双源双能量CT成像技术在痛风诊断中的作用

高秀林，张莉芸，张丽卿

(1.山西医科大学汾阳学院 临床医学系，山西 汾阳 032200；2.山西白求恩医院 风湿免疫科，山西 太原 030001；3.山西省汾阳医院 风湿科，山西 汾阳 032200)

0 引言

痛风是由于嘌呤代谢紊乱或者尿酸排泄障碍引起高尿酸血症的一种常见的免疫相关性疾病[1]，当血尿酸水平持续升高，浓度超过其在体内的饱和度时就会出现尿酸盐晶体析出。尿酸盐晶体的沉积不仅能诱发痛风的急性发作，长期也可致痛风石形成，进而引起关节骨质破坏、关节间隙狭窄、关节畸形和功能障碍[2]，严重者可发展为痛风性肾病，甚至肾功能衰竭，严重影响患者的生活质量[3]。因此，痛风的早期诊断尤为重要。目前常用的诊断技术的各有利弊，随着人们健康意识的提高和现代医学科技的发展，无创、便捷、有效的检查手段越来越受到人们的重视。双能量CT(dual-energy CT,DECT)成像技术可以通过两个不同能量的球管发出射线，根据组织衰减差异特异性来区分尿酸盐结晶[4]。本研究探讨DECT成像技术对疑诊痛风患者的诊断价值，以期为该病的临床无创诊断提供依据和指导。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2019年6月至2020年12月山西白求恩医院风湿免疫科收治的疑似诊断痛风患者83例，其中男74例，女9例；年龄22～81岁，平均（40.6±13.5）岁；病程1天至15年，平均（4.2±1.6）年；血尿酸167.5～842.0µmol/L，平均血尿酸（491±130）µmol/L。纳入标准：①行DECT检查，且临床资料、实验室数据、影像学资料完整；②经本校医学伦理委员会同意，对该研究知情并签署知情同意书。排除标准：①因肾衰竭、血液病、恶性肿瘤和铅中毒等所致的继发性痛风；②合并严重精神性疾病，无法配合临床医师完成病史采集与体格检查者；③合并其他疾病症状严重者；④依从性较差者。

1.2 DECT检查和阅片方法

所有患者均行受累关节区DECT检查。采用德国Siemens公司的双能量CT机（Somatom Definition Flash）进行扫描，基于三物质分离算法，DECT图像中可同时显现骨、尿酸盐结晶和软组织，并赋予不同伪彩。DECT检查结果中，若绿色标志物出现在关节腔和关节周围滑膜囊、软组织、肌腱及韧带等处，则视为尿酸盐结晶，认为DECT结果阳性；运动、血管钙化以及皮肤、指甲、足跟等角质层比较厚的部位出现绿色标志物，则界定为伪影，视该DECT结果为阴性。

DECT结果由3名影像学主治医师以上者采用双盲法独立完成，若诊断结果不一致，按照少数服从多数原则得出结论。

1.3 “金标准”检查

所有患者均行“金标准”检查，即穿刺抽取关节液或痛风石晶体，在偏振光显微镜下发现针状双折光的尿酸盐结晶则确诊痛风，未发现结晶者视为非痛风患者。

1.4 临床医师评估

对于确诊痛风患者，由3名风湿免疫科主治医师以上者在不了解影像学检查的情况下，通过对患者进行病史采集和体格检查评估其尿酸盐结晶沉积情况，包括受累部位和数量，意见不统一时按照少数服从多数的原则。

1.5 统计学处理

对所收集的数据采用SPSS 21.0进行统计并分析，计量资料满足正态分布用（）表示，两者间比较采用独立样本t检验；计数资料用构成比或率表示，两者间比较采用χ2检验。以灵敏度、特异度、阴性预测值、阳性预测值、Kappa值评估诊断价值。建构ROC曲线，并计算曲线下面积和95%可信区间（Confidence Interval,CI）。P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 DECT对痛风患者尿酸盐结晶的诊断价值

83例疑诊痛风的患者中，经关节腔穿刺确诊痛风者65例，非痛风者18例；经DECT成像技术诊断痛风者63例，非痛风者20例。DECT成像技术诊断痛风的灵敏度为92.31%，特异度为83.33%，阴性预测值为75%，阳性预测值为95.24%；Kappa值为0.73；ROC曲线下面积为0.88（95%CI[0.77～0.99]，P<0.01），见表1和图1。

表1 DECT检查与金标准检查诊断痛风结果比较（n=83，例）

图1 双能量CT成像技术诊断痛风的ROC曲线

2.2 DECT与临床体格检查发现尿酸盐结晶的对比

65例痛风患者在自述疼痛部位行DECT检查，发现尿酸盐结晶沉积于足踝关节、膝关节、手腕关节、肘关节的比例分别为98.21%（55/56），100%（34/34），92.00%（23/25），83.33%（5/6）。DECT发现尿酸盐结晶沉积共502处，形状不规则，多呈点状，也有结节状和斑片状等，最大者19mm*10mm*3mm，最小者2mm*1mm*1mm。其中，足踝关节281处（55.98%），膝关节72处（14.34%），手和腕关节134处（26.69%），肘关节15处（2.99%）。

临床医师根据询问病史和体格检查认定尿酸盐结晶沉积部位为114处，其中，足踝关节67处（58.77%），膝关节8处（7.02%），手和腕关节35处（30.70%），肘关节4处（3.51%）。DECT成像技术检出尿酸盐结晶沉积数目是临床体格检查发现数目的4.40倍。

2.3 DECT在痛风不同发病阶段对关节病变检出率的比较

DECT检查对慢性间歇期痛风患者尿酸盐结晶和骨质破坏的检出率均高于急性期患者（P<0.05），见表2。

表2 DECT检查对痛风患者不同发病阶段关节病变检出率比较 [n(%)]

3 讨论

痛风是一种最常见的炎性关节疾病[5]，以关节滑液和组织中尿酸单钠晶体沉积为特征，嘌呤代谢紊乱和（或）高尿酸血症、炎症小体过度激活为其主要病理基础[6]。其临床表现除了高尿酸血症外，还包括尿酸盐结晶刺激引起反复发作的急性关节炎、尿酸盐结晶长期反复刺激的慢性关节炎、痛风石的形成和关节畸形以及痛风性肾病[7]。近年来，由于经济的迅速发展、人们生活方式和饮食结构的变化以及药物的利用（如利尿剂等），痛风患者人数显著增加[8]。此外，痛风患者常常伴随着机体代谢异常，易合并高血压、肥胖症、高脂血症、2型糖尿病和代谢综合征等，导致心力衰竭、冠心病、肺栓塞、深静脉血栓、卒中等心血管病发生率升高[9]，随着疾病进展以及病情延长，患者生活质量逐渐下降，且痛风还和抑郁症呈正相关[10]。因此，痛风的早期诊断和及时干预对减少并发症、减少关节功能障碍尤为重要[11]。

血尿酸水平的升高是诊断痛风的重要指标，但是只有5%～12%的高尿酸血症会发展为痛风，急性痛风发作者中约40%的人血尿酸水平是不升高的，这就为仅凭借高尿酸血症诊断痛风增加了难度。诊断痛风的特异性表现为尿酸盐晶体沉积，既往诊断痛风的“金标准”为关节滑液抽吸或痛风石镜检查，2018年版EULAR指南也推荐但凡有条件或者在诊断不明确的情况下，均建议行关节滑液检查和尿酸盐晶体镜检查[12]。但是该方法为有创性操作，患者的可接受程度低，且对医师穿刺和镜检技术要求较高，部分小关节取样困难，无法实施，导致假阴性增加，而且可能会引起出血、感染等，因此，将该方法作为常规的诊断方法，普及起来有困难。X线、CT、MRI和超声也有助于痛风的诊断，但是X线只能为较大的骨质破坏提供诊断依据，在痛风发作早期，X线只表现为关节周围的软组织肿胀，关节之间的关系无异常，且不能将尿酸盐结晶与周围组织进行很好的区分，因此，X线诊断早期痛风敏感性较差，仅对中晚期痛风钙化比较明显的结节敏感性高[13]；传统CT可以显示骨质的细微改变，能清楚显示痛风石，但是对骨髓腔内结构和周围的软组织显示不清，对早期痛风诊断有一定的局限；MRI能够发现早期患者骨髓腔内改变、滑膜炎、软骨损伤以及关节周围软组织的肿胀，组织分辨率较高，能够多角度、多方位和多序列进行成像，但是其特异性较差，对钙化显示率较低，不能将痛风性关节炎和其他炎性关节病有效区分，且费时、价格昂贵[14]；超声可以显示微小尿酸盐结晶、滑膜炎、滑膜增生、关节积液、骨质破坏等，能够区分尿酸盐与焦磷酸盐结晶，对于痛风的鉴别诊断意义较大，且无辐射、价格便宜、便于动态观察，但是超声对医师的操作技术依赖性强，视野较局限，可重复性略差，对痛风石体积衡量不太准确，且无法准确评估痛风石和周围组织的关系[15]。

DECT技术是近年来发展起来的一项新型无创成像诊断技术，它可以根据不同物质能量衰减不同的特性对物质进行区分，并基于三物质分离算法，通过两套输出不同能量的球管同时、快速地对被检部位进行扫描，利用组织衰减差异特征，对应的两套探测器会采集到两组不同数据，将这些数据传递至配套的工作站，进行三维重建，从而得到一组信息相对完整的组织特异性图像，利用不同颜色标记区分不同物质，一般情况下骨皮质标记为蓝色，骨松质标记为紫色，尿酸盐结晶标记为绿色，从而对疾病的定性诊断提供依据，利于医师将尿酸盐结晶与周围不同组织区分开来，并对其沉积部位、数量、范围准确评估；另外，将双能量三维融合减影图像与软件测量工具相结合，可以对尿酸盐结晶的体积进行测量和计算，可识别的最小晶体直径小于3mm[16]，对于单个关节或是整个扫描区域内的尿酸盐结晶沉积的总量都可以进行计算，从而对关节区域尿酸盐结晶沉积负荷进行评估，起到定量分析的作用，为疾病早期诊断和动态监测病情提供重要依据。上述特征使得2018年EULAR的痛风诊断建议中也突出强调了双源CT检查的必要性和重要性[12]。

本研究83例疑诊痛风的患者中，经关节滑液穿刺抽吸或痛风石镜检确诊痛风者65例，非痛风者18例；经DECT成像技术诊断痛风者有63例，非痛风者20例。DECT成像技术诊断痛风的灵敏度为92.31%，特异度为83.33%，阴性预测值为75.00%，阳性预测值为95.24%。与余锡煌等[17]的研究结果基本一致，其对疑诊痛风的64例患者行DECT检查和“金标准”检查，最终证实其中58例为痛风患者，诊断痛风的灵敏度为93.1%，特异度为100.0%。出现假阴性可能的原因为患者初次发病、病程<4周、降尿酸治疗的影响，出现假阳性可能的主要原因为患者为晚期膝关节炎。本研究中Kappa值为0.73，ROC曲线下面积为0.88（95%CI[0.77～0.99]，P<0.01），说明DECT成像技术诊断痛风有很好的敏感性、特异性和准确性，与“金标准”一致性较高，具有较高的诊断价值，但是该检查无创、快速、对操作者的依赖性较低，在一定程度上可以替代“金标准”，可以作为痛风重要的无创性诊断手段之一。本研究中DECT发现尿酸盐结晶沉积共502处，是临床体格检查发现数目（114处）的4.40倍，与段艳峰[18]和Choi[19]等发现的结果基本一致，说明DECT发现尿酸盐结晶的能力更强，更灵敏，可以更早地发现一些临床上难以发现的尿酸盐晶体的沉积，为临床及时干预提供依据。DECT检查对慢性间歇期痛风患者尿酸盐结晶和骨质破坏的检出率均高于急性期，说明DECT对慢性间歇期患者的检测效果更好，可能与慢性间歇期患者病程较长，尿酸盐结晶沉积更多有关，后续可扩大样本量进一步验证该结果。研究发现痛风石沉积位置对骨质破坏的形成和严重程度影响较大，骨质内尿酸盐晶体沉积的越多，骨质破坏就越严重。一般情况下，骨质破坏常见于关节外，骨质破坏关节内的现象较少见且较小，而对形成骨质破坏影响最大的类型是骨内痛风石，关其次为节内痛风石，影响最小的是软组织内痛风石[20]。Chhana等[21]对两具尸体进行病理检查和DECT检查，其中一位为82岁的痛风患者，另一位为89岁未罹患痛风者，对比结果发现DECT检查结果和病理结果相一致，并且骨质破坏情况与痛风石存在的位置有高度相关性。

本研究的不足之处：①样本量不足，结果可能与总体之间存在误差；②随访时间短，未能对尿酸盐结晶体积变化结果进行收集和分析；③未与其他影像学对比，后续应该加强多中心合作、加大样本量、多种方法对比或联合检测，并进行长时间随访调查研究。

综上所述，本研究证实DECT成像技术诊断痛风具有较高的敏感性、特异性，与“金标准”符合率较高，可靠性好，能够有效地减少误诊和漏诊，而且检查所需时间较短、费用较低、无创、对操作者的依赖性相对较小，患者易于接受；同时DECT成像技术还能准确地检测出患者体内尿酸盐结晶沉积的部位、数量和体积，有利于医生对骨质破坏情况进行评估，也有助于对患者的病情动态评估，为后期随访治疗提供依据，具有较高的临床应用价值。