第四节　骨关节核医学影像检查技术

一、核医学显像仪器

核医学显像仪器最初是扫描仪（scaner），随后发展为γ相机（gamma camera）。发射体层仪（emission computed tomography，ECT）包括单光子发射计算机体层显像仪（single photon emission computed tomography，SPECT）和正电子发射体层仪（positron emission tomography，PET）。

融合影像设备有PET/CT、SPECT/CT、PET/MR和SPECT/MR等。

γ照相机是核医学影像设备中的一种最实用、最重要的基本仪器。目前临床使用最多、最普及的SPECT均为以γ照相机为基础的旋转型设备，其核心部件为γ照相机。一台性能优越的数字化γ照相机的主要平面性能指标需达到：①有效视野内的固有积分均匀性约±3.5%；②中心视野内约±2.5%；③固有微分均匀性约±2%；④固有能量分辨率约9.5%；⑤固有空间分辨率约FWHM=3.5mm；⑥绝对固有线性约0.5mm；⑦最大计数率大于300k/s。

SPECT可用于获得人体内放射性核素的三维立体分布图像，具有γ相机的所有功能，其性能高于普通γ相机。据统计，在临床应用中，70%只用其γ相机的功能，即未旋转采集，仅获得平面图像。

将特定放射性药物注入患者体内，一定时间后放射性药物在体内达到显像的要求，开始进行γ相机或者SPECT成像。从人体中发射出的γ光子首先到达准直器，准直器限制入射γ光子的方向，只允许未被准直器孔壁屏蔽的γ光子透过，以达到γ光子定位的功能。到达晶体的γ光子与晶体相互作用，被晶体吸收并产生多个闪烁光子。闪烁光子通过光导，被各个相应位置的光电倍增管的“光阴极”接收。“光阴极”将闪烁光子转变成光电子。该电子经若干级的“打拿极”使其倍增，再通过特殊位置电路定位、能量电路甄别后，成为一个计数被记录下来。成像装置记录大量的闪烁光点，经过处理、校正，形成一幅人体显像剂分布图像，即为一幅γ相机图像或SPECT平面图像。

在SPECT断层成像采集时，探头围绕患者旋转。在旋转的过程中，探头表面总是与旋转轴平行，旋转轴与患者检査床平行。根据需要在预定时间内采360°或180°范围内不同角度处的平面图像，任一角度处的平面图像称为投影图像（projection image）。利用在不同角度处获得的多幅投影图像，通过数据处理、校正、图像重建获得体内断层图像，即SPECT断层图像。

（一）γ照相机与SPECT

γ相机与SPECT系统均由硬件系统及软件系统组成。硬件系统由探头、电子线路部分、机架、扫描床及计算机组成；软件系统由采集软件、校正软件、图像处理软件及显示软件组成。

1.SPECT与γ照相机的探头

（1）结构与原理：

γ照相机的探头（图1-4-1）是γ相机的核心部件，它决定整个系统的性能指标。SPECT探头与γ相机探头的组成及原理基本相同，不同之处是γ相机的探头尺寸通常较小，多为圆形（直径30cm左右）；而SPECT探头尺寸通常较大，多为方形（边长40cm左右）。探头主要由准直器、闪烁晶体、光电倍增管（PMT）阵列组成。在探头部件上，配置了维持探头正常工作的电路，如维持光电倍增管工作的高压电源、电子信号的前置放大电路、将模拟信号转化成数字信号的模数转换电路及确定接收射线位置坐标的X、Y定位电路等。临床使用的γ照相机通常只有一个探头（图1-4-2），而SPECT（图1-4-3）通常配有两个或三个探头。

穿过准直器的γ射线，射入闪烁体内，引起闪烁体中原子激发，原子退激发出荧光。荧光通过光收集部件，进入PMT并照射到光阴极上，光阴极受照后发生光电效应发出光电子。光电子经PMT中各极的倍增作用逐级放大，最后在PMT阳极产生一个负脉冲，该脉冲的幅度大小正比于射线能量，脉冲数量的多少正比于射线强度。

（2） 准直器

1）准直器（collimator）的作用：

探头的准直器是安置在晶体前方的一种特制屏蔽，作用是使探头具有空间指向性以获得足够的空间分辨率，只允许一定入射方向及范围内的γ射线通过，阻挡其他入射方向和范围的γ射线，从而使人体内放射性核素的分布定位投影到探测晶体上（图1-4-4）。准直器吸收了来自患者体内的大多数γ光子，但只允许一小部分代表定位分布的γ光子通过，这是造成γ照相机及SPECT灵敏度降低的主要原因。此外准直器还可以起到保护晶体的作用。

因光子发射是各向同性的，若不装准直器，晶体的各处均能收到同一点源发出的射线，将无法确定该点源的准确位置。此外，两个点源探头也无法将两个点源分辨开来。

准直器是用吸收γ射线较多的金属材料（如铅）做成的，一般还掺入少量铋等元素。根据需要将准直器设计成不同的形状和结构，设计各异的准直器对γ光子的吸收程度不同，导致探头的灵敏度及分辨率等性能各不相同，可根据不同要求拆卸/更换探头上的准直器。

2）准直器的性能参数：

准直器的主要参数有孔数、孔径、孔长（或称孔深）及间壁厚度，由它们决定准直器的空间分辨率、灵敏度和适用能量范围等性能。

a.准直器的空间分辨率：空间分辨率表示对两个邻近点源加以区别的能力，通常以准直器一个孔的线源响应曲线的半峰全宽度（FWHM，简称半高宽度）作为分辨率（R）的指标，R越小表示空间分辨率越好。R可根据准直器及其有关的几何参数求得：

式中a为孔长（即准直器的厚度），b为被测物与准直器外口的距离，c为准直器内口与晶体的平均距离，d为外口直径（图1-4-5）。由式1-4-1可见，对一个特定的准直器而言，空间分辨率随被测物与准直器外口距离的增加而减低（因此，显像时应尽量将探头贴近受检者体表）。准直器孔径越小，分辨率越好。准直器越厚，分辨率也越高。

b.准直器的灵敏度：灵敏度（S）为配置该准直器的探头实测单位活度（如1MBq）的计数率（计数/S）。

式中f为所测γ射线的丰度，e为光电子峰探测效率，E为准直器几何效率，此公式中未考虑射线在被检物体内的衰减。对平行针孔准直器而言：

式中k为随孔的形态而异的常数，d为外孔直径，a为准直器的厚度，t为孔间壁厚度。可见准直孔越大，灵敏度越高；准直器越厚，灵敏度越低；孔间壁越厚，灵敏度越低。即E∝R2。

因此，对给定核素和给定γ射线能量，准直器的空间分辨率与灵敏度是矛盾的，空间分辨率的提高必然伴随灵敏度的降低。核医学工作者的责任就是根据具体情况和特定要求，正确处理好这对矛盾，取得相对最好的结果。

3）准直器的类型

a.按几何形状共分四类（图1-4-6）。①针孔型：为单孔会聚型准直器，外口径2～6mm，外口与晶体间距15～20cm。这类准直器的有效探测立体角很小，故灵敏度很低，所成影像与实体倒向。影像的大小随着准直器外口与探测物体的间距变化而变化，间距缩短，视野缩小，但影像放大倍数增加，灵敏度也提高。应用要点是根据脏器的大小调整适当的距离，适用于较表浅的小脏器和小病变显像。②平行孔型：是最常用的准直器，其孔道与准直器内外垂直，内外孔径相等，故孔道平行。它的灵敏度较高。准直器外口与被测物体的间距对灵敏度、视野和影像大小影响不大，但随着间距的增加，空间分辨率将下降。③扩散型：这类准直器中的孔道仍保持平行，周边孔道逐渐向外扩散，结果是扩大了有效探测视野，但其代价是周边部位的灵敏度或分辨率降低。现多与直径不够大的γ闪烁计数器配套，用于全身显像，仅沿X轴扩展，沿Y轴保持平行不变。④会聚型：指多孔会聚型准直器，对脏器的放大倍数较小，但灵敏度和分辨率较高，较少使用。

b.按适用的γ射线能量共分3类。①低能（＜150keV）准直器：准直器厚20mm，20 000～42 000个孔；②中能（150～350keV）准直器：准直器厚80mm，8 000～10 000个孔；③高能（＞350keV）准直器：准直器厚度＞100mm，1 000～4 000个孔。

c.按灵敏度和分辨率共分三类：①高灵敏型；②高分辨型；③通用型，即兼顾灵敏度和分辨率的一类准直器。

（3）闪烁探测器：

目前临床用SPECT和γ照相机的探测器，多为NaI闪烁探测器。闪烁探测器（scintillation detector）（图1-4-7）是探头的核心部件，其功能为能量转换，即把具有一定能量的γ光子，转换成后期电子电路系统可以处理的电信号。

探头内可选择安装数量不等的PMT（如19、37、61、91个），PMT一般呈蜂窝状排列（图1-4-8）。

闪烁晶体（图1-4-9）是将γ射线或X射线转变为可见光的物质。射入NaI（Tl）闪烁晶体的γ射线在闪烁晶体内与NaI（Tl）晶体发生光电效应和康普顿散射，这时γ射线失去能量，发出近似紫色的闪烁光。

NaI（Tl）闪烁晶体是在NaI中掺入微量的Tl而形成的晶体，具有最大发光波长为400nm，衰减时间为0.25μs的特性。NaI（Tl）闪烁晶体的原子序数（原子量）大，对γ射线的吸收效率高，并能制成大型的晶体。NaI（Tl）闪烁晶体不耐急剧变化的温度，1小时内3℃的环境温度变化即可使其破损（将此称为潮解性）。NaI（Tl）晶体的厚度一旦增加，其吸收γ射线的灵敏度会升高，但分辨率会下降。像99mTc（140keV）等的低能γ射线，即使NaI（Tl）晶体很薄，穿透的射线也很少，灵敏度和分辨率却都是很好的。

2.SPECT与γ照相机的电路

SPECT与γ照相机的电子线路，主要由放大电路、位置电路、能量电路、线性校正、能量校正及均匀性校正电路等组成。其中核心电路为位置电路和能量电路，位置电路的功能是确定探测到的γ光子的所在位置，能量电路的功能是甄别γ光子的能量，使之形成图像。

一个γ光子可在闪烁晶体中产生多个光子，继之由不同位置的多个光电倍增管接收，各个光电倍增管接收的闪烁光子数目，随其离闪烁中心（产生γ光子处）的距离增加而减少。由位置电路和能量电路根据不同位置的光电倍增管接收到的闪烁光的强度来确定γ光子的位置。首先，位置电路按照每个光电倍增管的位置为其信号分配不同的权重，X和Y方向的权重分别为空间坐标值X_i和Y_i；然后根据各个光电倍增管探测到的闪烁光的强度I_i，位置电路将它们加权求和，输出幅度分别为∑X_i I_i和∑Y_i I_i的脉冲信号；而能量电路将各个光电倍增管探测到的闪烁光的强度直接求和，输出幅度为∑I_i的脉冲信号，将其进一步处理后形成能谱，通过脉冲幅度分析器（PHA）的分析，使满足设定能窗的γ光子被记录下来，剔除低能γ光子（例如，散射光子）及高能γ光子（图1-4-10）。例如：对99mTc发出的能量为140keV的γ光子（设定能窗为±10%），只记录能量为 126～154（140±14）keV 的 γ光子。

位置电路的输出，除以能量电路输出，得到闪烁光子在X方向和Y方向的位置坐标。即

位置电路是由一个X、Y电阻矩阵结构（图1-4-11）实现的。矩阵中各个电阻值根据其所在位置赋予不同大小。经电阻矩阵处理后，落在探头不同位置的信号均可测出精确的X、Y方向的坐标值。位置电路是模拟电路，给出的位置也是模拟量，可以精准地确定点的位置。目前所有的SPECT都是针对数字信号做图像处理，故需要把此模拟信号转换为数字信号，模/数变换一般是在后续电路中进行的。有的机型则提早在前置放大器中完成这一过程，从而改善整机性能。

经过计算机处理，最终形成放射性核素的计数分布图像。再将计数分布图像转变为不同灰度或颜色的分布图像，显示在计算机屏幕上，所形成的可视图像即为γ相机图像或SPECT平面图像。

3.SPECT或γ照相机的机架与扫描床

SPECT机架与γ相机的机架不同，γ照相机机架的功能仅为固定支撑探头，并使之能在一定范围内移动/转动。SPECT机架除了上述功能外还提供使探头绕扫描床旋转的功能。

一个或多个γ照相机探头可装在一个能旋转的环形支架上，探头可绕人体长轴连续或步进旋转。探头从多角度获取多幅二维投影视图，利用重建软件，可得到横断面、矢状面和冠状面的断层图像。

γ照相机通常不设置专用的扫描床，SPECT需配置专用的扫描床。为进行全身扫描，有的SPECT配置可移动的扫描床，也有的配置可移动的扫描探头（图1-4-12）。

4.计算机

计算机作为SPECT或γ照相机的工作站，具有控制SPECT或γ照相机的采集、处理、存储及显示图像等功能。SPECT的断层图像需要重建及经各种校正软件处理，并需要更大的图像存储空间，因此要求配置更高的计算机。

（二） SPECT/CT

医学影像技术的发展及临床应用的实践告诉我们：面临复杂的临床问题，没有哪一种方法可以单独解决问题，每一种影像技术都有各自的长处和不足。互补影像技术的使用，把有价值的生理、生化信息与精确的解剖结构结合在一起，给临床医师提供更加全面和准确的资料。

核医学图像的主要缺点是信息量较低，图像分辨率较低，特别是缺乏解剖学信息，而这些不足很难通过核医学本身来解决，CT或MR与之相比，分辨率高，具有精细的解剖结构，但缺乏功能信息，而给SPECT配置CT不仅可以做衰减校正，还可以为核医学的图像提供解剖定位数据，将SPECT和CT的图像融合可以使图像的质量明显提高，而且提供了解剖和功能的双重信息。

SPECT/CT（图1-4-13）是将SPECT和CT各自原有的优势有机结合起来的全新系统。早期的简易SPECT/CT中，CT不仅可以定位病变，还能对SEPCT图像进行射线衰减校正的作用。随着SPECT/CT的不断改进和完善，其中CT的功能和作用已经发生了质的改变。

1.硬件同机

将CT的X线球管和探测器安装在SPECT系统的旋转机架上，使患者可同机进行CT和SPECT检查。一般X线球管和SPECT探头并排安装在系统的旋转机架上，X线球管在后方，SPECT探头在前方。扫描过程中，系统会自动移动检査床的位置，使检査部位位于X线球管下或SPECT探头下。

2.同机图像融合

一次摆位获得CT图像和SPECT图像，实现同机CT图像与SPECT图像的融合。

图像融合就是不同图像之间的空间配准和叠加。这些图像经过必要的变换处理，使它们的空间位置、空间坐标达到匹配。

图像融合是把有价值的生理、生化信息与精确的解剖结构信息结合在一起，给临床医师提供更加全面和准确的资料。这样合理利用医学信息资源，不仅可以弥补各自的信息不完整、部分信息不准确引起的缺陷，而且使临床诊断和治疗、放疗的定位和计划设计、外科手术和疗效评估等更加全面和精确。从这个意义上说，SPECT/CT和PET/CT的出现是医学影像学的一次重要变革，它们给图像融合提供了可靠的工具和方法（图1-4-14）。

（三）SPECT的性能指标和质量控制

因为重建过程包含求和、滤波等步骤，SPECT的投影中如果有畸变，会在重建中被放大，造成断层图中的伪影。由于影响SPECT旋转稳定性的因素很多，故使用要十分小心。购买新仪器要做验收测试，平时要定期做质量控制。除γ照相机本身的质量控制因素外，SPECT还有以下内容：

1.物理方面的一般检查

支架、检査床、运动轨道等在垂直和水平方向是否倾斜。这些倾斜会造成全身扫描速度不匀，也可造成旋转中心位置的偏移，使重建图像出现伪影。

2.旋转中心校正

SPECT的旋转中心（center of rotation，COR）是个虚设的机械点，它位于旋转轴上，是机械坐标系统、探头电子坐标和计算机图像重建坐标共同的重合点。任何不重合都表现为旋转轴倾斜和旋转中心漂移（center of rotation offset）。旋转轴倾斜及旋转中心漂移会在SPECT图像上产生伪影。

3.断层均匀性

断层均匀性是指对均匀体源所成的断层图像中显像剂分布的均匀性。断层图像的均匀性比γ照相机平面图像的均匀性差，因为探头旋转可造成均匀性降低，另外，重建过程对非均匀性有放大作用。保证断层图像均匀性首先要使γ相机的均匀性处于最佳状态。断层均匀性实际上是SPECT对核素在体内三维分布能否真实再现的指标。断层均匀性与重建算法及总计数有关。

4.断层空间分辨率

断层空间分辨率是指SPECT断层成像的空间分辨率，包括三个方向的分辨率：X方向、Y方向、Z方向，或者径向、切向、轴向，用点源或线源的扩展函数在不同断层中的半高宽来表示。断层空间分辨率分有散射和无散射两种情况，半高宽越小，分辨率越高。

断层厚度也是SPECT的一性能指标，其实质上为轴向分辨率。

SPECT空间分辨率在10～20mm范围内。SPECT的空间分辨率与多种因素有关，准直器的类型、衰减校正、散射、晶体厚度、重建算法等都会影响空间分辨率。

5.总体性能评价

SPECT系统在与临床相似的条件下，对特定总体性能测试模型进行断层图像采集和重建，以此判断系统性能的优劣，同时检测系统各项校正、临床采集参数、图像重建处理、衰减校正和滤波函数运用是否正确。

本测试可以比较全面地反映系统的综合性能，但测试结果会因所用测试模型的不同而产生差异，为此测试时必须详细记录全部测试条件，以便日后参考。

（四） PET、PET/CT、PET/MR

PET是一种放射性示踪剂成像仪器，将发射正电子的放射性核素标记在示踪化合物上，再注射到研究对象体内（图1-4-15）。这些示踪化合物就可以用于活体追踪生理和生化过程。PET在医学研究和实践中得以重用的主要原因是由发射正电子的核素如碳、氮、氧和氟所合成的示踪化合物与人体内自然存在的物质接近，这些核素的标记物可以参与人体的生理、生化代谢过程，因此PET所提供的影像是反映人体生理、生化、病理及功能的图像。

1.PET的基本原理

正电子湮灭辐射是PET的核物理基础。正电子核素在衰变时发射出的正电子只能存在很短的时间，当它被物质阻止而失去动能之后，将和物质中的自由电子结合，并在毫秒内发生质能转换，转换的结果是正负电子对消失，它们的质量转化为两个能量相等（511keV）、运动方向相反的光子，这一过程称为正电子湮灭。PET就是利用闪烁探头探测此能量相同、方向相反的一对光子而成像的。因此，PET探测的基本物理基础即正电子湮灭辐射（图1-4-16）。

在核医学中应用较广的正电子放射性核素是11C、13N、150、18F等。它们的半衰期一般较短或超短，故而在体内、外均会很快发生衰变，其优点是生物辐射剂量低；其次是在许多动态研究中，可在短时间内数次注射实验，以获得重复观察结果。

PET常用的正电子放射性核素及其主要物理性质见表1-4-1。

符合事件和符合探测：将标记有发射正电子的放射性核素的示踪化合物注入体内后，其在组织和器官中的生物学分布，不可能通过探测正电子来达到显像目的。该正电子将在很短的时间和距离内发生湮灭辐射，转化为一对光子（γ射线），它具有较强的组织穿透能力，并且组织衰减较小，这样即可通过围绕在人体周围的闪烁探头进行符合探测，探测到每次湮灭辐射所产生的两个运动方向相反的能量为511keV光子，并利用探头的电路辨认出现在同一个时间窗口内的符合事件为来自一次湮灭（图1-4-17）。这些“符合事件”被储存在与来自患者的投影相应的阵列中，并可用标准的断层技术重建。得到的图像显示了正电子核素示踪剂在人体内的分布情况。

PET的每个探头在探测到每个光子事件时，都会产生一个定时脉冲。这些脉冲被结合到符合电路中，如果两个脉冲落在一个很短的时间窗口之内，就被认定为符合事件。每个符合事件都被赋予一个连接两个相关探头的响应线（LOR）。通过这种方式可以从探测的射线得到位置信息而无需物理（铅）准直器。通常称之为电子准直。与物理（铅）准直相比，电子准直具有的主要优点是：改进了点源响应函数的灵敏度和均匀性。

物理准直器是通过铅壁阻挡与准直器表面不垂直或垂直度差的光子射到探头，以获得方向和定位信息。而用电子准直时，对双光子进行符合探测，将极大地改善灵敏度（对2D模式的PET而言，比SPECT增大了10倍）。

PET中的符合事件有三类：真符合、散射符合和随机符合（图1-4-18）。

（1）真符合：

当来自一个湮灭事件的两个光子，同时被符合探头探测到时，即为“真符合”，且这时的两个光子在被探测到之前都没有与物质发生任何形式的作用，并且在符合时间窗内，没有其他事件被探测到。

（2）散射符合：

如果有某个光子在被符合探测到之前，至少发生过一次康普顿（Compton）散射，则探测到的事件即为“散射符合”。由于康普顿散射改变了光子的方向，所以很有可能将符合事件赋予到错误的LOR上。散射符合在真符合分布上加入了本底，并随位置变化而缓慢变化，降低了对比度并过高评估了核素的浓聚值，也会在信号上带来统计噪声。探测到的散射事件的数量取决于成像物体的体积和衰减特性以及探头的几何尺寸。

（3）随机符合：

随机符合是指在系统的符合时间窗内作为符合探测到的两个光子不是来自一个湮灭事件。随机符合的数量与该LOR连接的两个探头所测的单个事件的速率密切相关，随机符合率则大致按视野（FOV）中活度的平方递增。与散射事件的相同，随机符合的数量也取决于体积和成像物体的衰减特性以及探头的几何尺寸。

符合处理：定时信号从每个脉冲产生后，就被传送到符合电路中进行处理。图1-4-19为符合电路的示意图。

由于探头和恒比定时甄别器（CFD）系统的时间分辨率有限，从一个符合事件产生的两个定时信号之间通常会有一些时间差别。为解决这个问题，定时脉冲被传入一个能生成持续时间为“t”的电子脉冲的门信号发生器，“t”被称为系统的符合分辨时间。这些固定宽度的脉冲被传入一个逻辑单元，当两个输入同时发生时它会生成一个脉冲，这样如果在时间“t”时一个通道中生成一个定时脉冲，而在另一个通道中在时间“T-t”和“T+t”之间也有一个定时脉冲，就会记录一个符合。t必须仔细选择。如果与探测系统的时间分辨率相比过小，将会丢失真符合。如果过大，会记录较多的随机符合而并没有明显增加真符合数。对一个典型的锗酸铋（BGO）块状探头而言，t约为12ns，比BGO的退光时间300ns要短得多。如果t足够小，飞行时间效应会很重要。当来自一个湮灭事件的光子到达探头的时间比另一个要长很多时，就会有飞行时间效应。对环直径为1m、有效FOV为60cm的相机，光子到达探头的最大时间差异约为2.7ns。有人利用飞行时间信息来改善PET的空间分辨率和信噪比。这需要响应非常快的闪烁体如BaF₂，其退光时间为0.8ns。

多数相机采用了块状探头技术，可以“2D”模式或“3D”模式采集。在2D模式下，使用薄的铅或钨隔片使每一个晶体环分隔开，只有在同一个环内或紧邻环内的两个探头记录到才作为符合事件。紧邻环的探头之间的符合被相加或重分割从而生成一个数据列。去除隔片后，对单个事件的FOV增加了，这可导致探测到的随机事件数明显增加，特别是对活度很强的器官（例如脑、心脏和膀胱），显像时更明显。

2.PET的基本结构

PET设备主要由扫描机架、检査床、主机、操作控制台等几部分组成。其中机架是最大的部件，其包括探测器环、探测器电子线路、移动控制系统等。它的主要功能是采集数据。而这其中决定PET性能好坏的关键部件就是探测器。

（1）PET探测器：

PET探测双光子的过程与SPECT探测单光子的过程类似，均需要经过以下过程：由闪烁晶体将γ光子转换为荧光光子、PMT继之将荧光光子转换为电信号，再经光电倍增管放大及一系列的信号处理技术得到最终的重建图像。PET的探测器是由许多小晶体组成的环状探测器，再将多个环排列成一个圆筒。不同类型的PET，探测器的晶体排列方式不同，目前多采用探测器组块（detector block）的方式。由于正电子湮没时向各个方向发射的光子是均等的，因此扩大探测系统的立体角就可以更有效地记录符合事件。这就要求PET扫描仪尽可能装备更多环的闪烁晶体和/或尽可能缩短探测器与待测放射源之间的距离，即缩小探测器环的直径。

目前PET仪器的探头，均采用晶体块组成晶体环，其后接光电倍增管。每一块晶体又被分割成多个更小的块（如8×8，6×6等），构成一个探测器模块（block），其中每一个小晶体块为一个探测器（图1-4-20）。每一个探测器组块后连接4个光电倍增管。每个探测器的整块晶体被深浅不一的槽切割成8×8=64个小晶体矩阵。切割的深浅程度不一是为了使每一个小晶体块中产生的闪烁光子按一特定的比例分配到4个光电倍增管，从而准确定位入射光子。64个小晶体与4个光电倍增管构成探测器组块，一个组块同一时刻只能接受一个入射光子，否则将产生脉冲叠加。探测器组块排列成环，整个探头由多个这样的环组成，目前已达到52环之多。每个环上的探测器都可以与对面的同一环及邻近环的多个探测器形成符合线。总符合线数达到几千万条。

入射光子的位置，可由探测器模块（block）中的4个光电倍增管接受到的光强度来确定：

式中：A、B、C、D分别为4个光电倍增管接受到的光强度。

探测器晶体的性能及尺寸，是影响PET系统性能的关键因素之一。

晶体的厚薄会影响探测效率和能量分辨。晶体加厚可增加入射光子与晶体的相互作用机会，使探测效率提高；但晶体所产生的闪烁光在到达光电倍增管之前，被晶体自身吸收或散射的机会也增加，使光电倍增管产生的脉冲能谱展宽，能量分辨下降。

晶体块的表面积会影响灵敏度和空间分辨率，晶体面积大，接受入射光子的机会增加，则灵敏度提高；但因晶体块上任何位置接受的入射光子均被定位到晶体块中心（符合线），空间分辨率下降。因此，对晶体尺寸的设计，应折中兼顾这些影响因素。

（2）闪烁晶体的特性

1）发射光谱：

闪烁晶体发射光子的能量并不是单一的，而是有一能谱分布。所发射的光子数量，随波长的分布曲线称为发射光谱。发射光谱愈窄，在光电倍增管中的光电转换效应愈好。

2）衰减长度：

衰减长度为入射光强度衰减到初始值的1/e时所走的距离。衰减长度短，则阻止本领强，探测效率提高，从而可使用较薄晶体，以提高空间分辨率，并且不同位置的空间分辨率也均匀。

3）闪烁衰减时间：

闪烁晶体的闪烁衰减基本为指数衰减。闪烁晶体被单次激发后，晶体发射光子的数量下降到初始值的1/e时所需的时间称为闪烁衰减时间，也称余辉或退光常数。衰减时间短，则时间分辨好，可使随机符合事件数下降，也使系统死时间缩短。

4）光电效应分支比：

光电效应分支比即入射光子在晶体中发生光电效应的概率。发生光电效应时，入射光子的能量全部沉积在晶体的作用点，使闪烁光子位置集中。而康普顿散射光子，会使晶体的闪烁光子位置分散，或飞出晶体致使闪烁光子数量减少。所以光电效应分支比高，则定位精度好，能量分辨率好。

5）发光效率：

发光效率表征闪烁晶体将入射光子能量转变为闪烁光子的本领。常用光产额（S）来表示，为吸收入射光子单位能量所引发的闪烁光子数，光产额高，则能量分辨好。

式中：E₀为入射光子的能量，n为晶体吸收入射光子产生的闪烁光子的数量。

6）能量分辨率：

由于产生光脉冲各个过程的统计性，对应于入射单能光子输出的脉冲幅度在一定范围内有一分布。能量分辨率（R_E）为：

式中：h为输出脉冲幅度，FWHM_脉冲幅度为脉冲幅度分布的半高宽。R_E的值越小，晶体的能量分辨率越高。

因为能量与输出脉冲幅度呈正比，因此能量分辨率也可表示为：

式中：E为入射光子的能量，FWHM_E为能量分布的半高宽。

3.PET常用的闪烁晶体

用于PET的闪烁晶体，要求具有理想的特性。即要求PET的闪烁晶体时间分辨好、阻止本领强、光子产额高。在目前的高档PET商品中，使用掺铈的氧化正硅酸镥［Lu₂ SiO₅〔Ce〕，LSO］、锗酸铋（Bi₄Ge₃O₁₂，BGO）或掺铈的氧化正硅轧［Gd₂ SiO₅〔Ce〕，GSO］。 以往较低档的 PET 商品，主要使用掺铊的碘化钠［NaI（Tl）］晶体。

NaI晶体的主要缺点是阻止本领不高，易潮解（透明度减低，性能变坏）；优点是光子产额高，能量分辨好，自吸收系数低，可做成大块闪烁体，易加工等。

BGO的主要优点是：阻止本领强，光电效应分支比高，化学性能稳定，机械强度好。

LSO的主要优点是：其密度和原子序数都较高，对γ射线有高的探测效率，余辉时间短便于符合定时，光子输出额较高。此外，它很牢固且不吸湿，容易制造探头。

GSO的主要优点是：具有较高的能量分辨、高的阻止本领及好的温度稳定性。

4.光电倍增管

光电倍增管（PMT）是组成探测器的另一关键部件。它的作用是把晶体产生的微弱闪烁光信号转换、放大成电信号，放大倍数高达106～109。PMT主要由光阴极、电子聚焦系统、多级倍增极和阳极组成。光阴极上喷涂有光敏材料，将入射的光子转换成光电子。光电子经电子聚焦系统聚焦和加速后，打到倍增极上二次发射，产生更多的电子。有多个倍增极，各个倍增极上加有依次递增的电压。从光阴极发射的电子逐级倍增，最后飞向阳极被收集形成脉冲电流输出。此信号再由后续电子线路处理。具体原理参见前述。

5.PET的飞行时间技术

飞行时间（time of flight，TOF）技术于20世纪60年代提出，在20世纪80年代成熟，是PET技术的主要发展方向之一。TOF是通过测定正电子湮灭时发出的一对光子到达探测器时间的不同，而直接计算出湮灭发生的具体位置，从而极大地降低了图像的噪声水平，这样通过图像信噪比的提高，达到改善图像质量的效果。目前，TOF技术无法提高PET的分辨率，也无法解决远离视野中心图像分辨率下降的问题。但是它能够提高图像对比度，从而改善大体重患者PET图像的质量。TOF技术还能显著减少采集计数的丢失，提高系统灵敏度，减少患者的注射药量，从而降低对受检者的辐射剂量。

TOF重建技术必须以TOF数据采集作为基础，其定位精度取决于探测器和后续线路的时间分辨率。传统的PET是在符合时间窗内确定有多少符合事件发生，TOF-PET必须在时间窗内确定符合事件产生的光子对到达各自探测器的时间差，两者在采集方式上有本质区别。传统PET在采用表模方式采集时，按照湮灭事件发生在响应线（LOR）中点模式列表；TOF-PET以表模方式采集，数据按分割后的定位区域采集和列表保存，采集位置精度时间分割精度和数据量远大于传统PET。TOF图像重建示意图见图1-4-21。传统间接图像重建方法和直接TOF重建方法采集的LOR数据比较见图1-4-22。常规的PET仅能确定湮灭作用发生的可能位置在LOR上，而TOF方法可以确定其发生在LOR上某一加权范围，所以TOF方法定位精度比常规迭代法高，符合探测系统的时间分辨率直接影响探测组织器官的定位精度。

由于TOF技术的发展，使得用于临床和研究中的PET设备，已经从技术上划分为不带TOF功能的PET和具有TOF功能的PET两种类型。TOF技术的发展，对晶体的要求也越来越高，因此快速采集晶体的发展已是必然趋势。

PET/CT由PET和CT两部分组成，两者组合在同一个机架内，CT位于PET的前方，后配PET/CT融合对位工作站。完成CT及PET扫描之后，PET/CT融合工作站可分别重建CT和PET的断层图像以及两者的融合图像。

PET/CT具有PET和CT各自的全部功能，但它绝不是两者功能的简单叠加。PET可以显示病变部位的病理生理特征，更容易发现病灶；CT可以精确定位病灶，显示病灶结构变化。PET/CT独有的融合图像，将PET图像与CT图像融合，可以发挥两者优势的互补作用，同时反映病灶的病理生理变化及形态结构，产生了1+1＞2的效果，明显提高了诊断的准确性。此外，PET/CT以CT图像进行衰减校正，与传统PET透射扫描所使用的棒源相比，全身显像时间缩短约40%，提高了设备的利用率，衰减校正后的PET图像质量也优于传统PET图像，分辨率提高了25%以上，校正效率也提高了30%。采用功能代谢图像和CT解剖结构图像相结合，确定放射治疗靶区的方法也已经广泛被临床接受和认可。

PET/MR一体机是最新研制成功的高端影像融合设备，实现了在同一个设备上同时进行PET和MR信号采集，并且通过一次扫描得到融合PET和MR信息的全身成像。PET/MR同时兼备MR高空间分辨率和高组织分辨度的特点，与PET的高探测灵敏度和高示踪特异性相结合，具有高度互补性，同时MR成像软件可保证多次扫描的100%定位一致性，便于治疗前后的随访观察，从而为临床诊断的准确性提供了最为可靠的保障。由于该系统可在PET扫描过程中同时进行MR信号的采集，不仅极大地缩短了患者扫描时间，也不存在二次扫描所带来的定位偏差的可能性，真正实现了代谢和生理功能在PET与MR上的同步，有助于对疾病的精确诊断。由于MR不存在放射线损伤，可以反复多次进行检査，这对于危重患者、射线过敏患者和儿童等特殊群体来说，无疑是最为理想的影像学检查手段。

（五）PET/CT的质量控制

1.质量控制项目

（1）性能指标测试项目：

①空间分辨率；②灵敏度；③均匀性；④散射分数；⑤计数丢失；⑥随机符合计数率；⑦噪声等效计数率。

（2）日常质量控制项目：

①空白扫描；②标准化设定；③剂量与标准摄取值（SUV）校正；④数据库维护；⑤环境控制。

2.质量控制频率

质量控制的频度要求见表1-4-2。

二、骨关节显像的放射性药物

（一）99mTc-MDP（99mTc-亚甲基二膦酸盐）

理想的骨显像剂应具备亲骨性好、血液清除快、骨/软组织比值高、有效半衰期短及γ射线能量适中等特点。99mTc-MDP分子结构中含有机的P-C-P键，其不易被磷酸酶水解。静脉注射后，99mTc-MDP与血浆蛋白质结合率较低，在20分钟左右进入骨骼羟基磷灰石晶体和与骨内新生成的未成熟胶原结合。99mTc-MDP在体内稳定性好、血液清除快、骨骼摄取率高，静脉注射后2～3小时50%～60%的显像剂沉积在骨骼中，其余的经肾排出，是比较理想的显像剂，也是目前临床主要使用的骨显像剂。

（二）18F-NaF（18F-氟化钠）

随着正电子显像在临床越来越多的应用，18F-NaF已成为骨显像剂中重要的一员，近年来亦被应用于骨显像。18F与羟基磷灰石晶体中的OH-化学性质类似，可与之进行离子交换而具有很好的亲骨性。与99mTc标记的显像剂比较，18F-NaF在骨骼中摄取更高，血液清除快，具有更佳的骨/本底放射性比值，显示解剖结构更为清晰，但由于18F必须由加速器生产，价格昂贵，且为正电子发射体，需用PET进行显像，限制了其在临床上的应用。

（三）18F-FDG（18F-氟代脱氧葡萄糖）

18F-FDG是葡萄糖的类似物，在体内与葡萄糖有相似的生物学行为，是临床肿瘤显像最常用的显像剂。静脉注射18F-FDG后，在细胞膜葡萄糖转运体蛋白的作用下通过细胞膜进入细胞。细胞内的18FFDG在己糖激酶作用下磷酸化，生成6-PO₄-18F-FDG，由于6-PO₄-18F-FDG的2位碳原子上的羟基被18F取代，与葡萄糖的结构不同，不能进一步代谢，而且6-PO₄-18F-FDG不能通过细胞膜而滞留在细胞内。在葡萄糖代谢平衡状态下，6-PO₄-18F-FDG在细胞内的滞留量通常与组织细胞葡萄糖的消耗量一致，因此，18F-FDG能反映葡萄糖的利用状况。由于骨骼也可利用葡萄糖作为能量物质，因此18F-FDG也是一种骨骼显像剂，常用于骨髓和骨骼病变的诊断。

（四）68Ga-枸橼酸盐或67Ga-枸橼酸盐

67Ga-枸橼酸盐：临床上均用无载体的67Ga-枸橼酸盐作为显像剂，该溶液为无色澄明液体，可以直接静脉注射。67Ga-枸橼酸盐经口服、皮下注射或肌内注射时吸收都很差，因此必须通过静脉给药。枸橼酸镓和胶体镓可用调至pH 6.0的水-乙醇-吡啶（体积比4∶2∶1）进行纸层析鉴别，胶体镓在原点，枸橼酸镓的Rr为0.75～0.90，国内生产的67Ga放射性浓度＞37MBq/ml，pH 6.0～7.5，放射化学纯度不低于90%。67Ga由回旋加速器生产，电子俘获方式衰变，可释放多种能量，称为射线，其能峰分别为93keV（41%）、185keV（23%）、300keV（18%）、394keV（4%）。 其物理半衰期为78小时。

68Ga-枸橼酸盐：目前国内外采用68Ga-枸橼酸盐进行炎症显像的研究较少。68Ga是67Ga的同位素，具有与67Ga相似的理化性质。其半衰期为68分钟，显著低于67Ga的半衰期，因此68Ga标记的化合物可显著降低患者和工作人员的辐射剂量。68Ga由68Ge/68Ga发生器获得，68Ge/68Ga发生器中的68Ge的半衰期是271天，68Ge通过电子捕获（EC）将其 100%分解为68Ga基态，68Ga通过正电子发射（89%；E_max：1899keV；E_mean：890keV）和电子捕获（EC）分解成稳定的68Zn。将发生器获得的68Ga与枸橼酸盐前体混合，在pH4～4.5时室温下反应10分钟，可获得放射化学纯度＞99%的68Ga-枸橼酸盐。

（五）放射性核素标记白细胞

常用的白细胞标记的放射性核素有两种，即111In-oxine-白细胞（111In-8-羟基喹啉-白细胞）或99mTc-HMPAO-白细胞（99mTc-6-甲基丙二胺肟）。

111In（铟）由加速器生产，通过电子俘获进行衰变，释放两种不同能量的γ射线，分别为173keV和247keV，其物理半衰期为67小时。Oxine是一种可与111In结合的脂溶性螯合物。111In-oxine为脂溶性复合物，可以无选择地标记所有的血细胞，因此，在标记自体白细胞之前，要分离自体白细胞，去除红细胞和血小板。通常采用红细胞重力沉降法和差速离心法分离白细胞。白细胞分离完成后，将分离的白细胞悬浮在生理盐水中加入111In-oxine，室温下孵育30分钟并轻轻摇动，离心去除含游离111In的上清液，标记完成后，抽取18.5MBq（500μCi）111In-oxine-白细胞再次悬浮于储存血浆中，在2～4小时内进行静脉注射。

99mTc-HMPAO-白细胞比111In-oxine-白细胞具有更大的优势。99mTc由钼锝发生器生产，可以直接进行标记，其发射的单光子射线非常适合SPECT显像，能量为140keV，半衰期6.02小时，对患者各器官组织的辐射剂量小，适合较大剂量使用，可得到更清晰的图像，提高诊断率。HMPAO具有亲脂性，可穿过细胞膜进入细胞内，再由亲脂性复合物转变为水溶性复合物滞留在细胞内。99mTc-HMPAO标记白细胞时，可在血浆中直接标记，有助于保持白细胞的结构和功能的完整。99mTc不能直接对白细胞进行标记，要先与HMPAO形成复合物，再借助HMPAO的脂溶性进入白细胞内。

三、99mTc-MDP骨显像及SPECT/CT

（一）显像原理

骨显像是核医学最常用的、最具显像优势、临床使用频率最高的显像检查之一，一次检查就能够显示全身骨骼形态、结构，而且能敏感反映骨骼的血流供应和代谢情况，对于各种骨骼疾病的诊断、监测和疗效评价具有重要价值。由于全身骨所含骨松质的量不同，血运和代谢旺盛程度不同，使得各部位吸收骨显像剂的程度也不同。扁平骨、大关节以及骨端均较长骨骨干的显像剂浓聚增加，并呈对称性分布。因骨显像敏感性高，骨骼疾病的早期检查就有异常表现。近年来SPECT/CT骨显像和18F-NaF骨显像进一步得到了临床的使用和认可。骨显像方法包括骨三时相、骨四时相、局部显像、骨全身、SPECT/CT骨断层融合显像、18F-NaF骨显像等。

骨组织由有机物、无机盐和水等化学成分组成。有机物主要包含胶原纤维、骨细胞及细胞间质等。无机物主要成分是羟基磷灰石晶体［Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂］，其中羟基磷灰石晶体类似于离子交换树脂，全身骨骼系统即如一个巨大的离子交换柱，显像剂静脉注射后随血液到达全身骨骼，多数与骨骼组织中的羟基磷灰石晶体通过化学吸附和离子交换方式沉积于骨骼中，部分通过与骨胶原结合，聚集于骨组织，其余经肾脏排出。局部骨骼对显像剂的摄取与骨的局部无机盐代谢更新速度、血流灌注量、成骨细胞活跃程度相关。当局部血流灌注量、无机盐代谢更新速度加快，成骨细胞活跃和新骨生成时，骨骼较正常骨摄取更多的显像剂，影像上表现为局部显像剂浓聚（即“热区”）；反之当骨质破坏增加或血供减少时影像上则表现为显像剂摄取减低，分布稀疏或缺损（即“冷区”）。

99mTc-MDP静脉注射后1小时，58%浓聚到骨骼，显像剂在血液中的分布水平30分钟、1小时、2小时、3小时、4小时分别为注射剂量的10%、5%、3%、1.5%、1%。一般选择静脉注射后2～3小时开始显像。

羟基二磷酸（HDP）在血液和非骨组织中清除比MDP快，静脉注射后1～2小时可以进行显像，等候扫描时间较MDP缩短。

（二）显像方法

1.患者准备

注射显像剂后，患者可以正常饮食，成人在注射显像剂后2小时内应多喝水，一般要求饮水1 000～1 500ml，检查前排空膀胱，以减少膀胱内高摄取对图像的影响。嘱患者排尿时注意不要污染身体和衣物。检查前去掉身上所有金属物品（手机、钥匙、皮带、发夹、硬币等）。对于不能配合检查的可在检查前给予适当的镇静剂。

2.显像设备及方法

（1）骨静态显像：

骨静态显像包括全身骨显像及局部骨静态显像。

1）全身骨显像：

显像前准备γ相机、SPECT或SPECT/CT，选用低能高分辨准直器（LEHR），能峰140keV，窗宽20%，矩阵256×1024，患者采用仰卧位平躺于检查床上，移动床将头部置于显像视野中心，扫描速度15～20cm/min获取全身骨骼的前位和后位的影像。

2）局部骨静态显像：

骨静态显像同全身骨显像的检查方法基本一致，通常不单一做骨静态显像，一般是在全身显像影像有局部代谢异常增高、模糊或怀疑体表及衣物有污染而造成影像分辨不清的情况才加做，一般是对局部感兴趣区经过处理后加做左右侧位，有必要时可以加做左前/右后斜位、右前/左后斜位（双探头可一次性完成）。骨静态显像常用矩阵为128×128或256×256，采集计数要求在500～1 000K。

（2）骨动态显像：

骨动态显像通常也称为三时相骨显像（three-phase bone scan），是一次静脉注射显像剂后分别于不同时间进行显像，获得局部骨及周围组织的血流、血池及延迟显像的数据和图像，即为“血流相”“血池相”及“延迟相”。如果在三时相骨显像的基础上加做24小时的骨静态显像，则称为四时相骨显像。骨动态显像有助于鉴别骨病变的良恶性。

显像配备低能通用准直器（LEGP），能峰140keV，窗宽20%，矩阵64×64或128×128。显像前先给患者静脉预置留置针，用5ml一次性注射器准备好显像剂20～30mCi（体积要求在0.5～1ml）及冲洗用生理盐水20ml。患者仰卧平躺于检查床上，探头对准患者需要检查的部位，对于不能配合检查的患者可以给予适当的镇静剂。图像采集前在显像仪上设置不同的采集速度及采集的帧数，血流相一般为2s/帧，连续采集30帧；然后以1min/帧采集1～5帧即获得“血池相”；3～5小时后采集的静态相即为“延迟相”。

数据采集结束后，使用感兴趣区技术（regional interest imaging）勾画出病灶范围，做局部病变部位的时间-放射性曲线，进行定量或半定量分析，计算血流灌注、血池和骨骼的摄取比值，进行对比分析。

（3）骨断层及SPECT/CT融合显像：

骨断层显像（bone tomography imaging）是在平面的基础上（显像剂、用药剂量、采集开始时间同骨静态显像）以病灶或感兴趣区（region of interest，ROI）部位为中心，利用SPECT的探头沿人体长轴旋转，连续采集不同方向的信息，经过计算机后处理获得局部骨骼的冠状面、矢状面、横断面的影像信息。骨断层显像克服了平面显像组织结构重叠的问题，图像的对比度和分辨率得到提高。SPECT主要提供局部组织功能和代谢方面的信息。其灵敏度高，但空间分辨率和解剖结构显示不清，SPECT/CT则可以提供局部组织器官的解剖信息，其空间分辨率高。将SPECT断层影像同CT影像进行同机或异机融合可得到融合断层影像，实现两者影像的优势互补，获得组织的功能信息和解剖结构信息，对精确病灶的大小、范围及周围组织的关系，实现对病变的定性诊断，对肿瘤的诊断、肿瘤的放疗计划、组织活检部位及疗效有重要价值。

骨断层显像或SPECT/CT融合显像采用低能通用准直器（LEGP）或低能高分辨准直器（LEHR），能峰140keV，窗宽20%，矩阵64×64或128×128，放大倍数1.0～1.5，圆形或开启体表跟踪旋转360°，每帧3°～6°，每帧采集时间15～25秒，共采集60～64帧图像。SPECT/CT中CT采用螺旋扫描方式，其管电流为30～100mAs，管电压120keV，螺距1.0～1.5，矩阵512×512。图像采集结束后进行均匀性校正，采用适当的滤波函数和滤波因子，重建后获得各个断面的图像。

（三）适应证和禁忌证

1.适应证

骨显像适应证很多，一般可分为三大类：①存在或怀疑某一特定骨病；②探索无法解释的症状；③在治疗开始前进行代谢评估。虽然骨显像的诊断敏感性很高，但较低的特异性通常要求患者做其他影像学检查（如X线平片、CT或MR）或核医学检查（如18F-FDG PET/CT）。因此，解剖影像检查和骨显像应该被看作是互补的方法，每一个都不能被另一个取代。

（1）存在或怀疑某一特定骨病

1）肿瘤性疾病：

①具有骨高亲和性的实体肿瘤，包括前列腺癌、乳腺癌、肺癌和肾癌；②局限于骨骼的恶性血液病，包括霍奇金淋巴瘤和非霍奇金淋巴瘤。骨肿瘤和骨发育不良，包括骨肉瘤、骨样骨瘤、骨母细胞瘤、纤维性发育不良、巨细胞瘤和骨蛋白症；③软组织肉瘤，包括横纹肌肉瘤；④副肿瘤综合征，包括肥厚性肺骨关节病、疼痛性骨营养不良、风湿性多肌肉疼痛、多（皮）肌炎和骨软化症；⑤在放射性核素治疗前进行骨重建的评估［223RaCl₂、89SrCl₂、153Sm-EDTMP、186Re-HEDP（186Re-羟基亚乙基二膦酸）］。

2）风湿病性疾病：

①慢性炎性关节炎，包括类风湿关节炎、脊椎关节炎及相关疾病（强直性脊柱炎、银屑病关节炎、赖特关节炎、SAPHO综合征（滑膜炎、痤疮、脓疱症、骨肥大、骨炎）、慢性复发性多关节炎和骶髂炎；②腰椎及关节骨性关节炎，包括髋关节、膝关节炎、腕关节病和跗骨关节炎；③起止点病，包括足底筋膜炎、阿基里斯跟腱炎和黏液囊炎；④（缺血性）骨坏死，常位于股骨头、股骨髁和胫骨平台；⑤颌骨骨坏死；⑥手、髋、膝、足Ⅰ型复杂性区域疼痛综合征；⑦Tietze综合征（肋软骨炎）；⑧多肌炎；⑨佩吉特病（Paget病）；⑩朗格汉斯细胞组织细胞增生症（LCH），单系统LCH和多系统LCH伴骨受累；非朗格汉斯细胞组织细胞病，如Erdheim-Chester病、Schnitzler综合征及Rosaï-Dorfman病；其他罕见的骨关节疾病，如结节病伴骨受累、肥大细胞病、白塞综合征、家族性地中海热。

3）骨和关节感染：

①骨髓炎（急性、亚急性或慢性、细菌、真菌或真菌来源）；②脓毒性关节炎；③椎间盘炎或脊柱炎；④感染性关节内固定（长骨或脊椎）松动或器械并发症或关节成形术（臀部、膝盖、脚踝或肩部）；⑤恶性（坏死性）外耳道炎。

4）骨伤、运动和创伤学：

①骨膜炎，包括胫骨夹板和股骨夹板；②起止点病，包括足底筋膜炎、跟腱炎和黏液囊炎；③脊椎滑脱（急性或亚急性）；④隐蔽性应激放射相关骨折（如足周骨、跗骨）或非特异性症状；⑤衰竭骨折，包括骨质疏松性椎体或隐匿性骨折，骶骨骨折，股骨头、胫骨骨折，胫骨平台骨折，跗骨和跖骨骨折；⑥内固定（长骨或脊椎）或假体（臀部、膝盖、脚踝或肩）松动、机械并发症及滑膜炎；⑦假关节（延迟愈合、不愈合）；⑧关节周围异位骨化；⑨骨移植存活。

5）骨代谢骨病：

①甲状旁腺功能亢进（原发性及继发性）；②骨软化病；③肾性骨营养不良；④罕见内分泌疾病骨骼表现，包括甲亢和肢端肥大症；⑤维生素D缺乏。

6）儿科：

①髋关节骨软骨炎（Legg-Calvé-Perthes病）；②臀部短暂性滑膜炎；③骨样骨瘤；④儿童受虐综合征；⑤下颌髁突增生；⑥骨梗死（镰状细胞病、地中海贫血）。

（2）探索无法解释的症状

1）临床查体和影像学检查未见异常的亚急性或慢性骨肌痛或骨痛、关节痛，单关节炎，多关节炎，局灶性或多发性骨痛和背疼。

2）进一步探索生化（如钙、磷代谢异常）或放射学异常。

3）不明原因发热：应排除骨髓炎。

（3）治疗前的代谢评估

1）放射性滑膜切除术前或关节面类固醇渗透法治疗前，评价关节病变或滑膜炎活动性。

2）在使用二膦酸盐治疗前，评价佩吉特病成骨细胞活性。

3）椎体成形术或椎体后凸成形术前，评估良性或恶性椎体压迫性骨折。

（4）疗效监测：

定量骨SPECT/CT显像是一种新的显像技术，在骨疾病疗效检测方面具有潜在应用价值，但其在常规临床实践中的确切作用有待进一步证实。

2.禁忌证

以下情况一般不首选骨显像检查：

1）骨显像表现不一的骨骼病变：如浆细胞瘤、多发性骨髓瘤、脊索瘤或尤因肉瘤。

2）放射学检查已正确定性的良性骨病和意外瘤：包括骨岛、非复杂性血管瘤、致密性髂骨炎、非骨化性纤维瘤、长骨的无症状性软骨瘤、腱鞘囊肿和无症状性佩吉特病。

3）放射学检查已经正确定性、根据疼痛症状正确诊断并进行了良好的临床检查的症状性退行性骨关节病。

（四）定量SUV SPECT/CT的研究进展

定量的发射性断层成像技术是临床实践和生物学研究领域中一个重要工具，其原理利用放射性核素标记的化合物进行显像，最主要的两种成像设备是SPECT和PET。因为两者准直方式的不同，PET相较于SPECT具有更高的灵敏度和更高的空间分辨率，但SPECT仍然具有一些独特优势。比如许多SPECT放射性核素的物理半衰期一般较长，与生理过程的生物学半衰期更一致；很多放射性示踪剂更易获取，并能够远距离配送。并且SPECT可以在单次成像过程中，同时研究多种放射性核素，以检查不同的生物功能。另外，SPECT系统的成本相对更低，并且在全国范围内使用更加普及。因PET扫描时，光子的吸收校正相对简单，并且早期PET成像为二维采集成像，散射光子也相对较少（＜5%），所以自从1975年第一台可行断层显像的PET扫描仪原型诞生，到1976年第一台用于临床的商业化PET扫描仪（ECAT）面市以来，PET就可以用来产生可定量分析的图像。但是，对于SPECT，各种校正工作更多也更加复杂。故SPECT的定量研究面临更大的挑战。有研究阐述：PET在灵敏度和空间分辨率方面都优于SPECT，此外，PET能定量测定组织放射性浓度。

然而，因为对采集时间的要求，现在的PET系统多为三维采集方式，即将二维采集使用的隔板撤出扫描视野进行成像，这样虽然很大程度地提高了采集的灵敏度（大约是2D采集的10倍），但是3D采集的散射和随机符合事件明显增多。这样，所需的散射校正与SPECT所要求的相同甚至更大。

随着计算机技术和医用设备研发的进展，SPECT/CT应运而生。SPECT/CT即将SPECT和诊断/定位CT进行融合，两者轴心一致，共用一个检查床，使得患者可在同一检查设备、同一体位进行SPECT功能成像和CT结构成像。SPECT/CT扫描仪的成功研发，再次推动了SPECT定量研究这一目标。虽然CT的数据对于产生定量的SPECT图像并不是必要的，但是CT数据通过获得物质的三维空间分布及组织密度等信息有助于更容易地对散射和衰减的光子进行校正。

1.定量的发射断层显像

PET和SPECT在断层显像中生成定量数据的要求是相同的。主要的特点是在重建算法中，显像剂浓聚的计算需要是线性的，并且在算法中要对体内光子吸收进行补偿，去除数据中散射光子，并且能将采集到的数据换算成每单位体积里的放射性活度（kBq/cm3）。此外，还有其他因素也可能影响PET和SPECT定量的准确性，包括小于系统空间分辨率3倍的物体表面放射性浓度会减少，部分容积效应的影响，系统死时间导致的计数丢失，成像过程中放射性衰变，探测光子的空间位置和时间的校正等。

但是两者仍然有不同。PET的图像是以每单位体积的放射性活度进行重建的，而SPECT/CT按照计数进行图像重建，这种差异在重缩放时会更加明显：PET在进行软件放大时每体素的数值是恒定的，即放射性的浓度与图像大小无关；相反，SPECT的算法中会保持浓聚活度量不变，随着图像的放大，每个体素中包含的值会随着计数的总数不变而减少。所以有说法是PET图像是能定量的，而SPECT不能。当然，这两种情况之间可在重建之后进行简单的转换。

目前发射断层成像的算法多基于统计迭代算法，与经典滤波投影重建算法不同。许多应用程序使用有序子集最大似然期望值算法（OSEM）。OSEM有很多特点，包括图像质量和准确性提高，并且能够更好地控制图像的信噪比。只要SPECT图像的每单位体积放射性的量化准确性得以保障，结合受检者的体重或者体积，在注射一定活度的放射性药物后经过一定时间采集数据，就有可能通过对数据进行衰减校正后计算其标准摄入值（SUV）。有研究使用双探头SPECT/CT系统和一个带有TOF功能的硅酸镥晶体PET/CT扫描仪扫描体模的图像对比，其中PET的放射性浓度比值为7.3∶1，SPECT/CT的放射性浓度比值为8.2∶1。图像采集在典型的临床条件下进行，SPECT数据采用OSEM算法进行重建，并应用CT数据进行衰减校正及散射校正，但未进行部分容积效应校正及点分布函数分辨率校正。PET数据的算法为3D-OSEM算法，并进行了点扩展函数校正。其中PET分辨率为4.6mm，SPECT分辨率为15mm。

2.衰减校正和散射校正

SPECT中散射校正或衰减校正在成像过程中是很重要的。利用CT数据对SPECT进行衰减校正比利用放射性核素透射扫描进行衰减校正的方案还要早。散射校正方法也通过多次实验进行了验证。这些都基于当今快速发展的计算机处理技术。如今，CT和发射型断层成像设备的融合提高了诊断的准确性。用CT数据作为衰减和散射校正等成果已经为SPECT精准定量做好了准备。在目前看来，包括99mTc、111In、123I、131I、177Lu、186Re和201Tl在内的多种放射性核素的定量研究也已经展开。

3.SPECT定量准确度研究

尽管科学家们经常在实验中使用模型来演示并改善图像构造的准确性，然而对人体进行显像的情况是非常不同的，在模型实验中得到的结果往往无法简单地在人体进行重复，有文章报道，不同放射性核素的放射性浓度的误差能超过20%。目前，SPECT/CT是获得适合生成定量SPECT图像的最方便的数据采集方法。

4.定量SPECT临床应用

上文中已经列出了定量SPECT的潜在临床应用，但常规SPECT并没有进行衰减校正及散射校正，所以现在临床应用还较少。目前临床衰减校正主要用于SPECT心肌灌注显像以去除衰减伪影，而不是用来定量评估。同样地，在日常SPECT临床脑显像、腹部显像及盆腔软组织显像（如67Ga炎症显像或者123I/131I-MIBG）中应用衰减校正也是为了减轻衰减伪影或者提高图像质量，而并非为了实现定量重建。

5.实施定量SPECT的困难

前文已证实99mTc定量SPECT显像是可以实现的，特别在如今多学科SPECT/CT设备广泛应用的情况下，已经具备了实施定量SPECT必要的硬件及软件，并能够得到可靠的结果，一般要求在活体多种成像条件下达到真实值±10%的范围内。为实现广泛应用，下一步需要在SPECT系统引入常规方法学以实现特殊放射性核素的校准。在PET应用上，厂家都为定量PET提供了校准因子，并将定量PET包含在重建软件中使PET/CT准确度测试已经能够达到真实值±5%的范围内。故制造商同样应该为SPECT系统校准提供技术，明确什么情况下可以应用定量SPECT，并将定量SPECT技术的常规验证作为系统质量控制的一部分。

6.SPECT/CT的质量控制

像PET系统一样，对于定量SPECT/CT来说，质量控制也十分重要。PET系统的校正要比SPECT稍微简单，因为在PET中所有放射光子都具有相同的能量和特性，与所用放射性示踪剂无关。但是对于SPECT/CT，不同的放射性示踪剂具有不同的光子能量，需要不同的准直器、脉冲高度分析器能量窗及很多其他因素，这都需要分别校准、检测。如果制造商能够协助将很多必要的参数（如散射校正的参数）预先确定，并设定于特定的放射性核素/准直器/脉冲能量分析器设置中，将会有利于临床推广使用。到目前为止，已经有关于定量SPECT协议的研究了。

尽管SPECT是一项极其有用并且临床应用十分广泛的检查项目，但是仅将其用于定性目的还远远没有发挥其应有的功能。同机融合SPECT/CT将会从多个方面改变这一现状，并将SPECT放射性核素断层显像的应用推进到一个新的定量领域，虽然目前这一领域仍以PET或CT为主。但是，随着研究者不断开发定量SPECT方法学，并不断提高硬件制造水平必将使定量SPECT有更广泛的临床应用。综上所述，定量SPECT临床应用的时代到来了。

四、18F-NaF 骨显像

（一）显像原理

18F-NaF是一种用于探测骨骼病变的高灵敏亲骨性PET显像剂，其在体内的摄取机制类似于99mTc-MDP，但具有更好的药代动力学特性，如更快的血液清除速率和更高的骨骼摄取（相当于99mTc-MDP的2倍）。18F-NaF因成像质量高、检查时间短、空间分辨率高等优点，在检测恶性肿瘤骨转移成像中的价值得到广泛认可，在诊断骨良性病变中也逐渐被认可。18F-NaF的摄取反映了血流状况以及骨骼重建情况。

PET/CT是一种将功能和解剖影像融为一体的分子影像学设备。PET/CT显像分为局部区域（如头颈部、胸部、腹部或盆腔）、躯干（从颅底到大腿中段）和全身（从头顶到脚趾）显像。由于PET/CT中的CT可提供病变的形态解剖信息，可更好地鉴别病变的良恶性，所以该影像技术进一步提高了18F-NaF骨显像的特异性。随着PET/CT和回旋加速器的普及，18F-NaF PET/CT全身骨显像成为一种重要的骨显像方法，PET/CT的高分辨率和18F-NaF在骨骼的高摄取，使骨骼的影像更清晰可靠。

（二）显像方法

18F-NaF PET/CT骨显像的适应证同SPECT全身骨显像一致。静脉注射显像剂后40～120分钟开始显像（可延迟到4小时后），扫描前嘱患者排尿，仰卧位，双上肢自然下垂紧贴身体，全身放松保持体位不变，对于不能配合的患者可给予适量镇静剂。

PET/CT采集参数同18F-FDG一致，CT管电流30～100mAs，管电压120kV，螺距1.0～1.5，矩阵512×512；PET采集根据患者的身高确定采集的床位数，一般每个床位采集50～90秒，矩阵为128×128或256×256，床位重叠25%，3D模式采集。数据采集结束后采用迭代重建或傅立叶变换对图像进行重建，还可以适当改变滤波函数调整图像的平滑度。

（三）适应证和禁忌证

同本章99mTc-MDP骨显像。

五、18F-FDG PET/CT

（一）显像原理

PET/CT是借助PET/CT示踪剂，从分子水平观察药物及其代谢产物在生物体内的生理、生化变化，从而达到诊断疾病的目的。PET/CT示踪剂在检查中发挥了不可替代的作用。而18F-FDG，即β-2-［18F］-2-脱氧-D-葡萄糖，则是目前临床最常见的PET/CT示踪剂，被世人誉为“世纪分子”，是目前PET/CT和符合线路成像系统临床最常使用的正电子放射性示踪剂，占日常临床使用正电子放射性示踪剂的95%以上。

葡萄糖是组织细胞能量的主要来源之一。其在细胞内被己糖激酶磷酸化成葡萄糖-6-磷酸，葡萄糖-6-磷酸被多种酶催化生成葡萄糖-1-磷酸或果糖-6-磷酸，进一步生成丙酮酸及乙酰辅酶A，经柠檬酸循环释放出能量。18F-FDG是2-位碳原子上的羟基被18F取代的葡萄糖的类似物，可被细胞膜表面分布的葡萄糖转运蛋白摄取入细胞内，在己糖激酶磷酸化成氟［18F］-2-脱氧葡萄糖-6磷酸。由于其不能被特异的果糖-1-磷酸酶识别和催化，无法生成相应的二磷酸己糖参加有氧和无氧糖代谢。由于6-磷酸-18FFDG带负电荷，难以反向通过细胞膜离开细胞，而肿瘤细胞内使6-磷酸-18F-FDG去磷酸化的葡萄糖-6-磷酸酶活性极低，所以6-磷酸-18F-FDG最后停留、集聚在肿瘤细胞的胞质内。通过PET显像仪探测18F湮灭辐射后发射的γ光子对，再经过计算机的处理，就可以获得反映体内葡萄糖代谢状态和水平的18FFDG的分布影像。

在葡萄糖代谢平衡状态下，氟［18F］-2-脱氧葡萄糖-6磷酸滞留量与组织细胞葡萄糖消耗量大体一致，因此，18F-FDG能反映体内葡萄糖利用情况。在肿瘤显像方面，由于恶性肿瘤细胞异常增殖，葡萄糖需求量大，18F-FDG主要被恶性肿瘤细胞摄取。因此，l8F-FDG可用于原发肿瘤、转移性肿瘤、淋巴瘤、骨髓瘤等肿瘤的显像，并可用于良恶性肿瘤的鉴别诊断，肿瘤的分期、分级及全身情况的评估，各种治疗手段的评估（包括手术后癌肿残留情况或复发与瘢痕组织的鉴别，放疗和化疗前后肿瘤的变化）及肿瘤转移的全身监测。对原发灶不明的转移性肿瘤进行原发灶寻找或全身转移情况判断。

（二）显像方法

采用静脉注射，剂量范围成人0.15～0.2mCi/kg，儿童酌减。

18F-FDG是放射性标记的葡萄糖类似物，静脉给药后，迅速分布于全身各器官。18F-FDG通过与葡萄糖相同的转运载体Glut-1转运入细胞，在胞质内经己糖激酶Ⅱ催化生成6-磷酸-FDG后，与葡萄糖代谢途径不同的是，其不被果糖-1-激酶识别和催化，无法生成相应的二磷酸己糖参加有氧和无氧糖代谢而停留聚集在胞质，因此18F-FDG的摄取和清除反映了该组织器官中葡萄糖转运蛋白和己糖激酶活性。肿瘤组织因缺氧，葡萄糖转运蛋白和己糖激酶活性增高，表现为18F-FDG摄取增加，同样炎症细胞也会摄取18F-FDG。

18F-FDG静脉注射后，血中放射性以三指数模型清除，有效半清除时间分别为0.2～0.3分钟、10～13分钟和80～95分钟，在心肌中的清除需96小时以上，肝、肺和肾清除快，并大多以原型从尿中排出，18F-FDG不能被肾小管重吸收。注射后33分钟，尿中放射性为注射剂量的3.9%，膀胱中放射性在注射后2小时为注射剂量的20.6%。

1.患者准备

（1）受检者在检查前日晚9点开始禁食、禁酒、禁饮含糖饮料、禁做剧烈或长时间的运动。可饮少量清水。

（2）检查当日尽量避免与人交谈，不咀嚼口香糖等；避免紧张。

（3）避免服用止咳糖浆等含糖类药物。

（4）在注射显像药物前后都须保持安静，并以卧位或半卧位休息，尽量避免走动。

（5）糖尿病患者需提前与PET/CT中心联系，以控制血糖浓度。

（6）在检查前取出身上的金属物品，检查中确保身体不要移动。

（7）检查前需排空小便，避免尿液污染体表和衣裤。

2.患者体位

仰卧位，自然放松，调整床位将患者置于视野中心，双臂上举。如患者不能坚持该体位，可将双臂放于身体两侧并用绑带束紧。

3.图像采集

采集顺序、总计数与时间参照设备厂家的推荐方法。

PET/CT静态采集：是临床最常用的方法。局部静态断层显像可在静脉注射18F-FDG后60分钟后进行。

PET/CT全身显像：用于发现身体任何部位具有异常18F-FDG摄取的病灶，特别是肿瘤原发灶或转移灶。图像采集和处理方法与局部断层采集基本相同。

先行CT采集，18F-FDG PET/CT检查CT采集参数见表1-4-3。

再行PET采集，18F-FDG PET/CT检查PET采集参数见表1-4-4。

（三）图像处理

对采集所得数据进行时间和组织衰减校正。根据仪器与图像条件选择合适的滤波函数进行图像重建，获得横断面、冠状面及矢状面三维断层图像用于视觉分析，局部18F-FDG异常浓聚常视为阳性表现。

半定量计算肿瘤各种摄取比值，如肿瘤靶/本比值（即等范围兴趣区肿瘤与周围或对侧正常组织的放射计数比值）、标化摄取值（SUV）=（局部放射性活度/ml组织）/（实际放射性注射剂量/g体重）。

（四）适应证和禁忌证

同本章99mTc-MDP骨显像。

六、67Ga-枸橼酸盐或68Ga-枸橼酸盐炎症显像

（一）显像原理

1.原理

体内炎症病灶的定位和定性诊断对临床治疗及预后判断具有重要作用，而67Ga-枸橼酸盐或68Ga-枸橼酸盐可以被炎性病灶摄取，并被体外探测装置以显像的方式显示，此称为67Ga或68Ga炎症显像（Gallium-67 or Gallium-68 inflammatory imaging）。其机制主要是基于67Ga/68Ga和三价铁离子在原子结构、生物活性上均很相似，经静脉注射67Ga/68Ga后，90%与体内的运铁蛋白（transferrin）、铁蛋白（ferritin）、乳铁蛋白（lactoferrin）及吞噬细菌后的含铁血红素巨噬细胞等结合。这些铁的结合蛋白均经肝代谢，而机体炎症时出现明显的组织细胞的变质、渗出、增生，病灶局部渗出大量的白细胞，而白细胞内含有丰富的乳铁蛋白。因此，67Ga/68Ga既可被肝摄取，又可被炎症灶中的白细胞摄取，其具体的摄取机制仍不十分清楚，可能是67Ga/68Ga进入血管后与白细胞内的乳铁蛋白结合，并随白细胞趋化移动到炎症部位，浓集于病灶处；或67Ga/68Ga以离子形式与运铁蛋白结合漏出血管而进入病灶，使病灶部位形成异常显像剂浓集区；67Ga/68Ga亦可被炎症部位的微生物摄取，生成铁蛋白-67Ga/68Ga复合物而滞留于局部，使病灶部位形成异常的显像剂浓聚区。

2.放射性药物

67Ga-枸橼酸盐或68Ga-枸橼酸盐，详见本节前述的骨关节显像药物。

（二）显像方法

1.显像前准备

一般无需特殊准备，近期内不能行钡剂造影。但当病变位于腹部时，为减少肠道内放射性干扰，应当先清洁灌肠或每天给予缓泻药，直至检查结束。

2.注射剂量及显像

（1）67Ga-枸橼酸盐：

通常成人静脉注射的活性是150～220MBq（4～6mCi）。儿童的通常注射剂量是 1.5～2.6MBq/kg（0.04～0.07mCi/kg），最小剂量为 9～18MBq（0.25～0.5mCi）。 儿童的最大注射剂量不应超过成人的最大剂量。在给药后6～24小时对疑诊部位可进行早期显像，48小时常规做局部显像或者断层显像，必要时做72～96小时显像。

（2）68Ga-枸橼酸盐：

目前没有明确的针对68Ga-枸橼酸盐显像的应用指南，但国外研究显示其成人注射剂量范围为0.06～0.13mCi/kg，儿童酌情减量。在静脉注射后60分钟后行早期显像，90～120分钟时行延迟显像，但150分钟后显像质量会显著下降。

3.采集条件

（1）67Ga-枸橼酸盐：

使用大视野SPECT探头配中能或高能准直器，取93、185和300keV三个能峰，窗宽20%，行前位、后位及全身显像和病灶局部显像，采集时应做好骨性解剖标记便于图像分析。

（2）68Ga-枸橼酸盐：

采集参数同18F-FDG PET/CT，详见本章第五节。

（三）适应证和禁忌证

同本章99mTc-MDP骨显像。

七、放射性核素标记白细胞炎症显像

（一）显像原理

1.原理

放射性核素标记白细胞显像是利用机体防御系统这一生理过程来探测体内感染灶和炎性病灶的诊断技术。当细菌等病原体侵入人体后，机体发生炎症反应，由于中性粒细胞的趋化性，白细胞趋化因子的作用使中性粒细胞向炎症部位游走，并穿出毛细血管壁，迁移至感染灶/炎性病灶处，吞噬感染源或外源体，释放溶菌酶，杀死病原体。根据这一原理，临床上使用放射性核素标记人自体的白细胞，回注至血液循环，通过显像，就可探测到人体内的感染或炎症病灶。

2.药物

常用的标记白细胞的放射性核素有两种，即111In-oxine（111In-8-羟基喹啉）和99mTc-HMPAO（99mTc-6-甲基丙二胺肟）。11lIn（铟）位于元素周期表第三族，由回旋加速器生产，通过电子俘获进行衰变，释放2种不同能量的γ射线，分别为173keV和247keV，其物理半衰期为67小时。oxIne（8-羟基喹啉）是一种与111In结合的脂溶性螯合物。111In-oxine为脂溶性复合物，可以无选择地标记所有的血细胞，因此，在标记自体白细胞之前，要分离自体白细胞，去除红细胞和血小板。通常采用红细胞重力沉降法和差速离心法分离白细胞。白细胞分离完成后，将分离的白细胞悬浮在生理盐水中加入111In-oxine，室温下孵育30分钟并轻轻摇动，离心去除含游离111In的上清液，标记完成后，抽取18.5MBq（500μCi）111In-oxine-白细胞再次悬浮于储存血浆中，在2～4小时内进行静脉注射。99mTc-HMPAO标记白细胞比111In标记白细胞具有更大优势。99mTc由钼锝发生器生产，可以直接进行标记，其发射的单光子射线非常适合SPECT或γ相机显像，能量为140keV，半衰期6.02小时，对患者各组织器官的辐射剂量小，适合较大剂量使用，可得到更清晰的图像，提高诊断率。HMPAO是一种脑血流灌注显像剂，具有亲脂性，可穿过细胞膜进入细胞内，再由亲脂性复合物转变为水溶性复合物滞留在细胞内。99mTc-HMPAO标记白细胞时，可在血浆中直接标记，有助于保持白细胞的结构和功能的完整。99mTc不能直接对白细胞进行标记，要先与HMPAO形成复合物，再借助HMPAO的脂溶性进入白细胞内。

静脉注射放射性核素标记的白细胞后，随血流分布于肺、肝、脾、骨髓及血池内，此后肺和血池内放射性逐渐减少，肝、脾内放射性逐渐增加。在许多情况下，99mTc-HMPAO-白细胞可以替代111In-oxine-白细胞。但与111In-oxine-白细胞相比，有人报道静脉注入99mTc-HMPAO-白细胞，会有一些99mTc-HMPAO从白细胞中释出，并从肾（注入后数分钟）及胆囊（数小时内）排出。因此探测肾、膀胱及胆囊感染，应首选111In-oxine-白细胞；检测炎性肠道疾病，可用111In-oxine-白细胞或选用99mTc-HMPAO-白细胞，但后者显像最好在注射显像剂后2小时内完成。在进行上呼吸道感染、肺炎、鼻窦炎等患者炎症显像时，由于患者可能吞下脓性分泌物或有肠道出血等情况，导致假阳性，临床应用时需高度注意。

许多临床研究表明：核素标记白细胞显像探测感染和炎症病灶的灵敏性可达95%以上，尤其是在急性感染和炎症病灶。但显像剂制备烦琐，需专业技术人员操作，并且有一定的风险（全过程要求无菌操作），是该显像方法的不足之处。

（二）显像方法

首先分离白细胞。取血30～40ml，制备白细胞混悬液。

1.111In-oxine标记白细胞

制备111In-oxine：取111InCl₃溶液37MBq（lmCi），加入等体积消毒蒸馏水，再顺次加入50μg oxine溶液（1mg/ml无水乙醇）及 200μl0.3mol/L醋酸缓冲液（pH5.5），充分混匀。在上述反应液中加入等量的氯仿进行萃取，移取氯仿层在沸水中蒸发至干，以50μl无水乙醇溶解，并以200μl生理盐水稀释，制成111In-oxine。标记：在白细胞混悬液中加入111In-oxine 37MBq（1mCi），轻摇混匀，室温孵育20分钟。以生理盐水10ml清洗11lIn-oxine-白细胞，150g离心5分钟，弃上清液，加入5ml生理盐水，制成111In-oxine-白细胞混悬液。在上述操作中，所用的玻璃器皿要彻底清洗，并避免使用金属器械。

2.99mTc-HMPAO标记白细胞

首先以HMPAO药盒制备99mTc-HMPAO。抽取新鲜标记的99mTc-HMPAO370～1 110MBq（10～30mCi）/（1～3ml），加入白细胞混悬液内，室温孵育 15～30 分钟，150g离心5分钟，弃上清液。以生理盐水10m l清洗99mTc-HMPAO-白细胞2次，每次均经450g离心5分钟，最后用不含血细胞的自身血浆3～5ml重新悬浮99mTc-HMPAO-白细胞。标记好的白细胞应尽早使用。

3.显像

111In-oxine-白细胞：取标记完成后的111In-oxine-白细胞18.5MBq（500μCi）经静脉注入体内，使用中能平行孔准直器，能峰173、247keV；4小时行早期显像，24小时行全身显像，必要时行断层显像。

99mTc-HMPAO-白细胞：取标记完成后的99mTc-HMPAO-白细胞370MBq（10mCi），2小时早期显像（适用于肠道感染或消化道炎症），4小时后行全身显像（适用于外周骨髓炎显像），配低能平行孔准直器，能峰140keV。常规行前后位、后前位及病灶部位平面显像，必要时可行断层显像。

（三）适应证和禁忌证

同本章99mTc-MDP骨显像。

八、骨关节PET/MR

PET/CT作为将功能代谢与结构信息融合的专用设备，在肿瘤、神经疾病、心血管疾病和感染/炎症等临床应用逐渐普及，已成为临床医学中不可缺少的重要工具。与CT相比，MR具有结构对比度高、组织特征参数多、功能和生物化学信息显示能力强及无电离辐射等优势，而且MR还有一些功能检查技术，如弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）检测组织内水分子扩散运动，磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）定量分析组织代谢浓度等。将MR与具备高灵敏度、多种靶向示踪剂、分子水平生物信息显示及便于定量化分析等优势的PET技术融合为PET/MR成像，开创了分子生物学研究和临床多模式影像新的应用前景，多参数的PET/MR有潜力成为疾病早期精确诊断和疗效评估的强而有力的工具。

（一）PET/MR设备分类

PET与MR的融合存在诸多技术障碍，如PET干扰磁场均匀性、PET电路在磁场内产生涡电流（eddy current）和热，而MR的强磁场破坏PET工作、影响PET硬件、改变正电子飞行轨迹以及缺少对PET光子衰减校正的直接手段等。为克服两种设备互不兼容带来的严重干扰，不同厂家采用了不同策略，由此形成了目前PET/MR不同的机型设计。目前应用于临床的PET/MR影像设备按照PET与MR两个设备的探测器之间关系可以分成一体化PET/MR和分体式PET/MR设备（图1-4-23）。

1.一体化PET/MR

一体化PET/MR设备是将PET探测器镶嵌在MR设备内，可以完成同步PET/MR采集。使用晶体、光电二极管或半导体探测器，磁场对探测器影响比较小，可以直接将整个探测器镶嵌在MR中。使用半导体探测器或晶体、光电二极管探测器的一体化镶嵌式PET/MR是发展的方向。PET/MR一体化带有飞行时间（TOF）技术，能够真正实现PET与MR同步扫描的TOF PET/MR设备，不但具有最先进的PET的飞行时间成像技术（TOF-PET），而且具有全部MR成像功能。

在PET/MR系统中，需通过间接计算法进行衰减校正。目前主要研究的方法有：①组织分类法，即采用不同的MR序列获得组织中气体、脂肪、水和骨组织的信息；②图谱配准法，即利用预先获得的图像模板与实际采集的患者图像进行配准，进而得到相应的组织成分差异，然后进行衰减图像的估计；③透射扫描法和发射数据重建法，即采用透射扫描获得衰减系数（attenuation coefficient，ACe），或通过特殊算法直接处理PET图像进行衰减校正。

2.分体式PET/MR

（1）同室配置PET/MR系统：

同室配置的PET/MR系统是依据共同平面的设计理念，在同一个房间同时配置TOF PET系统和3.0TMR系统，两个系统通过两者间的一个固定的旋转床平台进行连接。这种PET/MR系统要求受检者做完PET检查后，躺在检查床上不动，旋转180°后进行MR扫描，以便能够准确地融合。该系统中的PET与MR是各自分开的，进行顺序扫描。在该系统中，需通过间接计算法进行衰减校正。

由于同室配置PET/MR系统是将在PET与MR系统放在同一扫描室内，PET/MR扫描室需要同时具有PET扫描室的放射防护屏蔽性能和MR扫描室的射频屏蔽性能、磁场屏蔽性能等，使PET系统与MR系统能够彼此兼容。对于同室配置的PET/MR系统，PET机架中心与MR磁体之间的距离通常需要保持在5～7m，这才能保证PET与MR彼此之间的兼容性。为了满足同室配置PET/MR系统的各种要求，需要采用面积较大的复合扫描室。

（2）邻室配置PET/CT-MR系统：

邻室配置的PET/CT-MR多模式系统是将TOF技术的PET/CT与3.0TMR两套独立的设备分别放入相邻的扫描室内并组合在一起，在两套系统之间，配置一套运送患者的公用移动转运床，将两者连接起来，同时后处理工作站上配有一套统一的图像采集和后处理软件系统。这是一种顺序操作，受检者只需上、下床一次就完成两次扫描。PET图像的采集采用TOF技术及CT衰减校正得到，完成PET和CT或MR多模式检查后，通过专业融合软件，将PET中的CT与MR进行精准的图像配准，可以得到包括PET/CT、PET/MR、CT/MR、PET、CT及MR不同序列在内的多模式图像。其中，MR进行全身扫描后可以融合形成全身PET/MR与PET/CT进行对比，也可以在病变部位进行MR局部平扫与增强扫描。

PET/CT-MR中每个系统的组成是完整的，PET/CT与MR两组系统相互之间不受影响，它们可以联合起来串联使用，也可以并联使用，即两组系统同时使用或各自独立使用而不相互影响。邻室配置的PET/CT-MR可以大幅度提高PET/CT系统及MR系统的单机利用率，同时，由于彼此系统分开，所以不存在PET探测器与MR磁场相互兼容的问题。该系统PET图像通过CT进行衰减校正。

（二）PET/MR特点

PET/MR与PET/CT相比较，具有以下优势：①PET/MR的辐射剂量较PET/CT低，使受检者免除了CT的部分辐射剂量；②PET/MR具有较高的图像分辨率并且软组织的对比度好；③PET结合多参数、多序列及多功能MR成像技术，可以对病变进行综合分析。随着PET/MR的技术发展，这些MR技术在临床应用上会越来越多地体现各种优势。

但PET/MR系统也尚存在一些不足，如扫描时间长、设备价格与检查费用相对昂贵，金属禁忌、技术欠缺（设备结构设计、PET探头与磁场兼容性和图像衰减校正）及伪影繁杂等。作为一种全新的融合设备，特别是硬件设计改变较多的一体化PET/MR，临床使用仍存在多种不确定因素，如PET/MR的相互干扰是否会影响最终图像，与PET/CT的疾病诊断效能是否存在差别，利用MR信息完成的PET衰减校正是否可靠，PET/MR的定量参数SUV与PET/CT是否一致，PET/MR的临床优势等问题，还缺乏足够的临床研究证据。

（三）临床应用

1.原发性骨肿瘤

18F-FDG PET/CT检查无法区分良性和恶性病灶的SUV阈值，但较低的SUV（＜2.5）更倾向于良性病变。在肿瘤难以发现的情况下，对这些融合图像定量测量是有价值的，但PET/CT或PET/MR的SUV不能取代对原发性骨肿瘤准确诊断的活检。大多数原发性骨肿瘤显示18F-FDG摄取增加（图1-4-24），但也有不少良性肿瘤显示18F-FDG明显摄取，容易与恶性肿瘤混淆。这些病变包括骨巨细胞瘤、纤维发育不良、嗜酸性肉芽肿、成软骨细胞瘤、软骨样纤维瘤、成纤维细胞性纤维瘤、甲状旁腺骨病、动脉瘤样骨囊肿和非骨纤维瘤等。但了解骨肿瘤的形态特征有助于正确诊断与鉴别诊断。尽管一些良性骨病变显示明显的18F-FDG摄取而可能被误认为是恶性肿瘤，但也有恶性肿瘤如低级软骨肉瘤，由于低18F-FDG摄取可被误认为是良性病变。

目前，MR已成为恶性原发性骨肿瘤诊断和T分期的首选成像方式。此外，PET/MR的PET信息能够指导诊断活检，并有助于最大限度地提高正确分期和分级的准确性，从而对治疗和结果产生影响。MR数据有助于T分期，PET数据有助于N分期，PET和MR这两种模式的组合有助于M分期。因此，一次性全身PET/MR检查可以提供高准确度的TNM分期。在一项评估治疗反应的前瞻性比较研究中，18F-FDG PET/CT能够区分儿童骨肉瘤中的治疗有无效果，但对尤因肉瘤的疗效评估无效。常规MR以及功能性MR可以提供肿瘤大小、灌注、组织成分和肿瘤坏死程度等全部信息，并且在评估软组织肉瘤的治疗反应中起重要作用。弥散加权MR是评估细胞毒性治疗反应的有价值的工具，18F-FDG PET/CT的代谢显像对于评估软组织肉瘤患者的治疗反应也很敏感。

2.骨转移瘤

18F-FDG PET/CT、18F-FDG PET/MR，对骨转移瘤的检测比骨显像和单独CT更准确。然而，18F-FDG PET/CT也显示一些假阳性病灶，这些病变须采用其他影像学方法进行随访。一个小样本的前瞻性比较研究报道，全身MR对骨转移诊断的准确度（91%）比18F-FDG PET/CT（78%）更高。 由于MR和18F-FDG PET/CT检测骨转移最小病灶分别为2mm和5mm，18F-FDG PET/CT可能漏掉弥漫性和体积小的骨转移灶（图1-4-25）。骨骼PET/MR融合成像比PET/CT更有前景。

在一些研究中，全身MR对肺癌患者骨转移灶检测的敏感性和特异性比18F-FDG PET/CT和骨显像差。与此相反，MR在乳腺癌骨转移灶的检测比18F-FDG PET/CT和骨显像更敏感。这些研究结果表明，对不同的肿瘤的骨骼成像模式做出合理的判断是必不可少的。MR特别是采用弥散加权（DW）序列，其准确度似乎高于18F-FDG PET/CT。此外，DWI有助于评估骨转移瘤系统治疗的反应。MR无辐射且可以多次随访检查，有助于监测治疗效果。

在儿童和青少年骨转移的检测中，全身MR和18F-FDG PET/CT比常规的骨显像具有更高的灵敏度。在儿童中，MR的同相和反相脉冲序列可以反映造血细胞增殖和肿瘤骨髓的差别，可以降低骨髓巨噬细胞的信号强度，而不降低肿瘤骨髓的信号强度。因此，18F-FDG PET/CT和MR的融合成像对于儿童和成人骨转移灶的评估是非常有价值的。

3.多发性骨髓瘤

多发性骨髓瘤的不同分期采用不同的治疗方案并具有不同的预后，故准确分期至关重要。PET/CT在评估多发性骨髓瘤的范围和疾病活动性方面比其他影像技术有较大的优势，尤其是在评估病灶活动性方面。全身MR具有良好的软组织对比，有助于骨髓瘤的骨髓特征，尤其是骨髓浸润的评价。MR发现弥漫性脊髓受累可能为18F-FDG阴性。此外，在小直径的病灶和使用SUV 2.5作为判断标准，18F-FDG摄取可能导致假阴性结果。因此，18F-FDG PET/CT和其他成像模式应该是互补的。当它们一起使用时，会增加骨骼和软组织病变的检出率。一个系统的随访评估似乎需要不同的影像学研究相结合。

全身MR在评估疾病的活动性方面与PET相比，具有更高的敏感性和特异性。然而，也有数据表明18F-FDG PET/CT对评估治疗反应具有价值。MR骨髓指数也可能是评估脊柱受累患者治疗反应的最佳方法。因此，全身PET/MR有助于肿瘤的初分期和治疗后随访反应的评价（图1-4-26）。

4.其他疾病

感染、炎症、术后变化和血管瘤18F-FDG PET/CT显像显示放射性摄取。有研究提示18F-FDG PET/CT可用于鉴别MR成像中发现的退行性和感染性终板炎，但即使在活动性（ModicⅠ型）退变性终板炎，PET也不能显示18F-FDG摄取增加。此外，在MR影像学表现模棱两可时，18F-FDG PET/CT可作为区分良性和病理性椎体压缩性骨折的一种辅助诊断方法。然而，18F-FDG摄取值对鉴别良恶性椎体压缩性骨折较为困难。与MR相比，18F-FDG PET/CT灵敏度稍高，特异性较低。然而在炎性关节病（如类风湿关节炎），18F-FDG PET/CT发现是疾病活动的可靠指标。其他疾病如痛风、强直性脊柱炎也有报道显示18F-FDG摄取阳性。PET/MR是显示解剖定位和放射性摄取的可靠工具。

九、骨关节显像质量控制

骨关节显像目的是短时间获得高质量的诊断信息。为了保障骨关节显像的质量，需要制订骨关节显像质量保证计划，建立和健全受检者准备、机房与环境、放射性药物、显像仪器、病史采集、操作规程、图像处理、图像存储、报告书写、复查随访等各项管理制度，从管理制度和质量控制程序上保证骨关节显像的正确实施，熟练掌握规范化操作流程。

（一）机房与环境

γ相机、SPECT、SPECT/CT、PET/CT、PET/MR机房有不同的要求，机房修建前要做好预评价。

同时需要有核医学预约室、候诊室、热室、设备间、显像机房、控制室、报告室、办公室、卫生间等房间。核医学治疗需要有核素治疗病房、护士站等办公场所。

要满足各种人群进行核医学检查需求。儿童、老年人常需要家属陪伴。国外核医学显像检查操作控制台，与显像仪器在同一个房间，显像机房内有供家属坐的凳子。在核医学显像检查期间核医学技师、受检者、家属都在检查机房内，便于相互交流沟通、及时发现与解决问题，密切配合，顺利完成检查，获得高质量核医学影像。

核医学显像机房需要配备急救设备和药品。部分需要实施麻醉检查者，机房还需配备麻醉期间需要的氧气、吸管、输液装置。也应安装电话方便联系。

各种影像检查需要检查期间保持体位不动。欧美国家和地区的部分医院为了方便影像检查时镇静，影像科、核医学科常设置有专用的镇静房间，并配备相应的设施，按照影像诊断镇静标准化规范，进行设置与操作，顺利完成各项影像检查。

核医学办公区域应该提供一个轻松舒适、温馨愉快的就诊环境，地面、墙面可以装饰美观，消除受检者不必要的恐惧，轻松完成核医学无创性检查。机房照明灯开关应能调节光线强弱，检查期间可以调暗。灯光能够保障照明，满足检查床旁注射需要。有挂输液瓶、输液袋的挂钩。机房房间应配备专用空调，保障房间温湿度恒定。机房门要大，或者用双扇门，方便病床、担架、急救设备等的进出。多配备电源插座，满足各种设施用电需要。

最好配备儿童及行动不便人员专用卫生间，满足他们进行核医学诊断与治疗的需求。

（二）放射性药物

进行核医学检查与治疗，需要保障放射性药物的安全性、有效性、稳定性，严格按照国家放射性药物管理规定进行日常管理，做好放射性药物的质量保障系统。放射性药物质量控制至关重要，包括物理鉴定、化学鉴定、生物学鉴定。

1.物理鉴定

包括形状、放射性核纯度、放射性活度。放射性药物的物理外观非常重要。形状包含澄明度、颜色、颗粒度。放射性药物多数为无色澄清液体。99mTc-MDP、18F-NaF、18F-FDG均是无色澄清液体。放射性核纯度是指特定放射性核素的放射性活度占总放射性活度的百分比。放射性核纯度不低于99%。放射性活度是放射性药物的一项重要指标，任何放射性药物在使用前必须测定放射性活度，用放射性活度计测定放射性活度。

2.化学鉴定

包括pH、放射化学纯度、化学纯度。特定的pH对于放射性药物的稳定性很重要。理想的血液pH是7.4，因血液缓冲能力很强，放射性药物的pH可以在3～9。放射化学纯度是指特定放射性标记化合物的放射性活度占总放射性活度的百分比。放射化学纯度应不低于90%～95%。化学纯度是指特定化学形式存在的某物质的质量占总质量的百分比。

3.生物学鉴定

放射性药物用于人体前，需要进行灭菌、热源和毒性检查。常规临床用放射性药物必须保证无菌、无热源。

放射性药物的质量保障系统包括多方面：足够经过培训的技术人员、设施良好的规划与监控、足够合适的设备、适合的SOP文件与记录、适当的质量控制。质量保障系统是长期的过程，形成重视质量保障的文化，需要不断努力与奉献精神。

（三）显像仪器

为了保障γ相机、SPECT、SPECT/CT、PET/CT、PET/MR正常运行，需要定期进行相应设备的质量控制，见表1-4-5和表1-4-6。

安装核医学新的显像设备，需要进行验收测试，各项性能参数需达到申购标书的要求，验收测试报告是验收清单的重要内容。

日常质量控制是仪器在临床正常运行后，日常对仪器进行的性能检测。需要保存好日常质控记录。每年都需要制定年度质量控制计划，定期落实执行。

许多省市有核医学临床质量控制中心，显像仪器定期接受省市核医学临床质量控制中心的质量控制，达到核医学质控要求。

（四）病史采集

详细的病史采集，是获得临床需要的骨关节显像图的前提。

1.显像方式与种类选择

应选择能满足临床需求的显像方式与种类。

是否进行三时相骨显像或者标准全身骨显像？是否进行全身或者局部骨显像？是否进行融合显像？

骨髓炎、局部外伤疼痛，三时相骨显像有诊断价值。寻找肿瘤转移灶，常需要进行全身骨显像。局部病灶、疼痛部位等，常需要进行断层融合显像。

2.潜在肿瘤病史

（1）患者是否有骨转移？

何时进行过骨显像用于肿瘤分期？

肿瘤患者常发生骨转移。骨显像最通常的适应证就是肿瘤骨转移诊断。没有比骨显像能够更快速、有效地诊断肿瘤全身骨转移的方法。骨显像容易完成，无禁忌证，灵敏度高。骨显像已经成为乳腺癌、肺癌、前列腺癌等肿瘤骨转移诊断的常规检查，在术前、放疗、化疗前，均常规行骨显像检查。骨显像常规用于神经母细胞瘤、骨肉瘤、尤因肉瘤检查。骨显像也用于多种肿瘤的临床分期。

在我国，核医学在临床工作中尚不普及，许多医院没有核医学影像设备，由于受到设备条件限制或者核医学的认识不足，仅10%左右的恶性肿瘤患者做了骨显像检查。提高三级综合医院医疗服务能力，应该按照《三级综合医院医疗服务能力指南（2016年版）》要求，配置核医学ECT设备，开展好核医学骨关节显像，让更多肿瘤患者能够常规进行核医学骨显像检查。

（2）骨显像是否用于随访骨转移灶活动性？

骨转移灶的活动性可以用骨显像进行随访。原有显像剂摄取高的骨转移灶，随访显像剂摄取明显减低或者显像剂分布缺损，是治疗有效的重要指征。半定量指标SUV_max有利于治疗后的随访比较。

应加强肿瘤患者随访，了解是否有骨转移，及时治疗，以取得较好预后。无骨转移的恶性肿瘤每6个月随访，进行1次骨显像检查。重视随访很重要，全身骨显像检查随访比较逐年增加，见表1-4-7。

已经明确诊断的骨转移也应缩短随访周期，及时了解治疗效果，指导临床治疗方案确定。已经有骨转移的恶性肿瘤患者每6周随访，进行1次骨显像检查。

（3）是否用于骨髓瘤诊断？

多发性骨髓瘤常累及多部位，全身骨显像可表现为显像剂摄取增高或者减低。SPECT/CT融合影像，结合CT形态特点，可以诊断多发性骨髓瘤。

（4）是否用于原发性骨肿瘤分期与随访？

孤立病灶是否是转移灶？

X线、CT和MR是诊断原发性骨肿瘤的主要方法。核医学全身骨显像可以确定是单发或者多发病灶，能够发现更多病灶，SPECT/CT融合影像、18F-FDG PET/CT检查可以提高诊断准确性，18F-FDG PET/CT能同时发现原发灶与转移灶。

原发性骨肿瘤术后、放疗后或者化疗后肿瘤显示非特异显像剂摄取增加。也可出现“闪烁显像”。与治疗前比较，治疗后6～12个月显像剂摄取持续性增高，应考虑局部复发。骨扫描阴性是预后良好表现。

3.疼痛

（1）患者骨痛的原因是什么？

骨显像是骨痛检查的极佳方法，尤其是弥漫性或者各种疾病引起的疼痛。必须根据病史和体检判断每种情况的疼痛。局部疼痛尤其是创伤后疼痛，首先用X线平片评价。X线平片是局部疼痛的价廉、基本的诊断方法。如果X线平片阴性，应该行核医学骨显像（全身显像、SPECT/CT）检查，判断有无外伤骨折、应力性骨折、缺血性坏死、原发性肿瘤、隐匿转移、感染、外胫夹、撕脱性骨折或者其他原因。如果怀疑软组织病变，MR更为准确、有价值。

对于退行性疾病或陈旧性创伤等情况，骨显像诊断疼痛病因有独特价值。比如疼痛位于盆腔、上胸或肩部。骶骨退变，骨显像可以发现典型的骶骨不全性骨折。疼痛时可用X线摄片。因骨扫描具有灵敏度高的特点，是疼痛筛查的极佳方法，可以提出进一步的诊疗建议。

（2）是否是外伤后骨折引起的疼痛？

核医学骨显像是诊断骨折的高灵敏方法。以前核医学骨显像不是急性创伤的快速、有效的理想方法。急性创伤首先行X线平片检查，X线平片骨折不明显，3～5天后行X线平片随访。

部分骨折X线平片不明显，需要行核医学骨显像、SPECT/CT、SPECT/CT融合3D检查，早期发现骨折，及时治疗。避免出现关节脱位、畸形愈合、无菌性不愈合、急性感染、慢性感染和感染性不愈等并发症。

急性创伤骨折需要早期、灵敏诊断，18F-NaF PET/CT检查是理想的诊断方法。18F-NaF注射后40分钟可以检查。如果局部疼痛，行局部18F-NaF PET/CT检查，检查时间仅需要1～2分钟，对于疼痛难以忍受者，局部18F-NaF PET/CT检查优于MR。疼痛不能保持长时间不动或有金属不能行MR者，局部18FNaF PET/CT检查是理想的诊断方法，可以用于急性创伤急诊检查，核医学科18F-NaF PET/CT检查，从注射显像剂到检查结束，不到1小时，且非常灵敏。

对多发创伤者进行骨显像全身扫描，能发现初期遗漏的骨折。骨显像对于X线平片很难诊断的盆腔、四肢远端等部位更有帮助。X线平片未见异常的脊柱与盆腔骨折，术前计划行CT扫描也有价值。

同机SPECT/CT融合断层扫描，在外伤骨折术前计划、术后评价中具有重要价值，具有早期、灵敏的特点，将解剖与功能结合。全身骨显像发现的异常显像剂浓聚区域，行SPECT/CT检查，避免漏诊。

SPECT/CT融合3D具有早期、立体、直观、全面的特点，三维CT可减少金属和射线硬化伪影，获得高质量图像。能全面地对病变情况做出判断和评价，并准确地了解病变部位、范围、活动程度，能进行分型，在创伤患者中有广泛的应用。为临床诊断、制订合理的手术方案以及术后疗效评价提供了极大的帮助。

同一台SPECT/CT设备能够做三时相动态、全身扫描、SPECT/CT融合断层、SPECT/CT融合3D检查，能够提高灵敏度、准确性，减少在不同设备检查的预约等候时间，能够早期全面诊断，制订合理的治疗方案，评价治疗效果。骨显像在外伤等疾病检查中的优势还没有很好发挥，随着骨显像临床应用价值的认识增加，核医学骨显像检查在外伤等良性骨疾病的应用将增加（表1-4-8）。

（3）是否有延迟的骨折愈合？对陈旧骨折的评价如何？

针对骨折不愈合的情况，骨显像能帮助骨科医师制订治疗计划。活动性不愈合在骨折区域有高的显像剂摄取，提示对电刺激有较好的反应。显像剂缺损区域提示萎缩不愈合（对电刺激无反应），提示有假关节形成、软组织嵌入或感染，或者缺乏血供。

三时相骨显像常用于评价陈旧骨折。最初3～4周血流相阳性，最初8～12周血池相阳性，愈合多年后延迟相可能阳性，但典型的愈合在2年后表现应正常。

（4）是否有应力性骨折或者不全骨折？是否有胫骨应力骨折或者外胫夹存在？

临床怀疑应力性骨折或者不全骨折，骨扫描敏感性和特异性接近100%，是评价应力性骨折的“金标准”。骨扫描能够在X线平片发现异常之前很早就能显示骨代谢的微小变化。

99mTc-MDP摄取速率主要取决于骨质更新和局部血流速率，异常摄取可能会在损伤后6～72小时出现。应力性骨折典型表现“灶性浓聚，皮质区梭形或横带状高摄取区”（图1-4-27）。

如果有局部疼痛，首先行X线平片检查。X线平片未见异常，需要行全身骨显像或者局部骨显像。MR敏感性高，但特异性差。CT敏感性低，不适合范围广的疼痛。当全身骨显像不能明确诊断时，可以考虑行CT或MR检查。

胫骨应力骨折三时相摄取高，延迟相胫骨皮质区梭形、细长、表浅的显像剂摄取增高，外胫夹显像剂摄取低。

骶骨不全骨折常延迟显像表现为H形，延伸到骶骨翼。此外，全身显像能够发现隐匿的未被怀疑的其他应力性损伤。

（5）是否有无菌性坏死存在？

MR和骨显像常用于评价髋部无菌性坏死。在无菌性坏死最初7～10天，延迟骨显像显示显像剂摄取缺损区，修复期短暂摄取增高（血流相没有帮助）。

成人髋部无菌性坏死出现症状常在修复期，此时常见显像剂摄取增高。骨显像敏感性高，但特异性差，空间分辨率低。MR用于髋部无菌性坏死评价与分级。骨显像阴性可以排除骨坏死。对于不能坚持完成MR检查的老年人，骨显像可以发现盆腔骨折或其他异常。

儿童怀疑Legg-Calvé-Perthes病（股骨头骨骺骨软骨病），早期常常出现症状，典型表现为股骨头前侧部位显像剂摄取缺损。儿童骨显像比MR更容易完成，不仅能诊断股骨头无菌性坏死，也能诊断骨髓炎。全身骨显像没有额外辐射暴露。

（6）是否是脊柱疾病引起腰背痛？

MR和骨显像在腰背痛诊断中扮演着互补的重要作用，应根据年龄、临床症状选用不同诊断方法。如果疼痛部位确定，首先行X线平片检查。骨显像是诊断背部、盆部、髋部痛的极佳方法，尤其适用于老年人。因疼痛部位常不固定，骨显像对儿童腰背痛诊断也有很大价值。SPECT/CT诊断腰椎峡部裂、骨样骨瘤、椎小关节炎等病变敏感性高。

骨显像有助于鉴别良恶性病变，多发、不规则显像剂异常摄取灶是骨转移灶的特点。如患者有神经症状，选用MR检查。

SPECT/CT在腰背痛术前评估方面有优势，可以明确疼痛病因。部分疼痛形态异常不明显，而代谢异常明显。代谢程度最高的部位常常是引起疼痛的部位。

与CT/3D相比，SPECT/CT诊断腰椎不融合的特异性更高，鉴别小关节退变敏感性更高。SPECT/CT可以有效减少金属植入物伪影的影响。

（7）是否能诊断骨样骨瘤？

骨样骨瘤初期局部疼痛较轻，呈间歇性。病情进展逐渐变为持续性，常影响睡眠，服用水杨酸类药物疼痛可以获得暂时性缓解。首先行X线平片检查，阳性发现者行CT检查，寻找骨样骨瘤的核心“瘤巢”。如果X线平片检查阴性，需要行骨显像检查，能够发现病灶，病灶在骨显像三时相均见显像剂摄取增高，延迟显像呈典型的“双密度征（double density sign）”，表现为瘤巢中心显像剂摄取高，周围硬化的骨质摄取相对少。

4.术前评估与术后疗效评价

SPECT/CT用于评价脊柱术后融合成功与否、假关节运动形成、植骨成活情况、螺钉稳定性具有优势。

三维CT是诊断跨节段骨小梁形成的“金标准”。SPECT/CT融合3D在跨节段骨小梁形成诊断方面有独特价值，可使解剖与功能融合，双重评价，避免2次（1次SPECT/CT与1次三维CT）预约检查，节省检查时间，骨显像一次获得三时相骨显像图像、全身骨显像图像、骨SPECT/CT图像、骨SPECT/CT融合3D图像，SPECT/CT设备的诊断价值远大于分开的1台 SPECT与1台CT，即1+1＞2。因为SPECT/CT融合3D包含了三维CT，是诊断跨节段骨小梁形成的“金标准”。

（1）术后疼痛持续存在的评价：

三时相骨显像有助于髋部术后评价。骨显像有助于诊断松动或异位骨化。炎症显像能够诊断术后感染，感染灶显像剂摄取增高。

膝关节置换或者其他假体显像剂摄取是变化的。置换膝关节周围正常骨骼持续性显像剂摄取在术后几年可见。当然无显像剂异常摄取提示并发症可能性小。当不能确定术后恢复情况时，随访进行不同时间系列骨显像非常有必要。

（2）移植骨存活与否的评价：

三时相骨显像是非创伤性评价移植骨存活的极佳方法。自体骨再血管化形成时，三时相骨显像见显像剂摄取增高。移植骨成活后将同周围骨一致。异体移植物常无显像剂摄取，应该行系列随访骨显像。

（3）术前对异位骨化的评价：

三时相骨显像是评价异位骨化的有用方法。血流相摄取增高早于X线平片显示有钙化灶。一旦异位骨化确诊，应该行手术治疗，以减少复发机会。

5.儿童

（1）评估是否存在虐待儿童：

X线平片与骨显像结合是评价潜在儿童受虐待的关键方法。骨显像用于评价全身骨骼，而没有额外辐射，尤其适用于X线平片难于发现的肩胛骨、肋骨和胸骨受损。X线平片有助于显示骨折、确定类型与治疗、排除骨骼疾病。骨显像尤其有助于不能表达疼痛的婴幼儿。当然X线平片与骨显像阴性，也不能终止进一步调查，因为不是儿童受虐待都会引起骨骼受损。

（2）儿童跛行是否存在骨病：

病变部位首先行X线平片。跛行可能由多种原因引起，比如Legg-Calvé-Perthes病、应力性骨折、创伤后骨折、良恶性肿瘤和感染等。如果X线平片不能发现病变，或者怀疑区域不能明确诊断，骨显像是最佳筛查方法，能够发现全身各个部位骨骼病变，具有简便、价廉、敏感的特点。

6.代谢骨病、炎症骨病或者其他

（1）放射性核素骨显像是否有助于代谢性骨病？

骨显像适用于原发性与继发性甲状旁腺功能亢进患者钙代谢骨病首选诊断方法。超级骨显像提示钙代谢异常。骨显像是用于诊断代谢性骨病并发症的最佳方法，比如假骨折、棕色瘤等并发症。

（2）骨显像是否有助于Paget病诊断？

基线和随访系列骨显像可用于Paget病的诊疗，特别是发现骨折并发症、监测治疗疗效有着重要价值。早期溶骨与骨硬化期间，骨显像剂摄取高；骨硬化后期显像剂摄取减少。与基线骨显像比较，显像剂摄取明显增高怀疑有骨折或者骨肿瘤形成。70%Paget病呈多灶性。骨显像特别适用于X线平片不易发现的应力性骨折或者隐匿性骨折。

（3）是否有助于关节炎诊断？

骨显像对多数骨关节炎敏感，但特异性差。骨关节炎常出现关节周围弥漫性显像剂摄取增高（图1-4-28）。骨显像可以用于关节炎部位、范围、活动程度诊断与疗效评价。一次完成全身骨显像，可以诊断关节炎部位、范围与活动程度，也用于评价治疗效果。骨显像特别用于其他方法不易发现，尤其是X线平片未见异常的受累关节疼痛。

（4）是否存在反射性交感神经营养不良综合征？

反射性交感神经营养不良综合征（reflex sympathetic dystrophy syndrome，RSDS）目前没有病理诊断标准或好的临床诊断标准。骨显像应用取决于四肢远端疼痛与疾病分期。发病0～6个月，血流相、延迟相关节周围显像剂摄取增高；6个月～1年，血流相显像剂摄取恢复正常，延迟相摄取仍然增高；1年后血流相显像剂摄取减低，延迟相恢复正常。手远端有上述特征表现，膝和脚远端没有上述特征表现。因此三时相骨显像诊断早期手反射性交感神经营养不良综合征的敏感性与特异性高。

X线平片诊断不敏感也不特异。MR没有诊断价值。

（五）受检者准备

使受检者获得满意的显像效果，需要排除干扰和某些影响检查的因素，检查前、检查期间充分做好准备，以获得满意的图像质量。如果是儿科受检者，需要受检儿童和家属的密切配合。

99mTc-MDP、18F-NaF骨显像检查前，受检者不必特殊准备，不禁食，不禁水。检查前多饮水，很好的水化能提高图像质量。注射显像剂后饮水不少于1 000ml。检查前排小便，能更好地显示骨盆。需要注意防止注射显像剂后尿液污染受检者衣裤、皮肤，避免造成假阳性。检查前取下带有金属的饰品或者衣物（如手表、项链、皮带、鞋等），避免造成伪影。检查后也应多饮水。

18F-FDG显像检查前，受检者需要禁食6小时以上，可以饮水。显像前避免剧烈运动。检查前测定身高、体重。测定血糖，血糖水平一般应低于11.1mmol/L。避免静脉输入含葡萄糖的液体。

检查期间因疼痛不能保持不动者，可以使用镇静剂。

（六）显像方式与种类

选择合适的显像方式，能够更好地观察显像剂生物分布，充分了解显像剂分布、变化规律等重要信息，协助疾病诊断。

常见的显像方式与种类如下：

1.根据获取状态不同分类

分为静态显像与动态显像。

静态显像：显像剂在脏器或者病变部位达到平衡，放射性活度呈相对稳定时进行的显像称为静态显像。

动态显像：显像剂引入人体后，按照设定的显像模式动态采集脏器多帧或者系列影像，称为动态显像。定量与半定量分析常用计算机ROI技术勾画ROI，可以获得每帧图像同一个感兴趣区的放射性计数，生成时间-放射性曲线，可以计算出各种定量指标，比如标准化摄取值（standardized uptake value，SUV）靶与非靶比值（target to nontarget ratio，T/NT）。也可以进行不同部位时间-放射性曲线比较。

2.根据获取部位不同分类

分为局部显像与全身显像。

局部显像：显示身体的某个部位或者某个脏器显像剂的分布，称为局部显像。可以用较大的采集矩阵，图像清晰，分辨率高。

全身显像：利用显像仪器从头到足，采集全身显像剂分布，得到一幅全身显像剂分布图像，称为全身显像。全身显像是核医学显像的突出优势之一。全身范围发现异常显像剂摄取病灶。骨显像绝大多数进行全身骨显像，PET/CT常进行躯干显像（从头到股骨上段显像）。

3.根据线性与层面不同分类

分为平面显像与断层显像。

平面显像：核医学显像仪探测器置于体表的一定位置，采集脏器或病变区域的显像剂分布，称为平面显像。平面显像获得的图像是显像区域各处显像剂分布叠加投影。

断层显像：用旋转或者环形探测器，在体表连续或间断采集多体外平面影像数据，计算机处理重建各种断层影像，称为断层显像。如冠状位、矢状位、横断位断层图，三维立体影像。

4.根据获取时间不同分类

分为早期显像与延迟显像。

早期显像：显像剂引入人体内，2小时以内进行的显像称为早期显像。反映脏器血流灌注、血管床和早期功能状态。

延迟显像：显像剂引入人体内，2小时以后进行的显像称为延迟显像。有些显像剂在病变组织摄取缓慢，周围正常组织的清除也缓慢，需要足够时间，提高靶与非靶比值，改善图像质量，提高阳性检出率。

5.根据病变组织对显像剂亲和力不同分类

分为阳性显像与阴性显像。

阳性显像：病变组织摄取显像剂比正常组织多。病变组织呈热区。骨显像中多数病变组织显像剂摄取比正常组织高。

阴性显像：病变组织摄取显像剂比正常组织少。病变组织呈冷区。

6.根据机体状态不同分类

分为静息显像与负荷显像。

静息显像：显像剂引入人体后，受检者没有受到运动或者药物等的干预，进行的显像称为静息显像。

负荷显像：受检者受到运动或者药物等的干预下进行的显像，称为负荷显像，又称为介入显像。

7.根据显像模式不同分类

分为功能显像与融合显像。

功能显像：核医学显像是一种较高特异性的功能影像，核医学显像多称为功能显像。X线、CT是解剖影像。γ相机、SPECT、PET、X线平片、CT、MR单台设备进行的影像检查，获得的图像是单模态影像。

融合显像：将两种或多种显像方法获得的信息集中展示在一个图像，称为融合影像。融合影像获得更多的影像信息，利于定位、定性、定量综合分析。临床常用的SPECT/CT、PET/CT、PET/MR是融合显像设备，整合两者的优势，获得1+1＞2的效果，明显提高了诊断的准确性。融合显像是现代医学影像学发展的趋势，是医学影像的未来。两种或者两种以上影像设备融合成一个设备，即同机融合。两种以上的影像常称为多模态影像。

（七）操作规程

核医学显像涉及多个环节，每个环节都要严格按照操作规范执行，核医学医师、药师、技师、护理人员密切配合完成核医学显像。医师处方写明显像种类与放射性药物。放射性药物活度要满足显像要求。为了提高放射性药物静脉注射成功率，采用留置针三通阀，能够保障静脉注射顺利完成，避免显像剂渗漏影响图像质量。三时相骨显像对放射性药物静脉注射质量要求高，应该常规采用静脉留置针三通阀，检查床旁注射，注射与采集1人可以轻松完成，将图像采集的遥控器放在注射区域。

检查前需要摆好受检者体位。手、足的摆放应该统一规范。双手平放，紧贴双大腿，拇指在外侧，便于观察尺骨、桡骨、腕关节、手指关节，避免重叠影响。用1个三角模具将双脚尖靠近，让下肢内旋，能最佳观察腓骨、髋关节和股骨近端。

检查期间体位保持不动，需要采用胶带、纱布、各种形状的沙袋等固定方法，保证检查期间不动。

采集菜单中，应该输入受检者姓名、性别、年龄、身高、体重、检查编号、检查类型、检查日期等各种信息。为了提高显像质量，医师、药师、技师、护理人员对各自从事的工作负责，在采集菜单中应该录入显像剂注射者、采集者姓名，增强注射者及采集者的责任心，如果图像某个环节出现质量问题，能够溯源，可以明显提高影像质量。

为了保障图像质量，动态显像、全身显像、断层显像、融合显像都需要按照操作规范流程执行。

显像结束后，技师应该上传图像给医师，医师查看图像达到诊断要求后，才能让受检者离开。根据情况部分检查需要加做断层显像、融合显像、不同部位检查或者延迟显像。

技师应确定显像范围与显像体位正确。显像剂与显像目的相符。没有放射性药物活度不足、显像时间不符、显像剂外渗、衣裤沾染显像剂等情况。没有显像期间体位移动或仪器质量引起的伪影。

（八）图像处理

动态显像、全身显像、断层显像、融合显像按照常规进行图像处理。图片上面有受检者姓名、性别、年龄、检查编号、检查日期、医院名称等信息，如果是延迟图像需要注明；前后随访图像分别注明检查日期。动态显像应该有时间-放射性曲线。全身显像需要标明左右、前后位或者后前位。断层显像有冠状位、矢状位、横断位断层图像，病灶全面、客观、清晰显示。SPECT/CT融合3D影像或者PET/CT融合3D影像需要进行多体位、多角度展示。图像色阶或灰度调节良好，图像浓淡程度适宜，组织显示清晰，病变与正常组织能较好区分与识别。SPECT/CT、PET/CT、PET/MR融合图像，病灶对位准确、清晰显示。病灶伪彩色浓淡调节适中，能真实显示病灶对显像剂的摄取范围和程度。

定量或者半定量测定方法准确及记录全面，能够提供核医学检查的动态显像、全身显像、断层显像、融合显像、SPECT/CT融合3D等各种图像资料，作为临床重要的参考资料。可以装订成册，随报告发给受检者。

对于三时相骨显像，要求勾画病灶部位感兴趣区与对侧比较，并存储血流相及血池相图、感兴趣区曲线放在一张图片。同时增加1张X线平面图片，便于解剖定位。

对于平面骨显像，应存储4幅图。前两幅为正反面，标注前后位，调灰阶，稍提高窗位，达到清楚显示脊柱各个椎体，能加以辨别及定位病灶位置；后两幅为正反面，标注前后位，调灰阶，可以轻度显示软组织，达到清楚显示肋骨。若加做局部显像，根据仪器自带模板调整为前面两幅为前后位全身图像，后面两幅为局部。尽量加做局部SPECT/CT融合显像。

对于断层骨显像，保存图像要求能够多方位显示病灶：冠状位、矢状位、横断位显示病灶信息；病灶要进行定位，使临床医师对图像一目了然，并能在图像上得出病灶位置、形态、代谢信息。四肢图像应包含病变骨邻近的关节，颈椎图像包含第一颈椎，胸椎可根据邻近的第7颈椎或第1腰椎进行定位，其余骨骼应选择合适的解剖信息定位。

SPECT/CT融合显像同时具有SPECT图像、CT图像、SPECT/CT融合图像。SPECT图像不推荐将色阶限定很窄，只能显示某个突出的病灶，而忽略了全貌。SPECT/CT融合3D能够全面直观反映病变位置、形态、大小、数量，能够提供清晰的病变信息。

融合图片最好用红色，容易识别出病变组织；并设置为75%PET+25%CT，或者 75%SPECT+25%CT，以便使有浓聚的病灶更明显，也能观察到CT上的解剖结构。图片不要加“十字”定位线或者其他不能去掉的东西，避免影响观察。可以用颜色醒目的箭头符号标明病变部位。影像图片的长和宽只能等比例缩放，不能随意拉伸（不能太宽、太高），不能让图像失真。插图具有代表性，兼有美学信息，美观不失真。影像图片的箭头比较重要：①箭头要有条理，不能所有病灶都用同样的箭头，可以用不同形式加以区分，如粗和细，断线和连续线，长和短，曲线和直线；②不同图片的相同病灶使用箭头要有所呼应，不同图片表示不同检查项目的相同病灶，则同样的病灶在方向、大小或者形态上应该完全一致。图片说明文字应该包括显像剂、显像方法、异常影像等内容。所有图像原始数据双机双备份保存。图像资料保存完好。在SPECT/CT融合3D图像或PET/CT融合3D图像中，显像剂异常摄取位置、形态、大小和数量应该与SPECT/CT或者PET/CT融合图像一致，避免失真。并应该提供多角度投影图，全方位显示病变。

（九）复查随访

随访是核医学影像诊断的重要环节。所有核医学影像报告都要进行随访，科室制定随访报告制度，保存随访资料，不断提高诊疗水平，更好地服务临床。

定期随访对于提高诊断水平、总结经验教训很重要。随访能够对手术后、放疗或化疗后疗效进行评价。定期随访可以早发现病灶，早期治疗，提高治疗效果，对患者改善预后很有帮助。定期按时随访也是医师提高诊断水平、制订个体化治疗方案的重要参考依据。随访能够促进学科及医院的发展，是医疗、教学和科研的重要需求，没有随访就没有临床医疗、临床教学与临床科研的提高。

1.术后随访提高诊断水平

核医学影像诊断随访，能够提供诊断阳性率、准确性等医疗所需的基本指标，能够检查影像诊断是否符合最后临床诊断、手术结果与病理诊断。通过随访结果的反馈，发现不足，提高诊断水平。随访是提高疾病认识、掌握不断出现的影像诊断新技术的根本途径。随访可以使医师掌握第一手临床资料，总结临床经验，发现不同疾病影像特点与规律，进行统计分析，撰写临床研究论文，利于医学科研工作的开展和医务工作者业务能力的提高，从而更好地服务临床。

2.定期随访早发现早治疗

疾病发生发展有一定过程，一次检查不可能了解疾病发展的全过程，因此疾病发展到不同阶段，需要进行相应的检查，进行再分期，确定相应治疗方案。

核医学骨显像具有早期、灵敏、全身等优势，肺癌、乳腺癌、前列腺癌等恶性肿瘤患者进行早期、动态连续的骨显像追踪监测，对于患者得到及时正确的诊断与治疗十分重要。骨显像可早期发现病变，常较X线平片早3～6个月甚至18个月发现病变，已经成为肺癌、乳腺癌、前列腺癌等恶性肿瘤的常规检查方法，还能判断有无骨转移。肿瘤早期发现、早期诊断是临床有效治疗的关键，且早期诊断早期治疗，费用更少，预后更好（图1-4-29）。

目前在国内，有很多医疗机构尚无骨显像设备。有数据显示，国内仅10%左右肺癌、乳腺癌、前列腺癌等恶性肿瘤患者常规进行了骨显像检查。多数患者没有及时进行随访复查骨显像，有的患者第1次全身骨显像检查没有发现骨转移，几年后出现疼痛症状后才去医院就诊，才进行全身骨显像检查，可能已经发现多处转移。没有进行早期诊断和早期治疗，费用更多，预后更差。因此肺癌、乳腺癌、前列腺癌等恶性肿瘤患者为了获得更好预后，应该定期随访，进行全身骨显像检查，高度重视随访的重要性。如果没有进行定期规范随访，就不能早期及时发现骨转移灶，延误早期治疗机会（图1-4-30）。

按照疾病诊治专家共识，骨核素扫描应作为肺癌、乳腺癌、前列腺癌等恶性肿瘤患者常规检查。同时，应加强这些恶性肿瘤患者的随访，早期了解是否有骨转移，及时治疗，取得较好预后。对于无骨转移的恶性肿瘤应每6个月随访1次，并进行1次骨显像检查。已经明确诊断的骨转移应缩短随访周期至每6周随访1次，进行1次骨显像检查，及时了解治疗效果，指导临床治疗方案确定。

骨关节炎、骨折治疗后也应该定期随访（图1-4-31），进行早期疗效评价，指导临床治疗，及时调整治疗方案，提高治疗效果。

3.术后随访疗效评价

术后需要定期随访，评价手术治疗效果，骨关节术后，需要影像学进行评价。

腰椎融合术后疗效评价的内容包括融合成功与否、假关节运动形成、植骨成活情况、螺钉稳定性。SPECT/CT在上述四方面发挥着重要价值。

腰椎融合术后3个月随访，进行骨SPECT/CT检查。

4.恶性肿瘤骨转移瘤放疗、化疗或者放射性核素靶向治疗后的疗效评价

骨显像是骨肿瘤或骨转移瘤放疗、化疗或者放射性核素靶向治疗后早期疗效评价的方法。定量骨SPECT/CT是一种有潜力监测治疗反应的新技术。18F-NaF PET/CT、18F-FDG PET/CT能够定量测定，是监测治疗效果的理想方法。

随访出现新病灶、原有病灶扩大、显像剂摄取增加或SUV_max增加，是进展恶化的表现；反之是治疗有效的表现。

随访病灶显像剂摄取无明显变化，提示病情稳定，并不表明治疗反应差，这类患者存活期与影像改善者大致相同。

恶性肿瘤骨转移瘤放疗或化疗后2～3个月内，约有10%～15%的患者原有病灶骨显像剂摄取进一步增高，也可出现新病灶，但临床确有改善的表现，这种不匹配的现象称为“闪耀现象”（flare phenomenon）。治疗3个月后随访骨显像，显像剂摄取减少。可能是由于治疗后原来病灶好转，修复性新生骨骨盐代谢活跃。这类患者需要长期系列随访，避免“闪耀现象”的干扰。

恶性肿瘤骨转移瘤治疗后随访骨显像很重要，随访病情恶化者，需要及时改变治疗方案。PET/CT、SPECT/CT分子影像早期随访，可以及时调整治疗方案，优于传统解剖影像随访，不同随访模式见图1-4-32。

大多数实体肿瘤18F-FDG摄取增高，成骨性骨转移灶18F-FDG摄取低或无摄取；而溶骨性骨转移灶18F-FDG摄取高，且预后较差。

恶性肿瘤骨转移以溶骨性骨转移最为常见。18F-FDG显像诊断溶骨性骨转移的准确性优于骨扫描。一些医疗机构将18F-FDG作为恶性肿瘤的常规检查方法。

经过治疗的恶性肿瘤，成骨性转移灶不摄取18F-FDG，但是骨扫描或者18F-NaF摄取增高会持续较长时间。前列腺癌成骨性转移灶和软组织转移灶18F-FDG摄取常较低，18F-NaF、68Ga-PSMA和18F-PSMA等显像剂更适合探测前列腺癌骨转移。

骨转移瘤治疗后骨扫描或者18F-NaF PET/CT显像病灶呈“闪耀现象”，并不代表病情恶化。18F-FDG显像，治疗后转移灶没有“闪耀现象”，容易鉴别治疗后进展与治疗后愈合。治疗后骨转移灶18F-FDG摄取降低和CT成骨性增加提示治疗有效。

（十）SPECT/CT评价指标

1.SPECT/CT图像基本要求

（1）准确恰当标示：必须标明血流相、血池相、前位、后位、左、右，延迟（不同时间点30分钟、2小时、24小时、72小时）等英文字母［Flow，Blood pool，ANT，POST，L，R，Delay（30min、2h、24h、72h）］。

（2）无图像伪影。

（3）图像色阶或灰度调节良好，病变和正常组织能较好地区分和识别。

（4）SPECT/CT融合图像中病灶定位准确、显示清晰，能真实显示病灶对显像剂的摄取程度以及病灶累及范围。

（5）病灶全面、客观、清晰显示：断层显像有冠状位、矢状位、横断位图像。SPECT/CT需要提供病灶冠状位、矢状位、横断位的SPECT、CT、SPECT/CT融合图像。

（6）对一些特殊病灶，提供特殊的图像显示，如放大、三维立体显示、融合定位，能提供对临床诊断有帮助的重要病变细节。

（7）文字报告中的诊断可在图像上找到相应的影像改变。

（8）定量测定方法准确，结果记录齐全。

2.SPECT/CT图像避免错误

（1）SPECT/CT融合错误：①躯干或者肢体移动；②呼吸运动；③肠道蠕动；④造影剂移动；⑤膀胱快速充盈。局部移动对位不准确的，需要重新采集，保证对位准确。

（2）衰减校正伪影：①特殊密度材料，如牙科材料；②金属植入物；③缺乏CT值。

（3）SPECT与CT软件对位误差。

（十一）需要做骨SPECT/CT融合检查的情况

当平面骨显像诊断有困难、模棱两可的情况下，需要加做SPECT/CT融合影像，能提高诊断的敏感性、特异性和准确性。

SPECT/CT比平面骨显像在骨关节疾病中的优势如下：①准确定位病灶和累及范围诊断；②获得病灶成骨性与溶骨性及典型良性病变的CT表现；③增强对溶骨病灶的探测；④发现软组织肿块侵犯；⑤发现原发病灶或骨外转移；⑥意外发现不摄取骨显像剂的病灶；⑦发现恶性肿瘤更多骨转移病灶；⑧骨痛病因的诊断；⑨治疗后疗效评价；⑩外伤骨折、压缩性骨折、隐匿性骨折的诊断；退行性病变的诊断。

除平面显像外，下列情况需要做骨SPECT/CT融合检查，SPECT/CT检查可以获得增益价值：①肿瘤平面骨扫描异常浓聚灶的定位（应特别注意颅底、鼻咽部、脊柱、盆腔、手、足等部位）；②中轴骨、手腕、脚踝可疑创伤；③跗骨、腕骨小骨创伤后病变评价；④中轴骨、四肢骨可疑骨样骨瘤；⑤脊柱、骶髂关节风湿病评价；⑥骨坏死与骨梗死诊断；⑦骨感染病变诊断（骨髓炎、椎间盘炎）；⑧肌腱炎诊断；⑨假体疼痛评价；⑩中轴骨、四肢骨术后疼痛评价；恶性、非恶性骨病变评价；骨外病变或摄取检查；患者自述疼痛区域（应特别注意颅底、鼻咽部、脊柱、盆腔、手、足等部位）；部分多发异常浓聚区；膀胱影像干扰骶骨，且该区域有症状。

（十二）骨显像SPECT/CT融合3D或者PET/CT融合3D显像适应证

三维容积成像技术可以逼真地再现骨骼系统及其与周围结构的空间形状，立体直观且较全面地显示骨骼系统的解剖关系。

3D融合显像可较好显示病变直观立体的形态、丰富的密度层次、清晰的细微结构以及明确的空间关系。三维CT可减少金属和射线硬化伪影，获得高质量图像，也能采集实时影像。

SPECT/CT融合3D或PET/CT融合3D能早期、立体、直观、全面显示骨骼病变的功能与结构，能全面地对病变情况做出判断和评价，并准确地进行分型，特别是在创伤患者中有广泛的应用前景。采用三维容积成像重建技术，克服了CT冠状位、矢状位、横断位的不足，真实、立体、全面地再现了骨折的病理解剖关系及形态学上的改变，为临床诊断、制订合理的手术方案以及术后疗效评价提供了极大的帮助。

骨显像SPECT/CT融合3D或者PET/CT融合3D适应证：①骨关节创伤、感染、肿瘤和骨骼发育异常疾病临床诊断，特别是颅底、面部、耳鼻喉、骨盆、脊柱、膝、足、踝、腕部等部位；②术前手术方案制订；③术后疗效评价。

十、骨关节显像图像布局

骨三时相、全身骨显像、SPECT/CT、SPECT/CT融合3D、PET/CT、PET/CT融合3D图像需要将图像进行合理选择、编辑与布局，为了同时反映血流、血池、全身、局部、断层、融合、3D影像，常需要将各种图像用Photoshop等图像处理软件编辑，将多种影像信息全面提供给临床。

编辑好的每张JPG、TIF文件图片保留患者姓名、编号、检查日期、单位等基本信息，避免引起失误，编辑图片不可影响图片的诊断信息。

提供给临床的每张典型全身骨显像、SPECT/CT图片应当包括全身、局部断层、病灶放大层面，便于临床诊疗参考。

全身骨显像前后对比：上次与本次全身骨显像图像放到一张图片上，报告需要描述有无改变。上次图片放左边，本次图像放右边，并标注具体日期。

SPECT/CT融合图像需要提供必要的解剖定位信息。冠状位、矢状位、横断位都要显示。CT选择恰当的窗宽、窗位，同时具有SPECT图像、CT图像、SPECT/CT融合图像。SPECT图像不推荐将色阶限定很窄，否则只能显示某个突出的病灶，而忽略了全貌。

几种临床常用的核医学骨关节显像图像布局见图1-4-33～图1-4-43。

十一、骨关节显像报告书写

骨关节显像报告中常规核医学显像是基础。需要充分体现全身（全身大于局部）动态、早期、灵敏优势；多呈现SPECT、PET的检查优势；诊断CT、MR的信息要充分体现；充分发挥SPECT/CT、PET/CT、PET/MR融合图像诊断优势（“1+1”大于2，融合影像大于单一影像）。

核医学影像诊断报告是对核医学显像、SPECT/CT融合图像、PET/CT融合图像、PET/MR融合图像所获得信息的概括与总结，是对临床申请医师关注问题的书面报告。诊断报告应以简洁的文字和全面的影像资料，清晰、准确地描述影像所见的三时相骨显像、全身骨显像、SPECT/CT融合图像、PET/CT融合图像、PET/MR融合图像。用标准术语、规范的语言进行翔实描述。

诊断报告应该包括受检者基本信息、检查目的、临床病史、检查过程、影像所见、诊断结果和其他等部分内容。现就基本信息、检查目的、影像所见、诊断结果和其他内容进行介绍。

（一）基本信息

姓名、性别、年龄、病历号、检查项目、检查时间、显像剂、放射性活度、检查医疗机构名称等。

（二）检查目的

1.诊断

如查找骨痛病因。

2.分期与再分期

如肺癌患者术前分期。

3.动态观察

疑似病变的定期随访等。

4.疗效评价

明确诊断病变，治疗后的再评价。

5.功能评价

如移植骨存活等。

（三）平面显像影像信息汇总与描述

1.图像的质量评价。

2.总体显像剂分布的描述。

3.病灶部位显像剂分布的描述。

4.建议进行SPECT/CT检查部位。

（四）SPECT/CT融合图像影像信息汇总与描述

1.融合图像的质量评价。

2.融合图像所涵盖的范围。

3.SPECT征象的描述。

4.CT征象的描述，病灶及其边缘的性状，CT值测定，CT高密度、低密度病变大小描述（mm×mm）。

5.SPECT/CT融合图像的描述。

6.病灶部位显像剂浓聚程度的半定量分析SUV描述（SPECT/CT性能具备者需要描述病灶部位SUV），T/NT的比值计算。

7.与以前检查对比的动态变化描述。

8.比邻结构的改变。

9.SPECT/CT扫描全视野的描述。

10.非重点病变的描述。

对于CT图像与SPECT图像所反映信息不一致以及平面图像与SPECT图像所反映信息不一致者，需要给予分别描述，尽可能地给予解释。

注意描述有意义的影像表现的部位和范围，包括骨骼的名称、异常显像剂摄取的范围（局限性或弥漫性），必要时还应指明骨骼受累的解剖细微结构。CT上相关的表现也应该描述（如未见异常，硬化，溶骨的、成骨的或者混合性改变等），如果病灶大小有重要的临床意义，则要描述此病灶CT相应层面的测量值。还要描述有意义病变相应的99mTc-MDP摄取水平。尿路及软组织中的摄取也应予以描述。

有疼痛等症状的部位，需要进行SPECT/CT检查，应该重点描述SPECT/CT影像特征，如果是阴性结果，也应该加以描述。

（五）诊断意见

1.尽可能给出明确的诊断（未见异常/异常/不确定）。

2.在适当的情况下给出鉴别诊断。报告或结论中应该包括与既往检查和报告的对比。

3.如果可能，建议进一步随访（比如恶性肿瘤无骨转移者，6个月随访1次骨扫描，有转移者6周随访1次骨扫描）。

4.可能影响诊断准确性因素的阐述。

5.医师签名、报告日期。

（六）其他

1.报告模板中单位名称、检查项目名称信息全面正确。

2.科室地址、检查联系电话详细正确，供临床、患者之间沟通联系。

3.受检者联系电话、通信地址详细正确，便于找到，方便随访检查。

4.坚持定期随访，及时登记随访结果，保存到报告系统，便于检索与统计。

5.随访时将病理报告或者病理报告扫描单扫描到报告系统。

6.报告中提供前后对照图像或者典型融合图像。如果有多张核医学影像图片，可以将图像装订成册，随报告发放。

7.报告描述与诊断意见按照上下、左右、前后顺序，避免出现错误（比如先写上肢、再写右下肢；先写左股骨、再写右股骨；先写肋骨前支，再写肋骨后支）。

8.报告需要第三者认真核对，校对报告者签字，避免报告中出现错别字。

十二、临床常用骨关节影像比较

（一）临床常用骨关节影像方法比较

近30年来，CT和MR在骨关节的诊断价值得到充分发挥。脊柱和四肢骨的常规X线平片检查仍然有其临床价值。

以前多认为核素SPECT、PET特异性差，但SPECT/CT、PET/CT、PET/MR融合影像设备，极大提高了核素显像的特异性。

核医学平面骨扫描在国内临床应用不普及，核医学新型设备SPECT/CT、PET/CT、PET/MR出现时间相对较晚，临床应用价值没有得到充分体现。

全身骨扫描、SPECT/CT、PET/CT、PET/MR被临床忽略，未被足够重视，其有非常大的发展空间。随着核医学影像技术的发展，核医学影像扫描速度更快、图像更清晰，具有多种图像后处理功能，在骨关节疾病的应用日益广泛。临床常用骨关节影像方法比较见表1-4-9。

1.X线平片

X线平片是骨关节影像检查的基本方法，常作为首选的影像检查方法。X线平片简便、费用低廉，尤其适用于急诊。X线平片的空间分辨率高。计算机X线摄影（computer radiography，CR）和直接数字化X线摄影（digital radiography，DR）能够对影像资料进行后处理，可以获取更多诊断信息。但是X线平片的密度分辨率较低，敏感性低。

2.CT

CT已经广泛应用于全身各部位检查，在骨关节中弥补了普通X线平片的影像重叠及软组织结构分辨不清的缺点。极大地提高了病变的检出率和诊断的准确性。多层螺旋CT（multi-slice CT，MSCT）一次扫描范围可达100～170cm，甚至更大，特别适合多发伤、多脏器损伤患者的CT检查。多层螺旋CT容积扫描利用计算机图像后处理功能，可以重建为三维立体图像、多平面重建图像、曲面重建图像等，方便临床诊断与鉴别诊断。但是CT在软组织、髓内病变、早期病变诊断有局限。

3.MR

MR软组织分辨率高，对病变范围显示更清楚，解剖关系更明确。对骨髓病变、隐匿性骨折诊断有利。其缺点是骨化、钙化、气体显示欠佳，检查时间长。

4.超声

超声可以分辨关节内积液、关节周围囊肿、炎症等，在肌腱、韧带和关节软骨的厚度、完整性、连续性等方面有一定参考价值，缺点是特异性差。

5.DSA

DSA是一种微创性的医疗技术，能观察血供、血管解剖，用于诊断、活检与治疗。对四肢血管疾病、创伤性血管损伤、肿瘤介入血管栓塞和化疗灌注有其独特的价值。

6.全身骨扫描

全身骨扫描具有早期、敏感、全身的特点。已经成为恶性肿瘤骨转移的常规检查方法，是诊断应力性骨折的“金标准”。对早期骨转移、早期骨坏死、骨栓塞、骨质疏松、移植骨成活非常灵敏，应用也非常广泛。平面骨显像特异性较差。SPECT/CT明显提高骨显像的敏感性和特异性。

7.SPECT/CT

SPECT/CT具有早期、灵敏，可以观察血流代谢情况，诊断特异性和准确性高于平面骨扫描的特点。SPECT/CT融合SPECT与CT的优点，实现同机解剖与功能结合，并可融合3D显示。随着SPECT/CT仪器的发展，SPECT/CT除能完成SPECT、CT的所有功能外，也能定量分析，比单台SPECT或单台CT在骨关节系统的发挥的临床价值更大。SPECT/CT缺点是软组织显示欠佳。

8.PET/CT

PET/CT具有早期、灵敏高、分辨率高、定量分析的特点，其融合PET与CT的优点，实现同机解剖与功能显示结合，也可融合3D显示。PET/CT有18F-NaF、18F-FDG等多种显像剂。18F-NaF局部PET/CT（1个部位）检查，检查时间仅需1～2分钟，对局部疼痛、应力性骨折诊断有明显优势。18FFDG除能发现骨关节病变外，也能诊断其他器官异常葡萄糖代谢，是多种实体肿瘤诊断、分期与再分期、评价疗效、预后判断的重要方法。PET/CT设备普及率低，临床应用还有待发展。99mTc-MDP与18FNaF骨显像比较见表1-4-10。显像流程见示意图1-4-44。

9.PET/MR

PET/MR融合PET与MR优点，实现同机功能与解剖显示结合，灵敏度高、特异性高，软组织分辨率高，骨髓病变显示较好。PET/MR价格较贵，不普及，检查时间长。然而，目前PET/MR仍有许多技术问题需要解决。

在临床诊断与术后评价疗效中，X线平片、CT、MR、全身骨扫描、SPECT/CT、PET/CT、PET/MR等各种影像技术具有互补性（表1-4-10）。临床上了解各种影像的优缺点，选择恰当的影像方法，能够获得早期、灵敏、全面的解剖与功能信息，指导临床治疗，提高临床治疗效果。

99mTc-MDP、18F-NaF、18F-FDG多模态显像结合，可以鉴别骨关节细菌性炎症与无菌性炎症、骨肿瘤良恶性等，也能用于治疗后随访，多种显像剂摄取恢复正常预示病变痊愈。如果某种显像剂摄取正常，其他显像剂摄取异常，说明病变还没有恢复到正常状态。

（二）CT、骨显像和SPECT的各种影像表现与临床意义

放射性核素显像是功能显像，显像剂分布提示脏器血流、功能、代谢等方面的信息，脏器血流、功能、代谢等方面的变化多是疾病的早期改变，随后才逐渐出现结构形态学变化，因此核医学显像有利于多数疾病的早期探测与诊断，早于X线平片、CT或MR等反映解剖形态变化的影像。

99mTc-MDP全身骨显像图像显像剂摄取与局部血流量、骨骼无机盐代谢和成骨的活跃程度相关，局部骨盐代谢增加5%～15%，可见显像剂异常摄取增高。除骨折外，X线平片对病变的检查取决于病变脱钙或钙质沉积导致骨密度变化的程度，一般局部钙量变化大于30%～50%时，X线平片才能显示异常。因此全身骨显像常较X线平片早3～6个月甚至18个月发现骨骼病变。当病变进入进展期，全身骨显像和X线平片都表现为阳性。进入静止期后（陈旧性病变），全身骨显像阴性，而X线平片阳性。

骨转移性疾病影像检查的关键是评估潜在病理骨折的病变范围。发生病理性骨折最大风险是当髓样溶骨性病变导致骨内吸收大于皮质厚度50%。其他高风险情况是骨皮质溶骨病变尺寸超过骨横断面直径、骨皮质病变长度大于2.5cm或放疗后引起的功能性疼痛。骨矿物质转化率少于10%的骨显像出现阳性。骨转移始于骨髓，随后转移到皮质骨，然后转移到全身多个部位（图1-4-45）。

CT能弥补X线平片的影像重叠及软组织结构分辨不清的缺点，能发现X线平片阴性的病变。SPECT也能弥补平面全身骨显像的显像剂重叠的影响，能发现平面全身骨显像阴性的早期小病灶。

在应力性骨折评价方面，全身骨显像能够在X线平片发现异常很早之前就能显示骨代谢的微小变化。显像剂99mTc-MDP的摄取速率主要取决于骨质更新和局部血流速率，异常摄取可能会在损伤后6～72小时出现。全身骨显像敏感性接近100%。应力性骨折典型表现为灶性浓聚，皮质区梭形或横带状高摄取区。全身骨显像是评价应力性骨折的“金标准”。全身骨显像在隐匿性骨折、衰竭性骨折、压缩性骨折等方面都有独特临床价值。

以前多认为核素显像特异性差。临床上一个怀疑有骨关节病变的患者事先做X线平片和CT检查（第一次），未见异常再做全身骨显像检查（第二次），全身骨显像发现异常后再进行异常部位CT检查（第三次）。一个患者往返多个地方行三次以上的检查，耽误诊断时间。

现在随着核素显像设备的发展，特别是同机融合SPECT/CT的出现，同时可以进行SPECT、CT、SPECT/CT融合、3D融合检查，SPECT/CT比平面显像的敏感性、特异性明显提高。SPECT/CT一站式检查，得到的SPECT/CT融合影像，优于上述三次检查的结果，节省诊断时间，减少住院时间，从而节省诊疗费用。核医学科骨扫描检查可以同时获得全身显像图、SPECT、CT、SPECT/CT融合、3D融合检查。发挥功能解剖融合影像设备优势，患者“最多跑一次路”，同时获得功能与解剖图像，极大方便了临床诊疗（图1-4-46）。

骨显像是最常用的核医学显像，不仅是急性和严重的骨关节疾病的诊断方法，也是大部分骨骼疾病的标准诊断方法。随着SPECT/CT敏感性与特异性的极大提高，骨显像的诊断潜能更大，临床应用价值更广。

SPECT/CT具有SPECT和CT优势，优于X线平片、平面骨显像、SPECT和CT。为了更好体现核素显像早期灵敏的优势，应尽量行SPECT/CT检查，而不是仅行平面全身骨显像。不应该停留在平面骨显像检查，应该全面进入SPECT/CT融合显像时代，使其发挥更大临床价值，更好地服务临床诊疗。CT、平面骨显像和SPECT/CT各种影像表现与临床意义见表1-4-11。