来源：山西医科大学第二医院骨科 李福林
骨髓炎是指由病原微生物感染骨髓、骨皮质和骨膜导致骨组织破坏的炎症性疾病。按其病程分为急性骨髓炎和慢性骨髓炎；按其发病机制分为创伤性骨髓炎、血源性骨髓炎、蔓延性骨髓炎。目前创伤性骨髓炎和慢性骨髓炎日渐增多，症状不典型者增多，致误诊、漏诊增多而丧失最佳治疗时机。在常规检查中，X线变化在骨感染2~3周后出现，不利于早期诊断。CT可检测骨髓炎早期骨侵蚀、死骨及窦道等改变。MRI是诊断骨髓炎高敏感性和高特异性的检查，可在感染后3~5d检测到异常改变。但当患者体内存在内固定物时，其产生的金属伪影会严重影响CT、MRI的成像质量。单光子发射计算机断层成像（SPECT/CT）是解剖显像与功能显像结合的创新技术，具有高敏感性和高特异性，可判断病灶位置、特征和范围，为诊断骨髓炎提供了新方法。
SPECT/CT概述
SPECT的基本原理：患者摄入放射性同位素药物，药物在运载分子的作用下到达需要成像的部位，由于放射性衰变，药物从断层处发出γ射线，外部仪器探测接收γ射线的信号后，再利用计算机推断出该断层的图像。计算机处理后获得放射性浓聚灶的位置、形态、数量、浓聚程度等信息。SPECT可提供病灶的成骨活跃程度及血供丰富程度的信息，反映了局部生理或病理功能的变化，属功能影像范畴。SPECT优势在于骨骼病变时骨代谢改变出现早于形态学改变，比CT要早3~6个月；缺陷在于其解剖分辨率低。将SPECT与CT结合成单机型复合影像，可克服各自不足，获得最佳成像效果。由相应软件对SPECT图像及CT图像进行融合，得到反映功能、代谢变化以及解剖结构信息的融合图像。将融合图像重建成二维或三维图像，调整对比度、亮度、色带区间、色彩饱和度等参数，直至清楚显现病变部位。综合临床信息可以对骨骼病变作出定位、定性、定量或倾向性诊断。
用于骨髓炎诊断的放射性核素显像剂
配合SPECT成像的主要有99mTc、67Ga、111In、123I、201Tl等能够在衰变过程中释放单光子的核素所标记的显像剂。理想的显像剂应该在感染病灶有很高的特异性摄取，且不会在其他组织或无菌炎症中摄取。因此，研究放射性示踪剂摄取机制以及优缺点，研发更优异的放射性显像剂，对于骨髓炎的诊断具有重要意义。
标记磷酸盐 骨髓炎对骨骼的破坏导致骨重建活动增强，而二膦酸盐复合物可与羟基磷灰石中的钙结合，作为构成骨基质的主要部分参与到骨重建过程中。磷酸盐类似物可以用99mTc标记，由于它们在骨骼中的高摄取率和静脉注射后可迅速从软组织中清除，因此常用于骨成像。其中99mTc标记的亚甲基二膦酸盐（99mTc-MDP）常用于骨髓炎的诊断。影响骨骼浓聚99mTc-MDP的主要因素是病灶局部的成骨活跃程度（取决于成骨细胞/破骨细胞活性）及血供丰富程度。然而99mTc-MDPSPECT/CT并不是针对骨髓炎的，因为骨代谢增强时，如在骨肿瘤、骨感染以及骨折后的骨愈合过程中，显像剂摄取也会增加，这导致SPECT/CT的诊断特异性略低。
标记枸橼酸镓 放射性同位素67Ga标记的枸橼酸镓可用作骨髓炎成像的示踪剂。放射性镓附着在转铁蛋白上，从血流中积聚到炎症区域，在感染、无菌性炎症和恶性肿瘤中表现出同位素摄取增加。关于镓离子在组织中的炎症摄取机制存在几种理论：（1）炎症组织的血管通透性增加，使转铁蛋白在炎症组织中积累；（2）镓与乳铁蛋白结合，由白细胞摄取，而白细胞在炎症组织中积聚；（3）细菌为吸收铁元素在低铁环境中（如炎症过程）产生大量的铁载体（高亲和力铁螯合剂），镓离子通过与铁载体结合，积聚于炎症组织。镓用于骨扫描的缺点是它不能很好地显示骨骼细节，也不能很好地区分骨骼和附近的软组织炎症。与用于医学成像的其他放射性核素相比，67Ga具有较长的物理半衰期，这导致患者在检查过程中所受的辐射剂量较高。因此，镓闪烁成像指南中指出如有临床指征，应考虑替代技术，如标记白细胞。
标记白细胞 用放射性核素标记白细胞，可以对感染组织中的白细胞摄取进行示踪成像。标记自体白细胞是传统放射性核素感染成像的金标准。111In或99mTc常用来标记白细胞，其中111In标记最稳定。但111In半衰期较长，导致每次注射的111In标记的白细胞辐射剂量较高。体外白细胞标记需要专业人员抽取血样（通常为40~80ml）分离白细胞，然后对分离的白细胞进行放射性标记。最后在同一患者体内重新注射标记的白细胞（自体注射）。这一程序较为繁琐，同时也有卫生风险。
标记白介素-8 在细菌感染中，中性粒细胞是感染的早期反应者，随着白细胞介素-8（IL-8）等化学信号的传递，向感染部位迁移。中性粒细胞高表达两种类型的IL-8受体CXCR1和CXCR2，IL-8与受体高亲和力结合。Afzelius等研究了幼年猪外周骨髓炎模型的99mTc标记的IL-8闪烁成像，认为99mTc标记的IL-8适用于骨髓炎病变的诊断，检出率约为70%。99mTc-IL-8闪烁显像的首次临床评价表明，注射示踪剂耐受性良好，且该示踪剂在骨髓炎等感染性疾病中积累，而在非感染性疾病中没有。
标记抗生素 抗生素与细菌成分特异性结合后，被微生物吸收和代谢，定位于感染病灶，这使放射性核素标记的抗生素成为检测感染性病变的一种优异的诊断试验。如
临床应用
核医学科医师通过对病灶的浓聚程度目测分析进行初步诊断，亦可利用计算机勾画感兴趣区域（ROI）技术，分别在病变部位和正常组织获得靶器官组织与本底（T/B）的摄取比值进行半定量分析协助诊断。此外，还可以通过增加定量指标帮助区分正常摄取和异常摄取来提高诊断的准确性。
诊断骨髓炎 SPECT/CT诊断骨髓炎具有较高的敏感性和特异性。Modabber等报道，对31例疑似颌骨放射性骨坏死、骨髓炎及药物相关性颌骨坏死患者行SPECT/CT显像，诊断敏感性95%、特异性91%、准确性94%；认为与其他常规影像检查方法相比，SPECT/CT是检测炎症性颌骨病变的有效且精确的成像工具，能够准确区分健康和炎症性骨组织。Arıcan等对85例疑似骨髓炎患者进行三期
辅助指导骨髓炎治疗 SPECT/CT可以在术前辅助判断骨感染位置及范围，避免术中过度清创，提高治愈率。Lee等报道，对10例成人胫骨或股骨慢性骨髓炎患者术前进行SPECT/CT检查，确定骨髓炎的位置和范围，制定手术计划，结果所有患者术前SPECT/CT上的热摄取区与术中确定的骨髓炎病变的位置一致，9例骨髓炎临床治愈，1例因骨髓炎复发而截肢；认为SPECT/CT可用于定位和辅助指导治疗四肢慢性骨髓炎，临床效果良好。Modabber等报道，对31例疑似颌骨放射性骨坏死、骨髓炎或药物相关性颌骨坏死患者行SPECT/CT检查，术前在SPECT/CT图像中测量发生炎性病变的骨长度，术后由病理学家测量实际发生炎性病变的骨长度，结果SPECT/CT测量的患骨长度与术后测量值差异无统计学意义（P=0.23）且两者显著相关（r=0.86,P<0.001）；认为SPECT/CT可帮助外科医生在手术前确定炎性病灶的位置及范围。胡适等报道，对21例下肢慢性血源性骨髓炎患者于I期术前行SPECT/CT检查，应用放射性计数等高线（ISO）界定骨组织清创范围，冠状位下评估ROI骨清创范围纵向长度与实际骨清创范围纵向长度，结果冠状位下ROI骨清创范围纵向长度为（86.8±31.1）mm，实际骨清创范围纵向长度为（86.0±31.3）mm，两者差异无统计学意义（P>0.05）；认为对于下肢慢性血源性骨髓炎，99mTc-MDPSPECT/CT融合像可以作为感染骨组织术前清创范围界定的有效手段。KirinokiIchikawa等报道，对90例疑似下肢骨髓炎患者行67Ga-SPECT/CT检查，通过将病灶最大放射性计数值除以健侧股骨远端骨髓的最大放射性计数值来计算炎症与背景比（IBR），结果90例患者中有28例接受了截骨术，IBR值>8.4时截骨率71.4%，明显高于IBR值为8.4时的截骨率5.5%（P<0.001），其敏感性为89%，特异性为84%。在多因素COX回归分析中，IBR是截骨的独立危险因素（95%CI5.6~63.9,P<0.001）；认为定量67Ga-SPECT/CT有助于确定哪些下肢骨髓炎患者可能需要截骨术，有助于防止不必要的重大下肢截肢术。
预后分析 经过治疗的骨髓炎患者可以通过复查SPECT/CT观察有无复发及感染程度的变化以监测疗效。Hei⁃mann等报道，对34例颌骨骨髓炎患者治疗前后进行SPECT/CT检查并随访以评价疗效，评价指标为示踪剂摄取分级：0=无摄取，1=低摄取，2=中等摄取，3=高摄取，结果91%患者治疗前的SPECT/CT显示明显摄取（2级或3级），治疗至少12个月后临床症状完全缓解的24例患者中，91%患者的SPECT/CT显示0级或1级摄取，在10例出现骨髓炎症状加重的患者中，80%表现出摄取增加；认为低级别（1级）示踪剂摄取在临床症状完全缓解的患者中很常见，提示正在进行骨重塑和愈合，SPECT/CT是准确评估颌骨骨髓炎治疗效果、疾病恶化和并发症的有效工具。Nishikawa等报道，对103例下肢骨髓炎患者行定量Ga-SPECT/CT核素显像，结果TLU的敏感性和特异性分别为91%和92%，TLU是独立的预后因素（P=0.047），发现TLU值与主要不良事件（MAE）呈正相关；认为使用定量参数TLU的Ga-SPECT/CT有对下肢骨髓炎进行预后评估的潜力。Kitajima等报道1例63岁女性下颌骨骨髓炎的病例，应用SPECT/CT定量参数评估抗生素治疗、高压氧治疗及手术治疗的疗效，结果与治疗前相比，治疗后的SPECT/CT定量参数均有明显下降，提示摄取减少；认为定量骨SPECT/CT的各种指标，如SUVmax、代谢骨量（MBV）和TLU可用于评估下颌骨骨髓炎患者的骨炎症活动和治疗效果。
结语
SPECT/CT具有灵敏度高、成本低、易操作等优点，在诊断骨髓炎中的应用已较为广泛。但病灶的浓聚程度都是靠视觉分析，缺乏定量指标。使得SPECT/CT对于骨髓炎的诊断主要依赖于核医学科医师的经验性判断，缺乏客观性。定量SPECT/CT可以对放射性示踪剂的局部浓度进行相对或绝对的数值评估，以克服纯粹视觉分析的缺点，加强核医学图像数据解释的客观性，从而加强诊断准确性。目前定量SPECT/CT处于初级阶段，在应用于常规临床实践之前，仍需要进行大量的研究和技术改进。
来源：中国矫形外科杂志2025年1月第33卷第1期
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