杨芳：核医学显像在骨折相关性感染中的研究进展

骨折相关性感染是创伤骨科的一种常见且严重并发症，明确诊断是治疗成功的前提，专家共识中提出根据某些临床表现(瘘、窦道或伤口裂开等)即可诊断，但是在临床实践中感染表现较为复杂，仅根据临床表现明确诊断具有挑战性。近年随着技术发展，核医学显像在骨折相关性感染的研究逐渐增多。除较常应用的三时相骨显像外，标记白细胞显像、18F-FDG PET或PET/CT显像也有很高的临床价值，在检出和定位感染灶、评价骨折愈合和内固定及手术计划制订方面具有重要作用。本文就核医学显像对骨折相关性感染的诊断价值及其在骨折相关性感染中的应用研究进展进行综述。

骨折相关性感染(fracture related infection，FRI)是创伤骨科的一种常见且严重并发症，近年来其发生率逐渐增高[1]，使临床工作面临巨大挑战。虽然目前FRI已有相对成熟的治疗方法[2-4]，但治疗成功的前提是明确诊断[5]，若因诊断不明而忽视治疗，极易导致感染迁延不愈、复发，甚至致残、死亡，给患者、家庭和社会带来沉重的负担。FRI国际及国内的专家共识将诊断标准分为确定性诊断标准和提示性诊断标准[2,6]，其中影像学检查作为提示性诊断标准纳入。虽然共识提出根据某些临床表现(瘘、窦道或伤口裂开等)即可诊断FRI[2,6]，但临床实践中由于感染表现较为复杂[3]、出现时间不固定、侵袭性程度不一，仅根据临床表现进行明确诊断具有挑战性[7]。影像学检查能够将感染可视化，检出并定位感染灶，可评价骨折愈合及内固定的情况，明确解剖特征，便于制订手术计划[8-9]，具有一定的必要性。

核医学显像作为影像学检查的一部分，近年来其成像技术取得了很大进展。随着对FRI认识的不断加深，核医学显像在FRI的应用研究不断增多。本文探讨核医学显像在FRI的临床价值、面临的挑战及未来发展方向。

1 SPECT显像

1.1  三时相骨显像 

三时相骨显像诊断FRI的敏感度高，但特异度差[10-12]，作为明确诊断的价值有限，特别是对近期发生的骨折及内固定术后是否存在感染的判断价值有限[2]。在骨折或手术后1~2年内，骨折愈合、假体松动、术后改变等非感染性原因均可导致假阳性结果[7]。但三时相骨显像成本较低、普及度较广、操作简单[7]，可作为低感染概率患者排除FRI的首选筛查方法[7-8,11]，若患者血流相、血池相为阴性，可基本排除感染[13]。此外，三时相骨显像能够在不额外增加患者辐射剂量的基础上行全身骨显像，明确全身骨骼是否存在多发感染病灶及是否存在其他病变。另外，三时相骨显像可在延迟相时应用SPECT/CT断层显像[11]，精确定位显像剂摄取增高的部位及范围，提高诊断特异度[14-15]。

1.2  ⁶⁷Ga-枸橼酸显像  

67Ga-枸橼酸显像是最早用于肌肉骨骼感染的成像方式之一，注射显像剂后需进行多次显像，且同期必须进行99Tcm-MDP骨显像，成像结果的判断需将两者相结合，其诊断特异度较差，目前很少应用。

1.3  标记白细胞显像  

标记白细胞显像诊断FRI的敏感度和特异度均较高[7-8]，可用于判断近期骨折及内固定术后是否存在感染[2]，与前次手术时间间隔、使用抗生素或非甾体药物均不影响其诊断准确度[8]。Zhang等[7]研究显示，99Tcm-MDP骨显像联合标记白细胞显像诊断FRI的特异度较高，与单独99Tcm-MDP骨显像相比附加价值显著。但Bosch等[16]通过分析153个病例，发现约20%仅凭视觉判断不能得到明确诊断，且大多数标记白细胞显像呈假阴性的患者存在低毒力感染[8]，由于FRI和非感染性骨折不愈合在后续治疗方式上存在很大差异，标记白细胞显像的诊断价值受限。

目前国内缺乏标记白细胞显像的研究，主要原因是其价格昂贵、实施程序复杂、费时费力。体外白细胞的标记中99Tcm-HMPAO应用较多，但其性质不稳定，必须新制备;分离及标记白细胞的全过程要求无菌操作，并在标记后1 h内回注患者体内[17];需要2 d进行多时间点(至少2个)显像;平面显像的分辨率欠佳;目前成像结果缺乏统一的解释标准[7]，肝脏、脾脏和骨髓的摄取使成像结果难以解释(尤其是位于中轴骨的病变)[7,18]，虽然进行99Tcm-硫胶体骨髓显像作为对照能够减少干扰，但2个显像必须间隔2~3 d，使所需时间进一步增加。

1.4  标记抗人粒细胞单克隆抗体显像

标记抗人粒细胞单克隆抗体显像是一种较新的成像方法，相较于标记白细胞显像程序简化，标记相对容易，显像剂的分布类似于放射性核素标记的粒细胞，主要浓聚在肝、骨髓和炎症病灶，可以用于外周骨FRI检测，但在中轴骨的应用受限。目前相关研究较少，未常规应用于临床[7]。

目前，SPECT显像中较多应用于FRI领域的是三时相骨显像及标记白细胞显像。三时相骨显像敏感度高、成本较低、普及度较广，可作为低感染概率患者排除FRI的首选筛查方法，在延迟相时加做SPECT/CT断层显像可以提高诊断特异度。标记白细胞显像诊断FRI的敏感度和特异度均较高，但价格昂贵、实施程序复杂、费时费力，国内未应用于临床。SPECT显像以平面显像为主，分辨率欠佳，多种SPECT显像方式联用，可提高诊断准确度，但所需时间成本及患者接受的辐射剂量也将相应增加。

2 18F-FDG PET或PET/CT显像

与其他核医学显像相比，此方法诊断FRI的可行性好、分辨率高、敏感度高[19-20]，完整显像过程可在1~2 h内完成，且进行量化分析的可行性高[9]，是一种很具前景的诊断方法;且其阴性预测值较高[20]，有助于减少抗生素或清创手术的不当应用，对于慢性感染和低毒力感染较其他方法更具优势[19]。

Lemans等[19]报道，手术和18F-FDG PET显像的时间间隔<1个月与假阳性结果的显著增加相关，因此，显像最好在手术1个月后进行。18F-FDG PET显像可应用于有金属内固定的患者，但Zhang等[7]认为，金属内固定存在时其诊断效能有待证实，这可能是由于机体对内固定的无菌性排斥反应会导致18F-FDG摄取增高，出现假阳性诊断。

除手术和内固定外，骨折愈合、骨不连、局部应力增加等非感染性因素也会引起18F-FDG摄取增高，且程度多低于FRI。标准化摄取值(SUV)可反映18F-FDG摄取增高程度，但在鉴别感染与非感染时缺乏特异性诊断[21]。依据PET或PET/CT影像表现进行定性诊断、定性诊断联合SUV综合诊断的准确度均较高[19-20]，而仅依据SUV进行诊断的准确度相对较低。因此，FRI的诊断并不能仅依据SUV，除18F-FDG摄取增高程度外，摄取增高部位、形态及分布也十分重要。Wang等[22]分析254例下肢骨折内固定术后可疑FRI的18F-FDG PET/CT，发现同侧腹股沟淋巴结SUVmax的诊断敏感度和特异度均较高，提示骨折部位淋巴引流区18F-FDG摄取增高淋巴结或可作为鉴别。

PET/CT显像将PET图像和CT图像融合，提高了诊断特异度，同时能够为临床医师提供更多参考信息(包括功能学和解剖学)，如显示18F-FDG摄取增高的部位，明确是否存在瘘、窦道、脓肿并进行定位，明确骨折位置、骨折愈合情况及内固定情况等，便于制订治疗计划 [7,23]，典型病例见图1。另有研究表明，根据18F-FDG PET/CT显像结果进行手术清创的效果可靠[24-25]。另外，PET/CT不仅能在外周骨应用，还可以在中轴骨应用，Hartmann等[26]进行18F-FDG PET/CT显像在脊柱感染的研究，正确诊断7例脊柱感染患者，准确排除2例未感染的患者。随着成像技术的发展和革新，金属伪影的影响正在逐渐弱化。但由于其价格昂贵，目前不作为首选[2,27]。

图1 男，43岁，11年前车祸后右股骨干骨折，行切开复位逆行髓内钉固定术，术后切口愈合良好。8年前发现右股骨干骨折不愈合，行逆行髓内钉固定、取髂骨植骨术，术后复查骨折愈合。半年前患者无明显诱因出现右膝肿痛，3个月前右大腿下段皮肤破溃流液，间断发热，应用抗生素治疗至20 d前。右股骨形态不规则、密度增高、髓腔狭窄伴右股骨干中段骨折，断端(箭)、右股骨周围及髓腔内18F-FDG代谢活性增高，延伸至皮肤表面，窦道形成(箭)。患者20 d后行右股骨扩创+感染性病灶清除+内固定物取出术，术中细菌培养结果为粪肠球菌。A. PET MIP图，B、E、G. CT图像矢状位及轴位，C、D、F、H. 18F-FDG PET/CT融合图像矢状位、冠状位、轴位

3 展望

目前已有多项研究表明标记白细胞显像和18F-FDG PET或PET/CT显像对FRI有很高的诊断准确度。

18F-FDG PET或PET/CT显像操作简单、图像易获得、阴性预测值较高，其中18F-FDG PET/CT显像可提供解剖定位信息，可能是更优的选择。鉴于PET或PET/CT显像价格较高，低感染概率患者排除FRI可选用三时相骨显像，必要时加做SPECT/CT断层显像以提高诊断特异度。

但由于核医学显像目前缺乏统一的诊断标准，需要更多研究进一步证实、分析、总结归纳，以制订适用于临床的核医学影像诊断标准。同时需要优化现有的成像方法，并将其标准化，以获得可靠的高质量影像。还需要重视技术的开发和创新，如特异性显像剂的研发：检测FRI内固定表面生物膜形成、检测特定的微生物、检测抗生素的耐药机制等[8]。未来这些新技术或许能够为临床医师提供更多诊断FRI直接且可靠的信息。