320排CT双能量成像技术评估痛风性关节炎的临床应用研究

白锡光　彭旭红　冉慕光　魏建波　曾庆千

【摘要】 目的：分析320排CT雙能量成像技术对痛风性关节炎的诊断价值。方法：选取2019年1月-2020年2月因外周关节疼痛于本院就诊的患者80例，根据临床诊断分为试验组（痛风）50例与对照组（非痛风）30例。所有患者均采用320排CT行双能量CT（DECT）检查，观察两组患者的影像特征，比较两组患者的血尿酸、血沉和C反应蛋白（CRP），分析DECT检测尿酸盐结晶（MSU）的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、诊断符合率。结果：两组性别、年龄、血沉、CRP比较，差异均无统计学意义（P>0.05）;试验组血尿酸（SUA）高于对照组，差异有统计学意义（P<0.001）。DECT检测MSU的敏感度为84.0%、特异度为86.7%、阳性预测值为91.3%、阴性预测值为76.5%，诊断符合率为85.0%。试验组MSU结晶阳性率高于对照组，差异有统计学意义（字2=38.315，P<0.001）。结论：320排CT双能量成像技术能清晰显示MSU结晶沉积部位、分布、临近骨质破坏程度，对尿酸盐结晶的检出具有较高的敏感度、特异度和可靠性，且安全、无创，对于痛风性关节炎诊断具有重要价值。

【关键词】 痛风性关节炎 双能量CT MSU结晶

[Abstract] Objective： To analyze the diagnostic value of 320-slice CT dual-energy imaging technology in gouty arthritis. Method： A total of 80 patients who presented to our hospital for peripheral joint pain from January 2019 to February 2020 were selected， they were divided into 50 cases in the experimental group （gout） and 30 cases in the control group （non-gout） according to clinical diagnosis. All patients were examined with 320-slice CT for dual-energy CT （DECT）， the imaging characteristics of patients in the two groups were observed， and the serum uric acid erythrocyte sedimentation rate and C-reactive protein （CRP） in the two groups were compared. The sensitivity， specificity， positive predictive value， negative predictive value and diagnostic coincidence rate of urate crystal （MSU） detected by DECT were analyzed. Result： There were no significant differences in gender， age， ESR， and CRP between the two groups （P>0.05）; serum uric acid （SUA） in the experimental group was higher than that in the control group， the difference was statistically significant （P<0.001）. The sensitivity， specificity， positive predictive value and negative predictive value of MSU were 84.0%， 86.7%， 91.3% and 76.5% respectively， and the diagnostic coincidence rate was 85.0%. The positive rate of MSU crystallization in the experimental group was higher than that in the control group， the difference was statistically significant （字2=38.315， P<0.001）. Conclusion： The 320-slice CT dual-energy imaging technology can clearly show the deposition location， distribution， and degree of bone destruction near MSU crystals， it has high sensitivity， specificity and reliability for the detection of urate crystals， and is safe and non-invasive， the diagnosis of gouty arthritis is of great value.

[Key words] Gouty arthritis Dual-energy CT MSU crystallization

First-authors address： The Sixth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University， Qingyuan 511518， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2020.17.033

机体内紊乱的嘌呤代谢和/或排泄减少的尿酸所导致的较长时间的尿酸升高与痛风关系密切，当尿酸浓度超过饱和值时会析出尿酸盐结晶，沉积于肌腱韧带附着点、滑膜滑囊、关节软骨等处，从而引起组织的一系列异物炎症反应发生[1]。近年来国内外研究均发现，痛风发病率呈现出一种逐年递增的趋势[2]，临床特征表现主要包括无症状、急性和慢性痛风性关节炎，痛风石的形成，以及后期出现的关节骨质破坏、关节变形及运动障碍。关节镜穿刺抽吸术发现尿酸盐（MSU）结晶是诊断痛风性关节炎的“金标准”[3]。但该检查会伴有创伤、滑液MSU结晶少，部分关节难以穿刺时会导致漏诊，即诊断的假阴性增加，特别是对特征不典型的患者容易漏诊，错过最佳的治療时间与机会。用血尿酸值对痛风性关节炎进行辅助诊断，其敏感度、特异度均较低[4]，因此对痛风性关节炎做出明确诊断是一个难题。双能量CT（dual-energy CT，DECT）能特异性识别MSU结晶，有国内外学者认为DECT对于痛风性关节炎的诊断提供一定的参考价值[1-3]。以往研究使用双源CT双能量成像，本研究使用320排CT双能量成像技术在痛风患者MSU结晶沉积的影像学特征，探讨320排CT双能量成像检测MSU结晶对痛风性关节炎的意义。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年1月-2020年2月因外周关节疼痛在清远市人民医院就诊的患者80例，将50例符合文献[5]中的痛风分类标准的患者归为试验组，同一时期经临床诊断为非痛风的30例患者归为对照组。（1）试验组纳入标准：①均选择符合美国风湿协会（ARA）分类标准的患者;②入院后完成320排CT双能量成像检查，且临床及影像学资料完整。（2）对照组纳入标准：①经临床检查，患者患有其他关节病;②入院后完成320排CT双能量成像检查，且临床及影像学资料齐备完整。（3）两组的排除标准：①继发性痛风者;②器官功能衰竭，生命体征较差者。患者均签署同意书，且本研究已获本院相关的伦理委员会同意。

1.2 检查方法 采用东芝320排CT对患者有临床症状的关节进行DECT检查。包括腕关节、肘关节、双侧手部、髋关节、膝关节、踝关节及足部。扫描参数：扫描上肢（手部/腕/肘关节）时，球管电压130/80 kV，球管电流100/320 mAs;扫描下肢时（髋/膝/踝/足部），球管电压130/80 kV，球管电流100/570 mAs。螺距均为0.5，层厚为0.5 mm。采用东芝Aquilion ONE工作站，将扫描数据载入后处理工作站“Dual Energy”模块，选择“DE Stone Analysis”及“DE Image View”程序，使用预设好参数值，设定MSU晶体CT值范围150～500 HU。骨松质标记为紫粉色，骨密质标记为蓝色，MSU为绿色。用多平面重组（MPR）及容积再现（VR）等技术进行图像重建。

1.3 图像评价 采用双盲法，由本院高年资的两名影像科的医师对本研究患者独立的阅片，若两名医师的结果不同，则由两名医师商议后给出结果。通过多平面重建（MPR）等方式分析本研究DECT图像，包括MSU结晶沉积、骨质破坏、关节腔积液、软组织改变。DECT显示关节腔、关节囊、滑膜囊、肌腱及韧带走行处及关节周围软组织呈现的绿色伪彩均认为MSU结晶沉积;将血管壁钙化、指甲及皮肤轮廓形成的绿色伪彩视为伪影。外周关节全部进行双侧检查，任一部位MSU结晶阳性则会视为DECT检查呈阳性。

1.4 观察指标 （1）分析两组临床资料，包含性别、年龄、血尿酸浓度（SUA）、血沉（ESR）和C反应蛋白（CRP），其中男性SUA正常值低于420 μmol/L，女性SUA正常值低于360 μmol/L。（2）观察试验组的病变部位和病变关节CT表现，病变关节CT表现包括骨质侵蚀、破坏，关节间隙狭窄或脱位、关节囊或腔积液、软组织肿胀及MSU结晶分布、形态。（3）DECT诊断价值的评价指标包含敏感度、特异度、阳性及阴性预测值、诊断符合率。通过绘制DECT检测、临床确诊的接受者工作特性（ROC）曲线进行评价。

1.5 统计学处理 运用SPSS 20.0统计学软件分析资料，试验组及对照组年龄、SUA数据符合正态分布且方差齐，使用（x±s）表示，比较采用t检验;计数资料和分类资料用率（%）表示，比较采用字2检验;试验组及对照组ESR、CRP数据呈非正态分布，以M（P25，P75）表示，比较采用Mann-Whitney U检验。绘制ROC曲线，计算曲线下面积（AUC）及95%CI。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组临床资料比较 两组的性别、年龄、CRP、ESR比较，差异均无统计学意义（P>0.05）;试验组的SUA高于对照组，差异有统计意义（P<0.001）。见表1。其中试验组尿酸高于正常的阳性率达86.0%（43/50）。

2.2 试验组痛风性关节炎部位及表现 试验组50例患者共检查双侧59个部位，其中双腕关节2例、双手部5例，双髋关节2例、双膝关节20例、双踝关节15例、双足部15例。痛风MSU结晶沉积导致穿凿样骨质破坏25处，关节间隙狭窄不对称37处，关节腔积液12处，软组织肿胀21处。DECT显示骨质、关节囊及关节腔、肌腱等部位MSU结晶沉积分布呈斑片状54处，结节状36处，点状样98处。

2.3 DECT对MSU结晶的诊断价值 试验组50例患者检出MSU结晶沉积42例，均为真阳性，对照组30例患者检出MSU结晶沉积4例，手部2例，腕关节2例，均为假阳性。DECT对MSU结晶的敏感度为84.0%，特异度为86.7%，阳性预测值为91.3%，阴性预测值为76.5%，诊断符合率为85.0%。试验组MSU结晶阳性率为84.0%（42/50），高于对照组的13.3%（4/30），差异有统计学意义（字2=38.315，P<0.001），见表2。AUC为0.85，95%CI（0.76，0.95），DECT检查的准确度较高，见图1。

3 讨论

国内外研究陆续提出DECT对诊断痛风性关节炎有参考意义，有学者提出随着软硬件不断更新，关节穿刺有可能被DECT检查取代，进而成为金标准[6]。双能量CT已被证实为安全、无创的成像技术。320排CT双能量成像技术是东芝公司推出的新成像技术，与以往双能量CT有所不同，其工作原理是：在双能量成像模式下，扫描时一个球管能发出两组不同能量（130 kV及80 kV）的射线，通过不同组织对X线能量产生的不同的衰减特性，获得两组扫描区域内有组织特异性的图像。相比于单能量CT扫描，图像分辨率更高和材料分辨能力更好，且不增加射线照射剂量[7]。将采集到的薄层图像传送到后处理工作站进行多平面重组，并对不同组织进行颜色标记，骨松质以紫粉色显示，骨密质以蓝色显示，MSU结晶以绿色显示。常见伪影主要包括：指（趾）甲、皮肤、运动、亚毫米、射影硬化及血管钙化伪影等[5]，其中，指（趾）甲伪影最常见，其次是皮肤伪影，可对后处理软件中尿酸与空气及骨质在单位像素的最小距离进行调整，以此来减少伪影[8]。

本研究对使用320排CT对80例患者分析，DECT诊断痛风性关节炎的价值评价指标结果：敏感度为84.0%，特异度为86.7%，阳性预测值为91.3%，阴性预测值为76.5%，诊断符合率为85.0%，比陈佳杰等[4]通过使用双源CT对53例患有痛风性关节炎的患者行进行DECT扫描，得出结果略低。可能与单源CT与双源CT在设计上有差别及研究组内患者的检查关节部位组成不一样有关。320排CT双能量成像对痛风性关节炎的诊断准确性还是很高的。

本研究结果显示，两组患者的性别比较，差异无统计学意义（P=0.826）。试验组内男性发病率比女性明显高，可能与女性体内雌激素能促进尿酸排泄及男性抽烟、饮酒以及喜食高蛋白和嘌呤等食物相关。过重、肥胖的人群增加了罹患高尿酸血症的危险程度，而对于改善患者的血尿酸水平和患痛风的风险，减轻体重和锻炼是非常有用的[9]。试验组内患者的平均年龄较大，除了老年人尿酸代谢率降低外，也与老年人MSU结晶析出的阈值降低有关[10]。

本研究结果显示，试验组患者SUA高于对照组，差异有统计学意义（P<0.001）。由于患者的SUA升高进一步导致MSU结晶析出沉积于机体的关节以及周围的软组织，从而引起炎症反应的疾病被称之为痛风性关节炎[11]。不同个体间MSU结晶析出的阈值不一样，但对个体而言，SUA值越高，越接近MSU结晶析出阈值。本研究显示，试验组尿酸高于正常（男性最高值为420 μmol/L，女性最高值则为360 μmol/L）的阳性率达86.0%（43/50）。痛风的重要危险因素之一为血尿酸，然而，并非所有患者的SUA值都高于正常值，即使患有高尿酸血症，也并不是一定会导致痛风。血尿酸值诊断痛风的特异度与敏感度较低[12-13]。关节镜穿刺抽吸术不仅设备要求高，操作有创，成功率低，而且取样困难，往往假阴性率高，导致误诊率高[14]，因此行DECT检查具有重要的临床意义。

本研究结果显示，两组患者ESR、CRP比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。ESR、CRP均是非特異性炎症标志物，具有极高的敏感性，对评估炎症程度，病情变化具有重要的临床意义。CRP作为肝脏合成急性时相反应蛋白之一，出现炎性反应时CUP则会提高，据此可以对炎性反应进行准确鉴别[15]。

本研究试验组中42例患者关节周围可见MSU结晶沉积，DECT及其多平面组及VR图可清晰、直观显示MSU结晶的大小、形态、沉积部位及分布特点，周围骨质侵蚀、关节间隙改变及软组织损伤，为临床诊疗提供有力的影像学依据。

本研究试验组中膝关节MSU结晶检出较高，踝关节、足次之，与既往文献[16]研究结论一致度较高。较少有MSU结晶在髋关节、肩关节以及中轴骨中沉积的研究报道，其可能受到80 kV的噪声和伪影的干扰[17]。对照组中4例DECT诊断呈假阳性，为手及腕关节病例，提示在手部、腕关节DECT检查特异度较低，需密切结合生化、临床表现确诊。

痛风性关节炎需与类风湿性关节炎、退行性关节炎、创伤性关节炎及假痛风进行进一步的鉴别。MSU结晶沉积可以作为主要的鉴别点[18]。痛风性关节炎还可以与其他关节病共存，从而混淆诊断[19]。

本研究所存在的局限性如下：（1）收集的患者病例数较少;（2）未对痛风性关节炎进行临床分期研究;（3）本研究未探讨患者的体重指数与MSU沉积之间的相关性，尚需进一步研究。

综上所述，320排CT双能量成像技术能直观显示MSU结晶沉积，对痛风性关节炎MSU结晶检出、诊断等具有较高的敏感度、特异度和可靠性，且安全、无创，对于痛风性关节炎诊断具有重要价值。

参考文献

[1]张惠娟，林禾，马明平，等.双能量CT双技术在痛风的应用价值[J].临床放射学杂志，2016，35（3）：432-436.

[2]胡慧娟，廖美焱，田志雄，等.双源CT痛风识别技术在检测尿酸盐沉积中的应用[J].中华放射学杂志，2012，46（12）：1101-1104.

[3] Schumacher Jr H R，Becker M A，Edwards N L，et al.Magneticresonance imaging in the quantitative assessment of gouty tophi[J].International Journal of Clinical Practice，2006，60：408-414.

[4]陈佳杰，张亚斌，李博，等.双能量CT检测高尿酸患者尿酸盐结晶的临床价值[J].中国医学影像学杂志，2018，26（12）：924-927.

[5] Neogi T，Jansen T L，Dalbeth N，et al.2015 Goutclassificationcriteria： an American College of Rheumatology/European League Against Rheumatism collaborative initiative[J].Ann Rheum Dis，2015，74（10）：1789-1798.

[6] Nicolaou S，Yong-Hing C J，Galea-Soler S，et al.Dual-energy CT asa potentialnew diagnostic toolin the managementof goutin theacutesetting [J].Am J Roentgenol，2010，194（4）：1072-1078.

[7]王素青.磁共振成像在膝关节痛风性关节炎诊断及病情评估中的应用价值[J].实用医技杂志，2012，19（12）：1265-1266.

[8] Mallinson P I，Coupal T，Reisinger C，et al.Artifacts in dual-energy CT gout protocol：a review of 50 suspected caseswith an artifact identification guide[J].Am J Roentgenol，2014，203（1）：W103-W109.

[9] Mahmoud H H，Leverger G，Patte C，et al.Advances in the.management of malignancy-associated hyperuricaemia[J].Br J Cancer，1998，77（Suppl 4）：18-20.

[10]赖超，余辉，向子云，等.双能量CT痛风识别技术评估痛风性关节炎的临床应用研究[J].医学信息，2018，31（24）：52-58，62.

[11] Bayat S，Aati O，Rech J，et al.Development of a Dual Energy Computed Tomography coring System for Measurement of Urate Deposition in Gout[J].Arthritis & Rheumatology，2016，68：769-775.

[12]張唯唯，张华.双能成像技术的最新进展[J].中国医疗设备，2012，27（9）：8-12.

[13] Johnson T R，Weckbach S，Kellner H，et al.Clinical image：dual-energy computed tomographic molecular imaging of gout[J].Arthritis Rheum，2007，56（8）：2809.

[14]徐露.双能量CT评估痛风性关节炎尿酸盐沉积的临床应用研究[D].广州：南方医科大学，2015.

[15]陈婷雁.C反应蛋白与超敏C反应蛋白的检测及其临床意义分析[J].饮食保健，2018，5（50）：314.

[16]胡永勤，吴坚.血清胱抑素C和尿微量白蛋白与肌酐比值对痛风患者早期肾功能损伤的诊断价值[J].医学临床研究，2013，30（2）：282-284.

[17]曹国平，罗松，邓小毅，等.双源双能量CT成像在痛风诊断和治疗中的研究进展[J].广西医学，2019，41（6）：755-757，765.

[18]刘力，金梅，沈剑，等.双能CT彩色编码技术对痛风患者尿酸盐沉积的应用价值研究[J].CT理论与应用研究，2016，25（3）：339-348.

[19] Sack K.Monarthritis：differential diagnosis[J].Am J Med，1997，102（1A）：30S-34S.

（收稿日期：2020-04-16） （本文编辑：张爽）