剪切波弹性成像技术鉴别痛风性关节炎与非痛风性关节炎的可行性研究*

杨慧慧，黄小莉△，郑红雨，蓝 蓓，曾欣欣，蒙伟宇

（1.广西壮族自治区人民医院超声科，南宁 530021；2.广西医科大学，南宁 530021）

痛风性关节炎（gouty arthritis，GA）是由于尿酸代谢异常导致晶体沉积于关节内或周围诱发的炎性关节病，可引起急、慢性关节炎反复发作，导致骨质破坏、关节畸形和功能障碍，近年来患病率逐渐升高[1-2]。诊断GA的金标准是穿刺抽吸行偏振光微镜下发现尿酸钠晶体，但其为有创操作，且易出现假阴性结果，临床通常不作为首选检查。高频超声目前被广泛用于检测GA，GA的特异性超声特征为关节软骨“双轨征”、关节液“聚集征”、肌腱周围强回声[3-5]。但痛风早期，超声表现并不典型，仅表现为关节积液和滑膜增生，这在其他类型关节炎中也可以发生，高频超声很难将GA 与非痛风性关节炎（NGA）鉴别开来。剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）是一种无创、定量评估组织硬度的超声新技术，已应用于乳腺、甲状腺、肝脏、肾脏、肌肉骨骼系统疾病的评估[6-10]。然而，SWE对GA的应用研究尚少见报道，本研究通过比较两组间各参数的差异，评估SWE 鉴别GA 与NGA 的可行性，现将结果报道如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取广西壮族自治区人民医院2020 年2～12 月收治的GA 患者82 例（GA 组，109 个关节）和NGA患者25 例（NGA 组，51 个关节）作为研究对象。病例纳入标准：（1）所有GA患者均符合2015年欧洲抗风湿联盟（EULAR）和美国风湿病学会（ACR）联合发布的痛风分类标准[11]；（2）所有NGA 患者符合ACR 指南的诊断标准或病理学诊断；（3）有完整的临床资料。排除标准：（1）存在两种或多种关节疾病；（2）有恶性肿瘤放化疗史；（3）患者依从性差。其中GA 组男76 例，女6 例；年龄20～87 岁，平均（53.70±17.05）岁；体重指数（Ibm）15.57～31.44 kg/m2，平均（23.94±2.82）kg/m2；跖趾关节50个，踝关节17个，膝关节16个，掌指关节8个，腕关节13个，肘关节5 个。NGA 组男12 例，女13 例；年龄16～71 岁，平均（47.00±15.29）岁；Ibm 18.61～26.42 kg/m2，平均（22.41±2.11）kg/m2；类风湿性关节炎13例，骨性关节炎5 例，未分化的关节炎4 例，银屑病关节炎3例，其中跖趾关节5个，踝关节6个，膝关节13 个，掌指关节15 个，腕关节 8 个，肘关节4 个。本研究已取得本院医学伦理委员会批准，所有患者均已签署知情同意书。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器 采用超声科Surpersonic Aixplorer 型超声诊断仪，线阵探头，频率4～15 MHz，配备剪切波弹性成像功能，弹性模量值范围为0～600 kPa。

1.2.2 常规超声及SWE检查 患者取坐位，膝盖屈曲，于肿痛关节处垫一块厚7 mm 的导声垫进行超声扫查，根据关节滑膜的超声表现，将GA组分为无聚集体组、聚集体组及痛风石组。在肿痛关节纵向平面上选取最大滑膜厚度处放置取样框获得SWE图像，启动定量分析系统（Q-BOX）测量，取样框设定直径2.0～4.0 mm，以kPa为单位自动获得弹性模量平均值（Emean）、最大值（Emax）、最小值（Emin）和弥散度（ESD），重复测量3次取平均值，用于统计分析。

1.3 统计学方法 采用SPSS 22.0软件进行数据分析，计数资料以百分率（%）表示，组间比较采用χ2检验；计量资料先行正态性检验，符合的计量资料以均数±标准差（）表示，两组间比较采用独立样本t检验，多组间比较采用方差分析，SWE各弹性模量值对GA的诊断效能用受试者工作特征（ROC）曲线进行分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 常规超声表现

NGA 组（51 个关节）超声表现为关节腔内低回声；GA 无聚集体组（57 个关节）超声表现关节腔内低回声，未见点状强回声；聚集体组（25 个关节）超声表现为关节腔内见散在分布点状强回声；痛风石组（27 个关节）超声表现为表现为关节腔内团块样强回声并伴有明显声影。

2.2 NGA组与GA组、GA各亚组弹性模量值比较

GA 组中Emax、Emean、Emin 和ESD 明显高于NGA组（P＜0.001）（表1）。GA组中无聚集体组、聚集体组和痛风石组的Emax、Emean、Emin和ESD均高于NGA 组（P＜0.001）。GA 各亚组间Emax、Emean、Emin 和ESD 两两比较，差异均有统计学意义（均P＜0.001）（表2）。NGA 组与GA 各亚组肿痛关节滑膜的SWE图像，见图1。

图1 NGA组与GA各亚组肿痛关节滑膜的SWE图像

表1 NGA组与GA组弹性模量值比较

表1 NGA组与GA组弹性模量值比较

表2 NGA组和GA各亚组弹性模量值比较

表2 NGA组和GA各亚组弹性模量值比较

与NGA组比较，*P＜0.001

2.3 各弹性模量值诊断界值的比较

根据NGA组和GA无聚集体组绘制ROC曲线，结果表明，以Emax＝68.50 kPa作为截断点，ROC曲线下面积（AUC）为0.906（95%CI:0.848～0.965），灵敏度为89.5%、特异度为80.4%；以Emean＝42.95 kPa 作为诊断GA 组截断点，AUC 为0.884（95%CI:0.821～0.947），灵敏度为89.5%、特异度为72.5%；以Emin＝30.35 kPa作为截断点，AUC为0.811（95%CI:0.727～0.894），灵敏度为84.2%、特异度为74.5%（图2）。

图2 SWE各弹性模量值诊断GA的ROC曲线

3 讨论

GA 早期治疗可以明显改善预后，提高患者生活质量，因此早期诊断显得尤为重要。但是，GA早期缺乏典型的超声表现，容易与其他疾病引起的关节炎相混淆，因此需要一种可靠且方便的检查方法来辅助诊断。本研究结果发现，GA 组的Emax、Emean、Emin 和ESD 明显高于NGA 组，分析其原因，是由于GA 中尿酸盐晶体沉积使滑膜组织硬度增加，并使滑膜组织成分不均匀所致，与Tang 等[12]研究结果一致。

亚组分析提示，GA 聚集体组和痛风石组的Emax、Emean、Emin、ESD 明显高于GA 无聚集体组、NGA组。这可能是因为聚集体组和痛风石组中尿酸盐晶体沉积和痛风石形成增加了关节腔滑膜组织的硬度和不均质性[13-14]，所以导致Emax、Emean、Emin 和ESD 都较高。痛风石组和聚集体组两两比较，前者弹性模量值明显大于后者。原因在于痛风石的结构比单纯尿酸盐晶体复杂，痛风石由内至外有3层结构组成，中间部分是尿酸盐晶体，周围富含炎症细胞，最外层为纤维血管区[15]。痛风石的炎症细胞层和纤维血管区可刺激肉芽组织增生和不同程度的血管化，从而使滑膜组织硬度增加，滑膜组织成分更复杂化，因此痛风石组的Emax、Emean、Emin和ESD都最高，与Qiao等[16]研究结果一致。

在聚集体组和痛风石组中，常规超声已表现出典型的痛风超声特征，可观察到尿酸盐晶体的沉积和痛风石的形成，GA的诊断较为容易。但GA处于早期阶段时，超声表现往往不典型，仅表现为关节腔内低回声，未见明显点状强回声的尿酸盐晶体，很难区分GA 与NGA，因此确定SWE 在GA 无聚集体组和NGA 组中的鉴别诊断价值尤为重要。本研究结果发现，无聚集体组的Emax、Emean、Emin 和ESD 高于NGA 组，可能是因为无聚集体组中存在体积较小的微结晶，增加了滑膜组织的硬度，但是常规超声难以显示直径小于0.5 mm 的微结晶[17]。本研究根据无聚集体组和NGA 组的数据绘制了ROC曲线，以Emax＝68.50 kPa、Emean＝42.95 kPa、Emin＝30.35 kPa 作为诊断GA 的截断点，其灵敏度分别为89.5%、89.5%、84.2%，特异度分别为80.4%、72.5%、74.5%。本研究中Emax AUC最大0.906，且灵敏度和特异度也最高，说明Emax 诊断效能表现最佳，这与李易凤等[18]研究结果类似。因此，在超声表现不典型时，可以使用SWE鉴别GA与NGA。

综上，剪切波弹性成像对GA与NGA有一定的鉴别诊断价值，可为临床的诊治方案提供重要依据。