同位素骨掃描技術在骨腫瘤診斷中的應用

同位素骨掃描技術在骨腫瘤診斷中的應用

中華骨科雜志 2000年第0期第20卷 骨腫瘤

作者：胡永成　畢文志　王繼芳　盧世璧

單位：胡永成（現調入天津 醫院骨腫瘤科）；畢文志　王繼芳　盧世璧（解放軍總醫院骨科　北京　100853）

　　同位素骨掃描技術是利用某些核素可與骨結合的特性，采 用核醫學顯像儀器探測體内被骨骼吸收的核素所發出的電磁射 線，檢測骨的形态、血供、代謝等異常的方法。與核醫學的 大多數方法一樣，骨掃描是一個非常靈敏但無特異性的方法。 任何影響骨代謝（生長、吸收）平衡的因素均可導緻骨顯像 不正常。随着高速、全身顯像儀器的應用，以及短半衰期親骨 性放射性核素的發現，同位素骨掃描在檢測骨異常中已得到 廣泛應用。

　　一、同位素骨掃描的方法和原理

　　1.放射性核素及骨吸收機理:核醫學中可使用的放射性核素 種類較多，适用于骨掃描的放射性核素主要有：

　　85Sr:是第一個成功顯示骨異常的放射性核素，曾廣泛應用 。85Sr的化學結構與Ca相似，可以生物性地代替鈣并與羟基磷灰 石晶體摻和，變爲85Sr羟基磷灰石結構。殘留的85Sr通過腎髒和 胃腸道排除。85Sr通過血流到達骨後，可以自由進入骨膜，和骨快速結合。大約30％～50％的劑量在藥物注射後1h進入骨組 織。85Sr的γ射線能量高達514KeV，放射性暴露明顯，半衰期長 達65d，故目前已較少用于骨顯像。

　　87mSr:因爲87mSr的γ射線能量是388KeV，且隻有2.8h的物理半衰期，87mSr比85Sr更有效。主要缺點是價格較昂貴，且必須在注 射後2～3h内完成顯像，而此時的骨/血流比不佳，因此其在骨 掃描的應用受到限制。

　　18F:主要在99mTc引進之前的70年代早期使用。18F以與羟基交 換的方式和鈣羟基磷灰石晶體結合，通過正電子衰變産生的51 1KeV的湮沒X射線在閃爍掃描相機上顯像。18F物理半衰期爲1.8h ，給藥後2～3h進行骨掃描，骨/血漿、骨/軟組織比值也十分合 适。18F價格昂貴，γ射線能量不适合γ照像，故目前使用的 不多。但由于18F可用于正電子發射斷層（PET）骨掃描顯像，使 骨掃描顯像更清晰，示蹤劑本身能夠定量，而又開始受到重視。

　　99mTc:1971年Subramanian等[1]介紹的99mTc多磷酸鹽标記物使骨影 像學示蹤劑的研究有了很大發展。99mTc的γ射線能量爲140KeV， 半衰期爲6h。99mTc多磷酸鹽是帶P－O－P鍵的無機物，而99mTc二 磷酸鹽帶有機的P－C－P鍵，在活體内不易被酶水解而更穩定。 大約50％的99mTc－MDP或99mTc－HMDP被骨吸收，在骨代謝活躍或反 應性骨病變區濃度較高。99mTc能量适中，半衰期較短，與骨結 合快，顯像時間較長，是目前最理想、有效的骨顯像劑。

　　2.骨掃描的方法:核醫學顯像儀器主要有放射性核素閃爍掃 描機、γ照相機、發射型計算機斷層顯像。以99mTc－MDP或99mTc －HMDP骨顯像爲例，靜脈注射99mTc－MDP或99mTc－HMDP15～20mCi後2 ～3h進行骨顯像。臨床上，也可以按“三相骨顯像”過程對示 蹤劑動态顯像：放射性核素血流相（第一相），示蹤劑主要 在血管内，此時以每秒1幀連續攝像，收集60s的信息貯存于電 腦内；放射性核素血池相（第二相），注射後1～2min的靜态像 ，示蹤劑主要分布于血管内，每分鍾拍攝1幀，反映局部血供 情況；放射性核素延遲相或代謝相（第三相），即在注射後2 ～3h的靜态顯像，此時放射性核素主要與骨結合。99mTc－MDP的 骨吸收高峰大約在第65min，盡管最佳靶/本底比(target－to－back ground ratio)出現在注射後6h，但考慮到同位素衰變和方便患者 ，一般在注射後2～3h進行骨顯像。

　　主要有兩個因素決定放射性核素骨吸收的數量和分布:骨轉 換率和局部血供。如果一個區域骨轉換率較低或骨骼血流量 減少，通常産生“冷區”；而在高骨轉換或充血區域，則骨吸 收增加，出現放射性核素濃聚。

　　二、同位素骨掃描的應用範圍

　　同位素骨掃描是通過放射性核素檢測骨組織的代謝異常， 所以能在X線和CT掃描出現異常之前顯示某些骨組織病變。此外 ，骨掃描可輔助其它影像學檢查明确臨床診斷。骨掃描的假 陰性通常在3％以下，假陽性也在5％以下[2]，但骨掃描的缺點 是特異性不高。同位素骨掃描可用于下列情況:(1)原發性骨腫 瘤及骨腫瘤的軟組織和肺轉移的早期診斷；(2)檢查原因不明的 骨痛；(3)選擇骨骼病理組織學檢查部位；(4)制定放療計劃；( 5)淋巴瘤、乳腺癌、肺癌、前列腺癌等其他系統腫瘤的術前分 期及治療後的随訪；(6)對可疑腫瘤患者進行篩選；(7)骨骼炎性 病變的診斷及随訪；(8)應力性骨折、缺血性骨壞死等骨關節 創傷的鑒别診斷；(9)Paget病的定位診斷及治療後的随訪。

　　三、同位素骨掃描在常見骨腫瘤診斷中的應用

　　1.良性骨腫瘤:骨掃描是良性骨腫瘤的一種輔助診斷檢查， 早期骨血流顯像有助于區别骨良、惡性腫瘤。當病變在X線片 上表現爲硬化和透光性影像時，如果是良性骨腫瘤，血流骨掃 描顯像可見病變部位不出現放射性濃聚或隻有輕度放射性核 素濃聚；而惡性骨腫瘤的血流顯像表現爲病變部位放射性核素 明顯濃聚。良性骨腫瘤的骨掃描影像發生變化，同時伴有持 續性核素增強，預示腫瘤惡變的可能。

　　骨樣骨瘤:骨樣骨瘤是較常見的良性骨腫瘤，X線檢查可見 規則的透明區域，周圍有硬化邊緣，這是骨樣骨瘤典型的X線 征象，但出現較晚。當患者的主要症狀爲骨性疼痛而X線片上 未見異常時，骨掃描可能有陽性表現。有時在X線片上觀察不 到，但在骨掃描片上可見局竈性破壞。同位素骨掃描可以發現 X線平片不能觀察到的骨樣骨瘤，尤其是脊柱、骨盆和股骨頸部 的骨樣骨瘤。也可以用骨掃描評價骨樣骨瘤病變範圍，保證 手術切除徹底。骨掃描也可用于骨樣骨瘤的術後随訪。疼痛複 發且有局部放射性核素活動增強提示腫瘤切除不完全，需要 再次手術。

　　骨軟骨瘤:骨軟骨瘤是骨生長方向的異常，多見于年輕人。 X線的特點是在骨的幹骺端表面的骨性突起，由皮質骨和松質 骨構成。骨掃描可以顯示生長活躍的骨軟骨瘤，多發性骨軟骨 瘤在骨掃描顯像上顯示爲多個局竈性放射性核素濃聚區。骨 掃描不能顯示骨軟骨瘤是否惡變，但可顯示其生長是否活躍， 可用于對多發性骨軟骨瘤進行随訪觀察。但有時不易與軟骨 肉瘤相鑒别。

　　2.原發惡性骨腫瘤:同位素骨掃描對原發惡性骨腫瘤的診斷 有很高的臨床價值。主要作用是:在原發惡性骨腫瘤初診時， 确定病變爲單發性病變或多發性病變，發現腫瘤的跳躍性病竈 ；了解病變的範圍，明确腫瘤是否已發生骨骼轉移；在治療 過程中，評價惡性骨腫瘤的療效；對惡性骨腫瘤治療後的複發 和轉移情況進行随診觀察。

　　骨肉瘤:骨肉瘤是最常見的惡性骨腫瘤，約占惡性骨腫瘤的 20％。初診時有跳躍性病竈者約占2％，25％的患者在屍檢時發 現腫瘤已有骨轉移，不過，肺轉移更常見[3]。典型的骨肉瘤 原發和轉移病竈骨掃描顯示核素吸收均增加，三相掃描顯示腫 瘤部位的血運增加。骨肉瘤的一些軟組織轉移竈也顯示放射 性核素濃聚。在開展輔助性化療前，骨肉瘤的肺轉移總是早于 骨轉移。Goldstein等[4]發現，在行輔助性化療的患者中，肺轉 移之前有骨轉移者達16％。根據這個發現，建議對所有骨肉瘤 患者定期進行骨掃描，尤其在最初2年内，以便早期探測到轉 移病竈。雖然早期骨掃描可能隻探測到少數的轉移瘤，但其對 治療的潛在影響很大。一般認爲，在骨肉瘤對化療的反 應情況方面，99mTc磷酸鹽不敏感；病竈的核素吸收變化顯示較 遲緩。201Tl和67Ga枸酸鹽更敏感，以201Tl爲著[5]。

　　Imbriaco等[6]研究表明，201Tl是評價骨肉瘤患者術前化療後腫 瘤壞死程度的簡單、有效且可靠的方法，201Tl顯像對制定骨肉 瘤患者的手術方案有重要的指導作用。

　　Ewing肉瘤:來源于骨髓，主要臨床特點是疼痛、發燒、腫脹 和白細胞增高，有時易與化膿性骨髓炎混淆。典型的X線表現 是骨的溶骨性破壞和骨膜增厚，呈現典型的“蔥皮樣”外觀。 需做組織學檢查才能确診。骨掃描顯示病變放射性核素濃聚 ，Ewing肉瘤的周圍反應性充血不如骨肉瘤明顯，所以骨掃描能 比較準确地确定病變範圍，可幫助制定放療和手術治療方案。 部分患者在就診時已有骨轉移，所以對Ewing肉瘤患者行骨掃描 很必要。在評價治療反應時，采用同位素核素67Ga可提高敏感 性[7]。

　　多發性骨髓瘤:由于大部分多發性骨髓瘤成骨較少，主要以 溶骨性破壞爲主，同位素骨掃描并不比X線檢查更敏感，同位 素骨掃描可能低估每個病竈的範圍，但在顯示多發性病竈方面 具有優越性。骨掃描的結果與疾病的變化過程有關，在病變 早期X線檢查結果陽性之前，病變代謝活動非常強，骨掃描結 果通常呈陽性；随後，由于鈣質的丢失，X線檢查可以觀察到 病變；晚期的骨代謝活動減弱，通常遇到的骨掃描陰性而X線 檢查陽性的病變都是晚期，是X線片上完全可見的骨溶解病變 。雖然同位素骨掃描有時可以顯示在X線片上無法發現的早期 異常，不過，X線是檢查多發性骨髓瘤的基本方法，骨掃描不 适用于對本病進行分期和确定病變範圍。

　　3.骨轉移性腫瘤:大多數情況下，同位素骨掃描主要用于尋 找轉移性病竈。骨掃描是探查骨轉移高度敏感的方法，也是對 全身骨骼進行檢查的最簡單方法。如X線片上明顯可見的病變 骨掃描檢查假陰性低于5％，而10％～40％的骨轉移病竈骨掃描 已有異常，但X線檢查卻正常[8]。已知惡性腫瘤的患者中，有 疼痛但X線檢查正常者經全身骨掃描證明有骨轉移者約占30％。 但骨掃描無特異性，有時應結合其它影像學方法對骨掃描陽 性者進行評價。

　　惡性腫瘤骨轉移骨掃描的特點是多發的、無規則的核素濃 聚影像。一般認爲，當腫瘤轉移至骨組織後，腫瘤細胞刺激破 骨細胞分泌的因子引起骨溶解，這反過來刺激成骨活動增強 ，可以解釋骨掃描片上的核素濃聚現象。有大約5％的轉移病 竈骨掃描爲陰性或核素顯像爲“冷區”，X線顯示爲骨溶解性 破壞。

　　隻有當骨轉移竈達1～1.5cm以上且脫鈣達50％～75％時，X線 檢查才能觀察到。因此，同位素骨掃描可以早于X線檢查6個月 發現轉移病竈[9]。當同位素骨掃描顯示有骨異常，尤其是無X 線證據的孤立性病變，以及病變是否是轉移瘤還不能确診時， 需要行經皮穿刺骨組織活檢來明确診斷。

　　乳腺癌、肺癌和前列腺癌骨轉移較早，而且骨轉移率也較 高，及時進行同位素骨掃描對于确定腫瘤的分期、選擇治療方 案很有意義。另外，對腎癌、膀胱癌、頭頸部癌、卵巢癌、 消化系統癌症患者，原發疾病确診後，懷疑有遠處轉移時，應 該首先選擇同位素骨掃描檢查。

　　4.術中骨掃描:由Rinsky等[10]首先提出并用于切除骨樣骨瘤。 方法是使用便攜式γ照相機，裝上針孔準直器，存在骨樣骨 瘤病變的部位能清楚地顯示邊緣清晰的放射性示蹤劑濃聚區， 其周圍可以出現或不出現彌漫放射性濃聚區。這種掃描對脊 柱、骨盆和股骨頸部的骨樣骨瘤非常有效。這種方法也可用于 骨轉移瘤活檢術、内生軟骨瘤刮除術、膿腫引流術以及切除 骨母細胞瘤。Klonecke等[11]提出一種術前和術後即刻進行的骨掃 描顯像的方法，幫助對病變定位和确定病變是否已切除。方 法是術前3h給患者注射示蹤劑，将閃爍掃描照相機帶到手術室 ，用無菌塑料隔離器包好探測器。患者擺好，消毒後鋪 無菌巾，對病變部位照相，對異常病竈定位，用無菌筆或針在 病變部的皮膚上做标記，引導手術醫生選擇入路。術後即刻 行第二次閃爍掃描，以明确病變是否完全切除。

　　參考文獻

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　　2，譚天秩.臨床核醫學.第1版.北京:人民衛生出版社，1993.8 59－903.

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　　5，Ramanna L, Waxman A, Binney G, et al. Thallium－ 201 scintigraphy in bone sarcoma: comparison with gallium－ 67 andtechnetium－ MDP in the evaluation of chemotherapeutic response. J Nucl Med, 1990, 31:567－ 572.

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　　9，Citrin DL, Fogelman I. A review of bone scanning in the evaluation of the cancer patient. Appl Radiol Nucl Med, 1980, 9:102－ 110.

　　10，Rinsky LA, Goris M, Bleck EE, et al. Intraoperative skeletal scintigraphy for localization of osteoid osteoma in the spine.Case report. J Bone Joint Surg(Am), 1980, 62:143－ 144.

　　11，Klonecke AS, Licho R, McDougall IR. A technique for intraoperative bone scintigraphy. A report of 17 cases. Clin NuclMed, 1991, 16:482－ 486.