双源CT痛风识别技术在早期急性痛风患者足部尿酸盐晶体沉积特点的研究

谭雄木，汪京伟，杜海豪，王道清（通讯作者）

（河南中医药大学第一附属医院 河南 郑州 450003）

痛风是一组嘌呤代谢紊乱或尿酸排泄障碍所致的代谢性疾病，其中，足部是最常受累的部位[1]，红肿热痛并功能障碍给痛风给患者造成了生理及心理上的严重伤害。双能量CT（Dual-source computed tomography， DECT）能够精确地显示尿酸盐晶体的位置、数目、大小及与周围组织关系，其表现出高敏感度及特异度，近年来已广泛应用于临床。目前，国内有关早期急性痛风患者尿酸盐晶体沉积在足部解剖部位研究较少，本研究目的在于探讨该类患者尿酸盐晶体沉积解剖部位的特点及规律。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集河南中医药大学第一附属医院2017年2月至2019年2月572例首次确诊为痛风的患者，男522例（91.4%），女49例（8.5%）；年龄15～85岁，平均年龄41岁。

1.2 纳入标准

符合2015美国风湿病学会/欧洲抗风湿联盟（ACR/EULAR）痛风分类标准的早期急性痛风患者：①可疑或确诊为痛风；②存在至少1次第一跖趾关节区域、踝关节或足部（非第一跖趾关节）关节区域的肿胀、疼痛或压痛；③发作部位皮肤发红（患者主诉或医生查体）；④受累关节活动障碍；⑤疼痛到达高峰时间＜24h；⑥症状缓解时间≤14d；⑦发作间歇期症状完全缓解（无论有无抗炎治疗）；⑧骨皮质下囊肿未见骨侵蚀（影像学检査确认）；⑨血尿酸水平正常或升高。排除标准：（1）合并其他炎性关节病（如类风湿关节炎、强直性脊柱炎、银屑病关节炎等）的患者；（2）①双源CT痛风检查后处理图像未发现绿色尿酸盐晶体沉积的患者；②伪影过多，后处理困难者。

1.3 仪器与方法

扫描设备采用西门子双源CT（Somatom Definition），扫描方式：患者足部扫描采取仰卧位，双膝关节屈曲，双足并拢并使足面紧贴扫描床。由踝关节向近端5cm处至趾尖方向进行扫描。所有扫描均使用相同的扫描参数：A球管电压80kV，有效电流234mAs；B球管电压140kV，有效电流125mAs。准直器40×0.6mm，螺距0.7，球管旋转时间1.0s/r，FOV286mm×286mm，矩阵512×512，图像重建层厚、层间距为0.2mm、0.6mm，重建卷积核为软组织算法D30s，平均加权系数0.75，每次重建共获得3组图像，包括80kV、140kV和融合系数为0.3的融合图像，将上述三组图像传输至MMWP工作站，打开Dual-Energy软件，调入融合图像，用薄层常规重建冠、矢状位，然后选择Gout选项，融合比例调至50%，空气距离5，骨骼距离10，CT值范围150Hu～500Hu，通过后处理重建得到横、冠、矢多平面的伪彩图像及容积再现（VR）的尿酸盐晶体伪彩图像。

1.4 尿酸盐晶体解剖分布定义

根据人体解剖学及专家意见，将尿酸盐沉晶体沉积部位定义如下：（1）跖趾关节区域，由跖骨头和近节趾骨组成；（2）脚趾远端区域，由中节及远节趾骨组成；（3）脚踝区域，由距骨和下段胫骨/腓骨组成；（4）中足区域，由近节跖骨、楔骨、舟骨、骰骨、跟骨及距骨组成。在该研究分析中仅对关节区域中肌腱进行子区域区分。因患者足部检查均为双侧，将一对关节定义为一个区域。

1.5 图像后处理及数据分析

由2名高年资放射科医师采用双盲阅片确定尿酸盐结晶沉积位置，后处理过程中所产生的甲床、皮肤、亚毫米、血管钙化、金属异物等伪影由观察者在三个平面（矢状面、冠状面及横断面）和容积再现（VR）的尿酸盐晶体伪彩图像进行反复对比分析并按假阳性处理。当两名观察者意见不同时，通过共同协商达成一致。

1.6 统计学处理

数据的录入使用Excel表格。记录DECT发现扫描区域尿酸盐晶体沉积部位，同时计算不同区域尿酸盐晶体肌腱沉积例数及构成比进一步分析尿酸盐沉积的解剖学分布特点及规律。

2 结果

571例早期急性痛风患者经中双能量CT检查发现尿酸盐晶体沉积部位如下（表1）。肌腱是关节区域最常受累的部位，跖趾关节区域以第1跖趾关节肌腱最常受累（49%，483/985），其次是距下关节内外侧肌腱（18.9%，187/985），第2～4跖趾关节肌腱（9.7%，96/985）、踝关节内外踝（73%，187/985）及其他部位尿酸盐晶体沉积相对较少（图1～3）。

表1 尿酸盐晶体足部沉积部位

图1A、2A、3A为VR图像整体显示:第1跖趾关节下屈肌腱、距下关节内侧肌腱及外踝尿酸盐晶体沉积；图1B、2B、3B为MRP图像局部定点显示图。

3 讨论

痛风是由于体内嘌呤代谢异常或尿酸排泄障碍所致血液中尿酸升高，当超过血液中饱和度404μmol/L时就可析出尿酸盐晶体而沉积于关节、肌腱（肌肉）及韧带等处。急性痛风发作是强烈的炎症反应，表现为突然发作的关节严重疼痛伴有周围组织肿胀，皮温升高。目前，诊断痛风的金标准仍是通过偏振光显微镜鉴定关节滑液和痛风结节中是否存在尿酸盐晶体，然而在许多情况下关节抽吸是不可行的，例如跖趾关节等极小关节受累或在急性痛风期时关节腔缺乏液体积聚也无法通过偏振光显微镜确认尿酸盐晶体。

DECT拥有2个X线球管，当同时曝光时可分别发射出80KV、140KV两种不同电压的射线。扫描不同物质时，由于不同物质对于不同能量的X射线有特异性的吸收系数从而表现出物质分离，通过彩色编码技术进而产生不同类型组织图像。重建后得到横断面、冠状面和矢状面多平面重组（MPR）的伪彩图像及容积再现（VR）的三维重建图像，可形象、直观地显示MSU大小、形态及分布。近年来，DECT在痛风性关节炎诊断中的研究中均表现出较好的敏感度及特异度[2]，但所纳入的研究对象多是已有明显尿酸盐晶体沉积甚至痛风石形成的患者。目前，随着人们对痛风认识的逐渐加深，早期诊断的患者越来越多，对早期急性痛风患者少量尿酸盐沉积的解剖学分布的研究将对患者临床治疗指导，疗效及预后评估有着积极作用。

在我们的研究中发现尿酸盐晶体主要沉积于跖趾关节区域的第1跖趾关节下方的屈肌腱（踇长屈肌和踇短屈肌），中足区域的距下关节内外侧肌腱，第2～4跖趾关节下方的屈肌腱及脚踝区域的内外踝。这与先前Dalbeth等[3]研究结果一致，其指出肌腱是尿酸盐沉积物中最常见的子位置。通过足部力学研究，我们认为尿酸盐晶体与足部主要着力部位关系密切。

第1跖趾关节不仅是内侧纵弓的前支点，同时又是前足横弓的内侧支点，维持足弓的稳定性并参与足部负重。Jacob等[4]发现行走时踇长屈肌和踇短屈肌分别传递的应力相当于体重的52%和36%。并且第1跖趾关节足底压力及关节周围应力受第1跖趾关节本身维持结构、踇外翻程度、关节活动度等其他诸多因素影响。距跟关节存在前、后2个不同的滑膜腔，其间由跟距骨间韧带隔开，后部分由后下方凹面的距骨关节面和凸面的跟骨后关节面组成，即“距下关节”。研究表明于中立位情况下，距下关节承载了绝大部分负荷。距下关节是后足生物力学的中心以及足部稳定的重要枢轴结构，其承受并传导人体重量并协调踝关节运动，但是距下关节的关节囊菲薄，关节稳定主要依靠内外侧韧带来维持。

早期痛风患者尿酸盐晶体其他较少沉积部位包括趾间关节、跗跖关节、跟骰关节及舟距关节等。其出现原因与足部生物力学改变相关，研究表明痛风患者走得更慢，步伐和站立阶段的时间增加[5]。步态速度降低被认为是日常活动中身体受损的一个重要特征。早期痛风患者所表现出的功能性步态限制主要是为预防疼痛而开发的回避步态。在足底压力分布上表现为足跟压力和踇趾压力显着降低以及中足和内外侧跖骨压力明显增加[6]。生物力学的改变导致基质蛋白释放及组织pH值等生理学改变，最终导致尿酸盐晶体沉积在好发部位以外的区域。

总之，DECT技术在足部痛风患者尿酸盐晶体沉积检出方面具有高敏感度及特异度，本研究通过DECT对大病例早期急性痛风患者尿酸盐晶体沉积解剖学分布进行研究，发现尿酸盐晶体在足部沉积特点与机体的生物力学密切相关，尿酸盐晶体沉积于好发部位以外区域可能提示痛风患者病情严重程度或病情进展，可为临床医生提供参考依据并进一步指导临床治疗方案。