双能量CT检测高尿酸患者尿酸盐结晶的临床价值

陈佳杰，张亚斌，李博，雷学斌，崔光彬

空军军医大学唐都医院放射科，陕西西安 710038；

痛风主要因体内嘌呤代谢紊乱或尿酸排泄障碍致血尿酸长期持续升高，当其浓度超过饱和临界值时尿酸盐结晶析出，沉积于关节软骨、滑膜滑囊、肌腱韧带附着点等处引起组织异物炎症反应[1]。痛风临床表现为四肢关节红肿、疼痛甚至畸形等，其诊断“金标准”为标本抽吸。该方法有创、操作繁琐、技术复杂，结果易受诸多因素影响，故实用性较差。临床常用血尿酸值协助诊断痛风，但其特异性与灵敏性较低，因此在血尿酸升高的患者中确诊痛风是一个临床难题。目前针对痛风的相关研究较多，但大多因尿酸值作为混杂因素影响其研究结果；而对高尿酸值高度怀疑痛风的研究较少。因此，本研究回顾性分析高尿酸患者双能量CT（dual-energy computed tomography，DECT）的影像学特征，探讨通过DECT测量尿酸盐含量对痛风诊断的意义。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析 2014年 1月－2017年12月空军军医大学唐都医院风湿免疫科行DECT检查的67例住院患者。纳入标准：①双能量CT图像质量良好，所扫描关节完整；②临床资料完整，包括年龄、性别、症状、实验室结果等。排除标准：①患者依从性差；②其他疾病严重症状者。根据临床确诊将67例患者分为痛风组53例和非痛风组14例。痛风组患者年龄28～81岁，病程2 d～15年，临床症状为无诱因或高嘌呤饮食诱发关节肿胀、高尿酸血症；非痛风组患者年龄24～82岁，临床症状为无诱因关节肿胀、高尿酸血症，临床确诊包括骨性关节炎，下肢疼痛、肿胀，类风湿关节炎。

1.2 检查方法 患者均采用西门子第 2代双源 CT（SOMATOM Definition Flash，syngoCT2012B）扫描仪行DECT。扫描检查部位为有临床症状关节。扫描双足、踝、膝时患者取仰卧位，足先进；扫描双肘时患者取仰卧位，双上肢平举过头，掌心向上，头先进；扫描双手、腕关节时患者取俯卧位，双上肢平举过头，掌心向下，头先进。先扫描冠状位及矢状位定位像，确定扫描范围。扫描参数：80 kV/sn140 kV、300 mAs/150 mAs，平均加权系数=0.4，旋转时间1.0 s，螺距0.7，准直40×0.6 mm；层厚0.75 mm，层间距0.5 mm，卷积核B20 s，视野300 mm×300 mm；重建方向为头-足。

1.3 图像处理 基于三物质分离算法，在DECT图像上可同时显示尿酸盐结石、骨性结构、软组织，并赋予不同伪彩。根据尿酸盐结石在不同能量下的 X线衰减特性及其与软组织衰减的比例关系，可将其与其他物质体素区分。将扫描所获得80 kV及140 kV两组双能量图像载入后处理工作站（syngoMultiModality Workplace，syngo 2012D）Dual Energy-Gout模块。80 kV和140 kV软组织CT密度值 50 HU，斜率 1.36，双能量计算 CT衰减值范围150～500 HU，空气距离为5，骨距离为10，范围为4。松质骨以紫粉色显示，骨密质以蓝色显示，尿酸盐结晶以绿色显示。以容积再现（VR）及多平面重组（MPR）等后处理技术呈现。

1.4 图像分析 所有后处理图像均由 2名经验丰富的影像学主治医师采用盲法进行阅片，当诊断意见不一致时请上级医师讨论诊断。DECT图像观察内容包括骨质破坏、痛风石沉积、关节腔、关节周围软组织。任何关节腔、关节周围软组织、周围滑膜囊及肌腱韧带处出现绿色标记物均视为尿酸盐沉积，即DECT阳性表现。金属、血管钙化、运动、亚毫米以及皮肤、指甲等部位以及形成的绿色伪彩均视为伪影，界定为DECT检查尿酸盐沉积阴性[2]。

1.5 观察指标 记录患者的一般资料，包括年龄、性别、病程、实验室检查指标、CT容积剂量指数（CT dose index of volume，CTDIvol）、剂量长度乘积（dose length product，DLP）。痛风累及部位CT表现包括骨质破坏、骨质毛糙、关节间隙狭窄或增宽、关节腔积液、软组织肿胀以及尿酸盐结晶范围。

DECT对痛风诊断评估包括敏感度、特异度、阳性预测值（positive predictive value，PPV）、阴性预测值（negative predictive value，NPV）。通过DECT检测高血尿酸患者尿酸盐结晶性质与临床确诊构建患者痛风诊断的受试者工作特性（ROC）曲线。

1.6 统计学方法 采用SPSS 20.0软件，计量资料以±s表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料和分类资料比较采用χ2检验。构建ROC曲线，计算曲线下面积（area under curve，AUC）及 95%CI。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组基本资料比较 两组患者年龄、性别、血尿酸值、CTDIvol、DLP比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 两组患者一般资料比较

2.2 痛风累及部位 CT表现经临床确诊痛风 53例患者共检查62个部位，其中双手10例、双膝14例、双踝10例、双足27例、右肘1例。痛风导致关节骨质破坏38处，骨质毛糙37处，关节间隙狭窄53处，关节腔积液12处，软组织肿胀21处。双能量CT扫描显示关节及关节腔、骨质、肌腱等部位尿酸盐沉积范围呈点状样118处，结节样85处，斑片状80处。

2.3 DECT对痛风结晶石的诊断价值 DECT对痛风结晶石的敏感度为86.8%，特异度为92.9%，阳性预测值为97.9%，阴性预测值为65.0%。痛风组尿酸盐结晶阳性率高于非痛风组，差异有统计学意义（χ2=33.5，P＜0.001），见表 2及图 1～3。ROC曲线面积为0.90（95%CI0.80～0.99），表明DECT检查诊断痛风结晶石具有较高的准确性，见图 4。

表2 DECT结果与临床诊断结果比较（n=67，例）

图1 男，77岁，左膝关节活动受限，无关节肿胀，既往痛风病史，血尿酸值550 μmol/L，影像诊断双膝关节尿酸盐沉积，临床确诊痛风。双能量VR图像示双侧髌骨、股骨外侧髁、胫骨平台周围可见点片状、结节状尿酸盐沉积，以左侧膝关节为著，左侧髌骨上部骨质受累（箭，A）；双能量VR图像示左侧髌骨上方及膝关节周围软组织内可见点状、结节状及斑片状高密度影（箭，B）

图2 男，19岁，无明显诱因肘关节肿胀疼痛，无压痛，伸直受限，血尿酸值450 μmol/L，影像诊断考虑尿酸盐结晶沉积，临床确诊骨性关节炎。双能量VR图像示右肘关节诸骨表面可见多发点状异常代谢产物沉积（箭，A）；双能量冠状位图像示右肘关节周围软组织可见多发点状异常代谢产物沉积（箭，B）；双能量轴位图像示右肘关节肌腱走行区可见多发点状异常代谢产物沉积（箭，C）

图3 男，22岁，右跖趾关节反复肿痛半年余，饮酒后加重，血尿酸490 μmol/L，影像诊断考虑甲床伪影，临床确诊痛风。双能量VR图像示双足第一、五远节趾骨甲床见伪彩影（箭，A）；双能量冠状位示右足第一远节趾骨甲床见伪彩影（箭，B）；双能量冠状位示左足第一远节趾骨甲床见伪彩影（箭，C）

图4 双能量CT诊断痛风结晶石的ROC曲线。曲线下面积为 0.90（95% CI 0.80～0.99）

3 讨论

DECT是一种新的无创检查方法。基于三物质（尿酸石、骨骼、软组织）分离算法，尿酸石在不同管电压下的X线衰减特性，通过与软组织衰减的比例关系可将尿酸盐结晶与其他物质区分，并自动生成彩色标记图。本研究回顾性分析高尿酸值患者影像及临床相关资料，结果发现痛风组患者常伴有关节骨质破坏、毛糙，关节间隙狭窄、关节腔积液，软组织肿胀等；关节及关节腔、骨质、肌腱等部位尿酸盐沉积范围呈点状样、结节样、斑片状。双能量技术诊断痛风石具有较高的敏感度、特异度与准确率[3]。DECT不仅可以准确显示痛风石尿酸盐结晶的沉积，还可清晰显示沉积的范围及骨质破坏情况，具有较可靠的临床应用价值。

血尿酸可作为痛风的重要危险因素，但其含量不能直接证实痛风。很多高尿酸血症患者不发展为痛风；或无高尿酸血症患者但发展为痛风。以往研究尚未排除血尿酸因素而分析DECT痛风技术的临床价值，其研究结果的准确性有待商榷[1,4-7]。本研究对68例高血尿酸值进行观察，最终确诊为痛风患者53例。血尿酸值诊断痛风的特异度与敏感度较低[8-9]。痛风诊断依靠典型的临床表现、血尿酸生化检验等方法尚不全面，易发生漏诊或误诊。因此，行无创DECT检查具有重要意义。

本研究纳入高尿酸值患者进行研究，痛风组中46例患者关节尿酸盐沉积，沉积范围呈点状样、结节样、斑片状，常伴有关节骨质破坏、毛糙，关节间隙狭窄、关节腔积液，软组织肿胀等，为临床清晰显示病变范围及位置、周围骨质破坏及软组织损伤等及诊断、治疗痛风提供了有力的影像学依据，也可帮助患者直观地了解痛风，从而易于配合治疗。本研究中，痛风组5例患者提示足趾甲床伪影，2例未见异常，敏感度为86.8%。足部双能量扫描时，拇指甲部伪影最常见，作为软组织伪影处理[10]。既往研究表明，尿酸盐结晶可沉积在皮肤、足趾甲或手指甲处[11]。张雪坤[6]利用双能量CT检测尿酸盐结晶时也发现类似结果。由此可见，足趾趾甲绿色伪影不能简单地作为伪影，尿酸盐沉积可能真实存在，需进一步提高DECT痛风技术对诊断痛风的客观性与准确性。非痛风组经DECT痛风技术分析，13例未见尿酸盐沉积，1例患者右肘关节诸骨表面及周围软组织、肌腱走行区可见多发斑片状异常代谢产物沉积，考虑尿酸盐沉积可能，特异度为92.9%。尿酸盐沉积常于关节软骨、滑膜滑囊、肌腱韧带附着点等处。患者影像图像显示在肘关节周围软组织可见诸多绿伪彩影，可考虑是某种原因（如运动伪影或血管钙化伪影）所致伪影，继而可减少伪影、降低假阳性。

痛风性关节炎需与骨性关节炎、类风湿关节炎、化脓性关节炎、外伤性关节炎等进行鉴别。尿酸盐结晶沉积可作为重要的鉴别点[12]。利用DECT痛风技术绿色伪彩色标记尿酸盐结晶石形态、位置及数目，具有直观形象以及重复性好等优点，有助于鉴别诊断。

本研究的局限性：①因门诊患者临床资料不全（如无临床诊断）未纳入研究，致使病例数较少；②未测量尿酸盐沉积体积，在今后研究中需进一步探讨。

总之，DECT作为无创识别尿酸盐沉积的影像学诊断工具，对痛风性关节炎的尿酸盐结晶检测、诊断及鉴别等方面具有较高的敏感性、特异性和可靠性，可清晰显示结晶沉积及范围、骨质破坏情况，用于痛风病情检测具有重要的诊断价值。