多模态超声在痛风性关节炎中的诊断价值

李春歌，王博冉，乔春梅，王 欣，王晓磊

（1.内蒙古医科大学，内蒙古 呼和浩特 010059；2.内蒙古医科大学附属医院超声科）

GA是由于单钠尿酸盐在滑液和其他组织内沉积导致的一种晶体性关节炎，主要与尿酸排泄减少和（或）嘌呤代谢紊乱有关。近年来，随着物质生活的日益丰富，海鲜、牛羊肉等含嘌呤较高的饮食越来越多，肥胖症和代谢综合征等疾病发生率也在增加，这些因素都导致痛风的发病率逐年上升。据统计，痛风的患病率约为总人口的1%～4%。男性发生率明显高于女性[1]。痛风分为四个阶段，包括无症状高尿酸血症期、急性发作期、缓解期和慢性期。临床上这四个阶段之间没有明显的界限，尽早发现并给予恰当治疗可以有效预防病情的反复发作，继而明显改善病人的预后。尽管痛风有如此高的发病率，但仍经常被误诊。既往许多风湿病学专家把高尿酸血症作为确诊痛风的重要标准。但许多高尿酸血症患者并不会发生痛风，甚至不会形成尿酸结晶。事实上，血尿酸超过9mg/dL的人中只有5%会患痛风[2]。因此仅凭高尿酸血症诊断痛风是不准确的。临床上根据患者典型的临床表现及细针穿刺发现MSU晶体可以确诊痛风。但细针穿刺是一种有创检查，患者接受度低。此外，当患者症状不典型时，光凭临床医生的经验诊断痛风十分困难。通常在症状发作数年后才能确诊。

2018年更新的欧洲风湿病联盟关于痛风诊断的建议中指出，当痛风的临床诊断不确定且无法辨认晶体时，应对患者进行影像检查，以了解MSU晶体沉积等情况[3]。目前，影像学对GA的诊断价值越来越高。常用的影像学检查方法包括X线平片、CT、MRI和超声等。MSUS和其他成像方法相比，具有更加全面、安全、有效、经济等优点，不仅可以评估关节和相关结构，还是评估疾病活动性的有力工具。近年来，随着超声技术的不断进步，更小和更高频率探头在MSUS中的应用更有助于观察小关节和微小解剖结构。超声现已逐渐成为许多肌骨系统疾病的常规检查项目之一。

1 灰阶超声在GA中的应用

从1978年加拿大放射学家Peter Cooperberg第一次通过灰阶超声显示膝关节滑膜炎以来，许多研究陆续证实了超声在滑膜炎、滑膜肥大、积液等相关检查中优于临床检查。2015年最新痛风分类标准[4]中，超声和双能源CT被列为痛风分类的评分项目之一。并指出MSUS在诊断晶体相关关节病变时显示了良好的敏感性和特异性。GA有几种特征性的超声表现，包括“双轨征”、“痛风石”和“聚集征”等。“双轨征”是指关节软骨表面的MSU晶体沉积，对诊断GA具有较高的特异性和敏感性[5]。“痛风石”是在关节或软组织内的MSU晶体聚集。超声下表现为局限性不规则形高回声团块，部分后方可伴有声影[5]。“聚集征”也是关节或软组织中的晶体沉积，但还未大到足以被定义为“痛风石”。此外，关节腔积液、滑膜增生和骨侵蚀等也可出现在GA中，但这些表现没有特异性。然而超声检查也存在一些问题。首先，超声对痛风慢性期敏感性较高，但在痛风早期，如果没有“双轨征”等特异性征象出现，超声的敏感性有限。其次，很多患者同时存在增生滑膜与积液，灰阶超声目前主要采用探头加压的技术区分二者，但在关节积液较少或积液较深等情况下挤压困难，难以区分。再次，灰阶超声对于操作者依赖性高，结果主要依靠检查者的主观判断。且治疗前后“痛风石”等征象短期内在灰阶超声图像上往往变化甚微，不仅灵敏度不高且不能准确量化。

2 彩色多普勒成像在GA中的应用

灰阶超声在检测急性滑膜病变方面作用有限，而彩色多普勒成像可以通过评估滑膜组织的血运来区分活动和非活动性滑膜组织，对GA的诊断和监测具有很大潜力。GA急性期和慢性期急性发作时滑膜内血管增生显著[6]，彩色多普勒成像往往表现为滑膜内丰富的血流信号，因此常用于监测GA的急性发作，评估治疗效果。但这些表现没有特异性，也可以出现在其他关节疾病中。此外，彩色多普勒成像只能对血供情况进行半定量分级，不仅增加了人为因素导致的误差，也不利于治疗前后的疗效比对。

3 超声成像新技术

近年来，剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）、超声造影（contrast-enhanced ultrasonography，CEUS）、萤火虫成像和三维成像等新技术在肌骨领域的应用逐步展开。既弥补了MSUS的不足，又有助于病情活动度评估及微小病变的检出。

3.1 剪切波弹性成像（SWE）

SWE是对超声脉冲发射的定向剪切波的传播速度进行测量的动态过程，剪切波速可以量化为杨氏模量，反应组织弹性的差别。继而获得生物组织弹性、硬度等反应机械特性的定量信息。通过这种检查技术可以将关节内沉积的MSU晶体变化转为数值比较。近年来，越来越多的研究证实了SWE对包括痛风在内的肌骨系统疾病的诊断价值。一方面，临床上对于GA不同时期的治疗方案不同。但灰阶超声有时难以准确分期。Wang Qiao等[7]研究发现，GA临界期组患者受累关节滑膜的杨氏模量明显高于急性期组，而两组间灰阶超声表现无显著性差异。这表明SWE有助于GA分期，临界期组的滑膜硬度明显高于急性期组。另一方面，当临床症状不典型时，不同疾病导致的关节炎可能有相似的超声表现，应用SWE可以辅助鉴别。Tang Yuanjiao等[8]指出，SWE可以定量区分痛风性和非痛风性关节炎。GA组各项杨氏模量参数均高于非GA组。此外，当关节积液与滑膜增生同时存在时，灰阶超声有时难以鉴别，通过SWE可清晰显示积液与滑膜的分界。但SWE在临床应用中存在局限性。首先，取样框周围组织的硬度会影响被检查组织的图像。其次，大多数设备要求探头与目标组织之间的距离不能＜1.2mm[9]，这在肌骨超声检查中往往不能满足，需要大量耦合剂或加凝胶垫增加距离，影响了测量准确性。SWE操作过程中需要注意探头位置、压力和方向等，对操作者的要求较高。

3.2 超声造影（CEUS）

CEUS是应用谐波成像原理，利用可压缩气泡振动引起的非线性声学效应增强后散射回声，从而最大限度地提高对比度和空间分辨度。CEUS提高了检测滑膜增生和血管增生等关节炎相关征象的敏感度，并能通过灰阶超声信号强度变化更好地量化炎症性疾病，从而显著提高评估滑膜炎活动度的准确性。对进一步的诊断和治疗具有指导意义[10]。CEUS可以显示组织微小血管血流灌注，继而直接反映关节水平组织病理变化。正常关节脉管系统等组织显示正常，边界清楚；而活动性关节炎微血管增生，炎症活动度越高，滑膜内血流越丰富，血流速度越快[11]。根据这个原理，CEUS也可用于活动性滑膜炎与非活动性关节内增厚的鉴别。此外，CEUS在检测关节内血管方面优于能量多普勒（power doppler ultrasound，PDUS）和彩色多普勒[12]。CEUS可检测到直径＜50μm的血管，而PDUS只能检测直径＞100μm的血管[13]。与彩色多普勒相比，CEUS对低速、低流量血管的显示更明显，能够更早发现病变关节内的血管增生，这对GA的早期诊断有重要意义。通过反应治疗前后受累关节滑膜血流灌注变化，CEUS还可用于监测GA疗效，且比灰阶超声更加敏感[14]。然而CEUS不能同时扫查多个关节，虽然提高了对血流检测的敏感性，但会降低灰阶图像的分辨率。此外，CEUS是一项有创检查，价格较高，且存在潜在不良反应，如呼吸困难，恶心和血压骤变等。这些问题限制了CEUS在临床中的应用和发展。

3.3 萤火虫成像技术

临床应用中，灰阶超声上的微钙化常由于仪器分辨率有限和周围组织的干扰而显示不理想。萤火虫成像作为一种新兴的超声图像后处理技术，可通过计算机深化背景颜色提高微钙化的可视化，从而检测到灰阶超声显示不清的微小钙化。目前萤火虫成像在乳腺癌诊断中的应用价值已得到肯定[15，16]。这为萤火虫成像在GA中的应用奠定了基础。与灰阶超声相比，萤火虫成像对GA内MSU晶体的灵敏度优于灰阶超声，可以明显发现更多结晶体[17]。虽然对于痛风石和较大的钙化灶，萤火虫成像与灰阶超声相比没有明显优势，但GA患者早期大部分仅表现为关节腔或滑膜表面的微小晶体沉积，无急性发作症状者彩色多普勒也往往没有血流信号增多等现象，此时利用萤火虫成像的优势有助于GA的早期诊断。萤火虫成像图像视觉效果强烈，操作方便，具有广泛的应用前景。但同时，由于其使“强的更强，弱的更弱”的运行原理，使得部分组织信号被夸大，从而易对假性钙化造成过度诊断，在应用萤火虫技术时应格外注意[18]。

3.4 超声三维成像

超声三维成像是在灰阶超声成像的基础上进行图像重建，不仅可以获得病变的立体图像，还能发现更小、更隐蔽部位的病变。三维超声成像较灰阶超声图像显示直观，能更准确地显示器官或病变的大小、形态、轮廓及厚度。已有临床研究表明，三维超声和灰阶超声在关节炎症和骨侵蚀[19]方面具有良好的一致性。这使得三维超声在GA中的应用成为可能。此外，三维超声能够定量分析受累关节炎症相关的变化[20]，这对关节炎症活动度的评估及疗效监测有重要意义。与灰阶超声比，三维超声缩短了数据采集时间，不需要反复在病人身上用探头扫查，减小了对操作者的依赖性。此外，三维超声可以立体显示关节内晶体沉积、滑膜炎及骨侵蚀等情况，有助于对GA微小病变的检出。但三维超声也存在局限性。其图像质量取决于灰阶超声采集的好坏，更易受到肺内气体、骨骼等影响因素的干扰。且三维超声操作比较复杂，耗时多，仪器价格昂贵。

综上所述，不同超声检查技术各有所长，但都有一定的局限性。对于GA的检查，X线平片仅能显示骨质破坏、痛风石和较严重的软组织肿胀。CT能显示痛风石及骨病变，但对早期软组织病变不敏感，且对关节腔内的病变显示欠佳。且X线平片和CT还有较大的电离辐射，不能作为常规检查。MRI能显示骨髓水肿、关节积液、滑膜增生、痛风石及骨侵蚀等，但扫描时间长且价格昂贵。超声应用便捷，价格低廉，不仅可以检测GA的活动性，还能评估治疗效果。上述几种超声新技术在GA等肌骨系统疾病中也都有很广泛的应用前景。随着未来更多研究分析多模态超声在GA中的应用价值并不断进行改进完善，将有助于提高GA的早期诊断率。预计未来多模态超声将在GA诊断中发挥越来越重要的作用。