在 明确责任病椎上,SPECT—CT优于单纯SPECTt阍。 SPECT—CT能够一次性获得丰富的解剖和功能代 谢信息,有助于对可疑病变椎体定位.进而明确诊 断_】91。既往研究表明,SPECT—CT对单发脊柱、肋 骨及顶骨病变诊断价值较高.可对多种肿瘤患者 分期和治疗方案的选择提供帮助[20,211。近些年, SPECT—CT适应症逐渐变广,可应用于退行性骨 关节炎,股骨头缺血性坏死等良性骨骼疾病诊断 中[22∞]。基于以上研究和SPECT—CT的成像原理. 我们认为对于不能接受MRI检查的OVCFs患 者,可应用SPECT—CT融合显像技术。有研究显 表1术前、术后3d、术后1个月不同VAS评分例数 Table 1 Cases of VAS scores at pre-operation, postoperative 3 days and postoperative 1 month 表2 MR[与SPECT—CT诊断OVCFs椎体骨折个数 Table 2 Comparison of MRI and SPECT-CT in the diagnosis of OVCFs for all included patients 表3 SPECT—CT诊断不同时期骨折的各种指标 Table 3 Various indicators of SPECT—CT diagnosed fractures in patients at different stages 1002 中国脊柱脊髓杂志2017年第27卷第11期 Chinese Journal ofSpine and spinal Cord,2017,Vo1.27,No.11 示,对于没有明确外伤史的患者,放射性核素可凝 聚于局部骨代谢活跃的部位,通过SPECT—CT融 合显像可发现解剖结构复杂处的隐性骨折或应力 性骨折[241。同时有学者认为SPECT—CT能有效预 测因椎体骨折引起慢性腰痛而行椎体成形术后疼 痛缓解的情况 。 本研究中,我们通过对比分析两种检查方法 在不同时期OVCFs中定位、定性的异同,得出无 论是急性期还是非急性期,两种检查方法的吻合 度都具有统计学意义,但SPECT—CT在急性期与 MRI具有高度一致性,而在非急性期一致性一 般,表明SPECT—CT在判断急性期OVCFs责任椎 体上具有较好地临床应用价值。同时,对SPECT— CT在不同时期骨折中以MRI诊断结果为标准所 得出的各种指标分析,显示SPECT—CT在各种时 期的灵敏度差别不大,但急性期的特异度比非急 性期的特异度高较多,我们分析考虑与两者的成 像原理及骨折处在不同阶段有关。非急性期骨折, 部分椎体处于愈合阶段,骨小梁和血管重新建立, 局部血流量增多和骨骼无机盐代谢活跃,引起 SPECT—CT上放射性核素异常浓聚呈现阳性.而 骨髓内水肿和出血吸收致MRI的STIR序列上呈 现低信号,这就导致用SPECT—CT诊断非急性期 骨折患者误诊率较高。而且SPECT—CT诊断急性 期骨折的符合率比非急性期骨折要高将近10%. 说明SPECT—CT在诊断急性期骨折患者的新鲜 OVCFs时准确率更高。但在对全部骨折患者分析 时。SPECT—CT的灵敏度,特异度及符合率都较 高,表明两种方法效能接近。但由于SPECT—CT 检查是基于放射性核素异常浓聚在病变周围而成 像,存在放射性,检查时间长,费用高等缺点,故临 床上若患者无MRI检查禁忌症,仍应以MRI为 首选影像学检查 在本组研究中我们还发现。有4例患者6个 椎体骨折出现MRI检查阴性,SPECT—CT检查阳 性,且4例患者病程都在3个月以上,故我们分析 随着创伤后时间的延长。处于愈合阶段的骨折椎 体,骨小梁和血管重新建立,局部血流量增多和骨 骼无机盐代谢活跃.引起SPECT—CT上放射性核 素异常浓聚呈现阳性.而骨髓内水肿和出血吸收 致MRI的STIR序列上呈现低信号。另外,有2例 患者2个椎体骨折出现MRI检查阳性.SPECT— CT检查阴性,其中1例患者病程为5d,我们分析 出现此现象的原因可能是由于骨折后,椎体内及 周围血管损伤,引起椎体缺血,使放射性核素不能 浓聚,致SPECT—CT检查阴性,而由于骨髓内水 肿的存在致MRI检查阳性;另1例患者病程为3 个月,我们分析出现此情况可能是患者受伤后,未 严格卧床休息,经常活动导致骨折不愈合,骨折局 部的血液供应减少,代谢缓慢。使放射性核素不能 浓聚,但水肿仍然存在,故出现MRI检查阳性, SPECT—CT检查阴性。本研究中样本量较少,且部 分患者对于受伤具体时间记忆模糊。上述结果出 现的原因需要大样本量来进一步分析和解释 通过本研究发现SPECT—CT在骨质疏松性 椎体压缩骨折的定位、定性上与MRI具有较高的 一致性,尤其对于急性期骨折的患者,其具有较好 的临床应用价值。对于OVCFs可疑患者有MRI 检查禁忌症时,可首选SPECT—CT作为替代的影 响学检查方法 4参考文献 1.Cummings SR,Melton LJ.Epidemiology and outcomes of OS— teoporotic fractures[J].Lancet,2002,359(9319):1761—1767. 2.Kasperk C,Hillmeier J,Noldge G,et a1.Treatment of painful vertebral fractures by kyphoplasty in patients with primary OS— teoporosis:a prospective nonrandomized controlled study[J].J Bone Miner Res,2005,20(4):604-612. 3.Taylor RS,Taylor RJ,Fritzell P.Balloon kyphoplasty and vet— 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