双能CT在痛风诊疗中的应用

韩欣欣，张　昀，刘　炜，李　晨，曾学军

(中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院普通内科， 北京 100730)

ChinJAllergyClinImmunol，2017，11(4)：370- 374

痛风是由于嘌呤代谢紊乱导致血尿酸水平升高从而引起组织损伤的一组疾病，其特征是单钠尿酸盐(monosodium urate，MSU)结晶在关节或其他结缔组织中沉积。关节腔穿刺或痛风石活检找到尿酸盐结晶是痛风诊断的金标准。近年来出现的双能CT(duel-energy computer tomography，DECT)通过双能量级成像，可显示组织中沉积的尿酸盐,对痛风的诊断、治疗和病理探索均具有重要意义。但DECT临床应用时间尚短，经验不足,部分研究发现DECT使用中可能存在一些误诊。本文通过讨论DECT成像问题，多角度解读DECT阳性及阴性结果。

DECT的原理

同一物质在不同能量X线下衰减不同，不同物质在同一能量X线下衰减亦不同。DECT是利用系统中相互垂直的2个球管发出的两种不同能量(140 kV 和80 kV)的射线进行同步螺旋扫描，通过探测器接受后，对不同能量下所采集的各种密度物质的衰减信息(即不同CT值)进行分析的一种成像方法。最终，通过软件重建、按照参数比值区分后，DECT可以将在普通CT扫描中无法区分的物质，用不同颜色的伪彩图形式表示出来，白色为骨皮质，粉色为松质骨，绿色为尿酸盐结晶(图1)。

图1　痛风患者双手DECT，绿色编码为尿酸盐沉积Fig 1　DECT about hands of gout patients, colour-coded images mean urate deposition

DECT的应用

2007年DECT第一次被用于体外结石成分分析[1]。2008年DECT被用于检查冠状动脉狭窄，其敏感度为84%，特异度为94%，为较好的无对比剂、无创检查方式，但由于DECT尚未细化至局部应用，门控时间较长，被随后快速发展的心脏MRI、心肌核素显像等其他检查方法取代[2]。此后，DECT被逐步应用于痛风的诊断中。2012年Choi等[3]最早使用DECT对20例临床诊断为痛风的患者进行扫描，均有阳性发现，而对照组中10例其他关节炎患者结果均为阴性。作者认为DECT可鉴别痛风性关节炎及其他类型关节炎。2015年Michael Toprover等总结131例脊柱痛风患者，129例脊髓层面发现痛风石，多数因怀疑肿瘤行手术，后病理明确为尿酸盐结晶。部分报道中因DECT的应用避免了手术治疗。Dhaese等[4]用DECT在患者胸椎有压痛的地方发现了尿酸盐沉积并予以治疗，症状完全缓解。Parikh等[5]用DECT发现背痛加重的患者腰椎椎体存在尿酸盐沉积，予药物治疗后好转。这说明DECT在一些少见痛风类型(如脊柱痛风)的诊断中意义重大[6]。2015年美国风湿病学会(American College of Rheumatology，ACR)/欧洲抗风湿病联盟(The European League Against Rheumatism，EULAR)的痛风分类标准提出得分制诊断痛风，当得分≥8分时可诊断痛风，其中影像部分提出DECT发现尿酸沉积可得4分[7]。

扫描范围

通常推荐选择双足(最易受累部位)或发现痛风石部位进行扫描，根据程留慧等[8]用DECT对60例无症状高尿酸血症患者检查结果来看，对于无痛风石的疑似痛风患者如何选择扫描部位尚无定论。既往研究中选择双足、关节疼痛部位及所有四肢关节者均存在,高尿酸血症患者尿酸盐沉积部位与关节疼痛发作的部位可能不一致，但跖趾关节仍是最常见的沉积部位。因此对于无痛风石、疑似痛风患者，选择疼痛部位或跖趾关节扫描较为合适。对于某些特殊患者，如肥胖、关节畸形或不常见受累关节进行扫描，需警惕关节超出有效视野(DECT的有效视野为双能源照射交叉点)；双腕、双肘关节需仰卧位扫描，注意患者耐受情况，减少运动[9]。

扫描伪影

伪影即DECT图像上出现的绿色伪彩，并非真正的痛风石沉积。Mallinson等[10]总结90%图像中存在伪影。伪影常出现于皮肤、鼻周、甲周、置换关节的周围组织及腓骨肌腱，其中甲周和皮肤最常受累。扫描过程中易出现运动伪影。可通过减少患者运动和加快门控速度来减少运动伪影。

参数设置

主要包括重建算法、重建技术、CT值设置及参数比值(区别尿酸盐与其他物质的区分度)。Hu等[11]通过用DECT扫描痛风组及对照组中关节疼痛部位，痛风诊断的敏感度及特异度分别为75.2%和92.7%，当下调参数比值，扩大扫描范围后，敏感度及特异度分别为91.9%和85.4%。但该试验未行穿刺进一步验证新发现部位。本院在对怀疑痛风患者进行DECT扫描时，亦发现调整参数比值或CT值后，患者图像阳性部位直径大小不同。使用制造商推荐的专业重建算法与重建技术，调整工作站中参数比值可减少判断误差或错估痛风石大小[12]。

DECT阳性结果分析

DECT发现的绿色结晶提示临床可能为尿酸盐结晶。以下结合金标准(关节腔穿刺结果)对DECT的阳性结果进行进一步解读。

关节腔穿刺结果阳性

DECT结果如经金标准证实，则除证实其对诊断存在重要意义外，在临床实践时还推荐进行以下方面应用:(1)监测尿酸盐负荷：Glazebrook等[13]对94例已确诊的痛风患者行DECT检测，发现其敏感度为100%，特异度为79%～89%。刘炜等[9]研究的37例患者，在查体中发现痛风结节132处，后行DECT发现尿酸盐沉积297处，为查体发现的2.25倍。DECT检查对于广泛痛风石形成患者具有较高的敏感性，同时可发现查体未见或无症状部位尿酸沉积，可用于评估尿酸盐负荷。(2)降尿酸治疗后评估：治疗前后行DECT检查，判断尿酸结晶是否溶解，全身尿酸负荷是否降低。Li等[14]利用DECT的成像技术对31例痛风患者和10名健康受试者进行分析，发现测量不同层面上尿酸晶体的最大横径，可估算其大小，建立了监测组织内尿酸结晶的新的影像学方法。Sun等[15]通过DECT扫描记录44例痛风患者降尿酸治疗前后大、中、小结石数量及最大结石直径，发现DECT对体内尿酸负荷变化有很好的监测作用。Bacani等[16]报道使用DECT监测1例痛风患者降尿酸治疗前后尿酸盐沉积量变化，测得其体积在治疗后减小了90%。提示DECT可发现治疗前后患者尿酸盐沉积量差异。

关节腔穿刺结果阴性

当DECT结果无法被金标准证实时，则需考虑如下原因：(1)操作敏感性低：痛风诊断的金标准为关节腔穿刺发现双折光晶体，DECT结果阳性为发现绿色编码。但DECT阳性而相应部位穿刺结果阴性者是否应予治疗，有待进一步研究。Ahmad等[17]比较DECT与复合金标准(关节腔穿刺阳性和/或符合ACR痛风临床影像诊断标准)在痛风诊断中的敏感性与特异性。其中4例尿酸水平升高患者DECT阳性，但复合金标准为阴性(每个患者符合ACR标准4～5条，12条标准符合6条以上被认为阳性)。综合临床情况予降尿酸治疗后，3例患者症状改善，其中2例血清尿酸水平明显降低，这3例患者被临床医师诊断为痛风，另1例最终除外痛风诊断。提示临床上考虑存在DECT阳性，而ACR标准及关节腔穿刺均阴性的痛风患者。因此，对于DECT阳性、关节穿刺阴性患者，临床医师结合患者的临床表现，若高度怀疑，除外禁忌，可考虑应予降尿酸治疗并随访。(2)严重骨关节炎患者：Bongartz等[18]对40例活动期痛风患者及41例其他类型关节炎患者进行DECT扫描，发现其诊断痛风的敏感度和特异度分别为0.90 和0.83。该试验中假阳性者被证实患有进展性膝骨关节炎。对照组中部分骨关节炎的患者(Kellgren-Lawrence分级3～4级)， 其DECT显示关节软骨中出现绿色编码，但这部分患者无尿酸盐沉积证据或痛风病史。因此，对于存在严重骨关节炎患者，建议进一步结合临床症状及实验室指标进行鉴别。

DECT阴性结果分析

既往实验认为DECT结果阴性时，患者诊断痛风的可能性较小。但部分研究报道关节穿刺发现MSU晶体但DECT结果阴性的情况[18]。在检查结果为阴性时，应考虑到以下情况。

疾病早期患者

Baer等[19]对比了11例无石痛风患者及10例带石痛风患者的DECT结果。64%的无石痛风患者检查结果为阳性，在有石痛风石组为100%。提示如在痛风早期行DECT，存在假阴性的可能。相关报道也显示，DECT发现单钠尿酸盐沉积的敏感性与痛风疾病的阶段相关。无症状高尿酸血症中阳性率为0.03%～24%，疾病早期急性发作时阳性率为79%，病史大于3年的痛风发作期的阳性率为84%。DECT的阳性率随着病程延长而提高。有研究报道，25%的急性痛风患者DECT结果阴性[17]。因此在疾病初期，对于高度怀疑痛风患者，即使DECT结果阴性，仍应结合临床表现来诊断。

尿酸水平升高不明显

Breuer等对临界期患者(即符合纳入标准者)进行DECT扫描。纳入标准：≥18岁、疼痛持续时间<10 d、有单关节疼痛发作≥2次的患者50例(男39例，女11例)。结果发现，在不同尿酸水平的患者中，DECT的阳性率不同。血清尿酸(serum uric acid，SUA)>8.5 mg/dl时，阳性率为75%；SUA 6.1～8.5 mg/dl时，阳性率为54%；SUA<6 mg/dl时，阳性率为40%。继续随访DECT结果阴性的患者16例，其中2例在随后出现急性关节痛，行关节腔穿刺发现尿酸盐晶体。该研究结果表明，在尿酸水平升高不明显的痛风患者中，DECT存在假阴性可能。建议密切随访尿酸升高不明显的患者[17]。

痛风石较小或密度较低者

通常认为体格检查能发现痛风石者DECT阳性率较高，但此人群中也存在DECT检查结果阴性可能。Choi等报道2例可触及痛风石患者行DECT检查，结果为阴性，Lockmann等用DECT扫描一个白色的滑囊液样品(即“痛风牛奶”)，影像中未发现绿色编码，但偏振光显微镜下可见高浓度双折光晶体聚集[19]。Melzer等[20]报道了一例患者，死亡前1周行DECT检查，结果为阴性，尸检发现踝关节及左侧第一跖趾关节处有痛风石，病理实验中，大部分低于150 Hf 单位体积密度的痛风石，在DECT无对应绿色编码，证明其在低密度痛风石检查方面敏感性低，DECT只能检查出高密度痛风石(即痛风石中尿酸含量>15%～20%)，当痛风石晶体密度较低时，检出较困难。此外，DECT检查对尿酸盐体积也有一定要求。Baer等[19]认为，痛风石的直径通常需大于2 mm，发现尿酸盐晶体沉积与结晶大小呈线性关系，因此较小的痛风石可能被忽略。对于此类尿酸盐沉积，超声检查的敏感性更高。因此，体格检查发现可疑痛风石时，若其体积较小，可行超声检查或关节腔穿刺以明确诊断。

辐射剂量

扫描DECT需要暴露于射线之中，平均每扫描一个部位约产生0.5 mSv的辐射量。全球每人每年平均自然辐射量为2.4 mSv，使用DECT扫描全部外周关节产生的辐射量为3 mSv。虽然DECT扫描的部位主要为对射线不敏感的外周关节。但在扫描部位对射线敏感以及青少年、孕妇等特殊群体时，应慎用DECT。目前尚无研究来证实DECT的辐射量对于被检查者产生的影响[21]。

DECT对痛风的诊断意义较大，此检查无创，易于接受，敏感性及特异性均较高。但同时，检查存在一定辐射，且结果需要有相关经验的影像科医师帮助解读。如何正确地将其在临床推广应用，需进一步考虑。本文主要通过文献复习，结合本团队的临床实践，对这项尚未广泛应用的检查进行综述。但目前的研究以个案、小样本对照试验居多。该检查的价值，需在以后临床应用过程中不断探索验证。

[1]Primak AN, Fletcher JG, Vrtiska TJ, et al. Noninvasive differentiation of uric acid versus non-uric acid kidney stones using dual-energy CT [J]. Acad Radiol, 2007, 14: 1441- 1447.

[2]Ruzsics B, Lee H, Costello PL, et al. Dual-energy CT of the heart for diagnosing coronary artery stenosis and myocardial ischemia-initial experience [J]. Eur Radiol, 2008, 18:2414- 2424.

[3]Choi HK, Burns LC, Shojania K, et al. Dual energy CT in gout: a prospective validation study [J]. Ann Rheum Dis, 2012, 71: 1466- 1471.

[4]Dhaese S, Stryckers M, Van Der Meersch H, et al. Gouty arthritis of the spine in a renal transplant patient: a clinical case report: an unusual presentation of a common disorder [J]. Medicine (Baltimore), 2015, 94: e676.

[5]Parikh P, Butendieck R, Kransdorf M, et al. Detection of lumbar facet joint gouty arthritis using dual-energy computed tomography [J]. J Rheumatol, 2010, 37: 2190- 2191.

[6]Toprover M, Krasnokutsky S, Pillinger MH. Gout in the Spine: Imaging, Diagnosis, and Outcomes [J]. Curr Rheumatol Rep, 2015, 17: 70.

[7]Neogi T, Jansen TL, Dalbeth N, et al. 2015 Gout classification criteria: an American College of Rheumatology/European League Against Rheumatism collaborative initiative [J]. Ann Rheum Dis, 2015, 74: 1789- 1798.

[8]程留慧, 王道清, 张保朋, 等. 无症状高尿酸血症患者及痛风患者四肢关节尿酸盐结晶的双源CT对比分析 [J]. 中华风湿病学杂志, 2015, 19: 686- 689.

[9]刘炜，薛华丹, 曾学军, 等. 双能量CT检测痛风患者尿酸盐沉积的初步应用 [J]. 中国医学科学院学报, 2010, 16: 645- 648.

[10] Mallinson PI, Reagan AC, Coupal T, et al. The distribution of urate deposition within the extremities in gout: a review of 148 dual-energy CT cases [J]. Skeletal Radiol, 2014, 43: 277- 281.

[11] Hu HJ, Liao MY, Xu LY. Clinical utility of dual-energy CT for gout diagnosis [J]. Clin Imaging, 2015, 39: 880- 885.

[12] Coupal TM, Mallinson PI, Gershony SL, et al. Getting the Most From Your Dual-Energy Scanner: Recognizing, Reducing, and Eliminating Artifacts [J]. AJR Am J Roentgenol, 2016, 206: 119- 128.

[13] Glazebrook KN, Guimaraes LS, Murthy NS, et al. Identification of intraarticular and periarticular uric acid crystals with dual-energy CT: initial evaluation [J]. Radiology, 2011, 261: 516- 524.

[14] Li X, Wang X, Yu Y, et al. Detection of uric acid depositing in tophaceous gout using a new dual energy spectral CT technology [J]. J Xray Sci Technol, 2014, 22: 541- 549.

[15] Sun Y, Chen H, Zhang Z, et al. Dual-energy computed tomography for monitoring the effect of urate-lowering therapy in gouty arthritis [J]. Int J Rheum Dis, 2015, 18: 880- 885.

[16] Bacani AK, McCollough CH, Glazebrook KN, et al. Dual energy computed tomography for quantification of tissue urate deposits in tophaceous gout: help from modern physics in the management of an ancient disease [J]. Rheumatol Int, 2012, 32: 235- 239.

[17] Ahmad Z, Gupta AK, Sharma R, et al. Dual energy computed tomography: a novel technique for diagnosis of gout [J]. Int J Rheum Dis, 2016, 19:887- 896.

[18] Bongartz T, Glazebrook KN, Kavros SJ, et al. Dual-energy CT for the diagnosis of gout: an accuracy and diagnostic yield study [J]. Ann Rheum Dis, 2015, 74: 1072- 1077.

[19] Baer AN, Kurano T, Thakur UJ, et al. Dual-energy computed tomography has limited sensitivity for non-tophaceous gout: a comparison study with tophaceous gout [J]. BMC Musculoskelet Disord, 2016, 17: 91.

[20] Melzer R, Pauli C, Treumann T, et al. Gout tophus detection-a comparison of dual-energy CT (DECT) and histology [J]. Semin Arthritis Rheum, 2014, 43: 662- 665.

[21] Dalbeth N, Choi HK. Dual-energy computed tomography for gout diagnosis and management [J]. Curr Rheumatol Rep, 2013, 15: 301.