能谱CT检测下肢关节周围尿酸盐结晶沉积的应用研究

许志强,朱建伟

(内江市中医医院,1.放射科;2.外一科,四川 内江 641000)

痛风性关节炎(gouty arthritis,GA)指人体骨关节组织因单钠尿酸盐(monosodium urate,MSU)晶体长期沉积导致局部或全身多处骨关节及其周围软组织出现炎性病症,是最常见的风湿性疾病之一,可引发多种严重并发症[1-2]。以往临床诊断GA的金标准为通过偏振光显微镜从穿刺抽吸到的受累关节滑液中找到特征性的MSU结晶,虽能有效诊断GA,但这种检查方法属于侵入性、有创性操作,存在出血、感染等风险,且对部分不典型病例如穿刺部位难以到达或滑液结晶数量少等的确诊存在困难[3]。随着影像学技术的不断发展,能谱CT成像的临床应用日益受到重视,为非侵入性诊断早期GA提供了独特能力,但不同技术的能谱CT成像用于诊断GA存在较大差异[4]。因此,本研究旨在探讨在GA诊断中应用能谱CT成像技术检测下肢关节周围MSU结晶沉积的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年2月至2023年2月内江市中医医院收治的90例拟诊断为GA的患者作为研究对象。纳入标准:(1)有急性痛风发作史;正常饮食状态下,均为高尿酸血症,即两次(非同日)空腹血尿酸水平男性>420 μmol/L,女性>360 μmol/L[5];(2)年龄>18岁;(3)入院后均接受下肢关节能谱CT成像技术及常规实验室(痛风石穿刺活检、关节液、X射线、核磁共振、常规CT等)检查,且相关临床资料完整;(4)已签署知情同意书。排除标准:(1)发病时间≥7 d;(2)因淋巴增生性疾病、肾功能不全、铅中毒、骨髓增生性疾病、肿瘤等导致的继发性痛风;(3)关节炎晚期重度畸形者;(4)心肺肝肾等功能严重不全不宜进行检测者。其中,男性76例,女性14例;年龄(56.06±10.82)岁;病程5～13年,平均(8.76±1.69)年;血尿酸(474.34±89.34)μmol/L;体质量指数(BMI)为(25.44±1.68)kg/m2;超重或肥胖者73例;高脂血症47例;有痛风家族史者30例。

1.2 方法

1.2.1 检查方法 患者取仰卧位,使用GE公司宝石能谱CT(Discovery CT-750HD)对患者下肢关节(包括双侧膝关节、踝关节及双足)进行扫描,诸关节扫描参数:管电流600 mA;管电压80 kV、140 kV,0.5 ms瞬时切换;球管转速0.8 s/圈;探测器宽度64×0.625 mm;螺距0.984:1;扫描层厚5 mm,层间距5 mm;重建层厚0.625 mm,层间距0.5 mm。

1.2.2 图像后处理及分析 扫描完成后将扫描图像传输至工作站,图像分析使用GSI Volume Viewer软件,生成有无MSU结晶沉积的容积再现图和伪彩图,并以软组织为基准,设置检测阈值和限比率区分开MSU结晶区和骨皮质、骨松质,同时结合获取的重建容积再现图和伪彩图全方位观察MSU结晶形态、部位等。所有能谱CT扫描图像均由两位高资历影像科医师采用双盲法独立分析诊断,意见不一致时经科室讨论进行判定,以两位一致结果为最终结论。

1.3 观察指标

(1)诊断准确性:以常规实验室(痛风石穿刺活检、关节液、X射线、核磁共振、常规CT等)检查结果为准,参照GA诊断标准[6],分析能谱CT成像技术诊断GA的准确性。(2)MSU结晶沉积分布:依据能谱CT成像得到的影像学图像,统计并记录下肢关节MSU沉积分布情况。(3)量化患者MSU结晶数和临床症状,其中MSU结晶数量化方式为沉积于一个关节计1分,累计积分,按积分高低分为轻度(积分为1～5分)、中度(积分为6～10分)和重度(积分>10分)MSU沉积[7]。临床症状量化中,针对出现的主要症状(关节疼痛、肿胀、关节发凉、活动障碍、关节发麻)计2分;次要症状(如肢体沉重、关节发热、晨僵、畏寒等)计1分;症状累及单侧第一跖趾或拇指关节加1分;累计双侧加2分,累计多个关节加3分[8]。

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 能谱CT成像技术诊断GA的价值分析

经痛风石穿刺活检或关节液或常规影像学检查结果证实,90例患者中有82例可见MSU结晶沉积确诊为GA,8例未发现MSU结晶;应用能谱CT成像技术有77例可见MSU结晶沉积,漏诊5例,另有8例未发现MSU结晶;能谱CT成像技术诊断GA的灵敏度、特异度及准确率分别为93.90%、100%、94.44%;Kappa检验显示,能谱CT成像技术对GA诊断的一致性较强(Kappa=0.732)。

2.2 膝关节MSU结晶沉积分布

77例GA患者中检查出膝关节结晶沉积44例,共发现218处MSU结晶沉积区,以外侧副韧带(17.89%)、交叉韧带(17.43%)、内侧副韧带(13.30%)、髌韧带(11.47%)及肌腱(17.43%)为主要分布区。见表1。

表1 膝关节MSU结晶沉积分布[n(%)]

2.3 双足踝关节MSU结晶沉积分布

77例GA患者中检查出足踝关节结晶沉积48例,共发现162处MSU结晶沉积区,以第一跖趾关节(25.93%)、踝关节(16.67%)、其余跖趾关节(12.96%)、软组织(9.26%)及肌腱(9.25%)为主要分布区。见表2。

表2 足踝关节MSU结晶沉积分布[n(%)]

2.4 GA患者MSU结晶数与临床症状的关系

77例GA患者中轻度MSU沉积30例;中度MSU沉积36例;重度MSU沉积11例。MSU结晶数积分和临床症状积分均表现为重度MSU沉积组>中度MSU沉积组>轻度MSU沉积组(P<0.05)。且Pearson分析显示,GA患者MSU结晶计数与临床症状正相关(r=0.739,P<0.05)。见表3。

表3 各组患者MSU沉积部位计数与临床症状比较分)

3 讨论

GA初期临床表现不典型,多数患者仅血尿酸增高,无关节症状,而随着MSU不断沉积增多,病情逐渐加重,病变关节数、发作频率及持续时间均会随之增加,晚期不仅关节区疼痛加剧,还可引起关节破坏、功能障碍等不可逆损害,严重影响患者日常生活和工作[9]。加之受快餐饮食、肥胖、代谢综合征、缺乏锻炼等因素影响,该病发病率逐年上升[10]。因此,早期发现GA并及时诊断治疗对延缓疾病进展改善患者预后具有重要意义。

以往对GA的诊断除关节滑膜液检查外,多采用X射线、磁共振成像、常规CT等方法,但都有一定的局限性[11-13]。为此,本研究采用能谱CT成像技术检测下肢关节周围MSU结晶沉积,结果显示,相比经痛风石穿刺活检或关节液或常规影像学检查,能谱CT成像技术诊断GA的灵敏度、特异度及准确率分别为93.90%、100%、94.44%,且诊断一致性较强,提示能谱CT成像技术用于诊断GA具有较高价值,与余锡煌等[14]研究结论一致。分析其可能原因,CT成像的原理是不同组织对X线的衰减能力不同,即组织对不同能量谱的X线具有特征性吸收曲线,而不同能量级X线穿透同一种组织时其衰减系数也存在差异,因此,需同时在两个不同能级上成像才能对组织进行区分鉴别[15]。本研究采用宝石能谱CT对患者下肢关节进行扫描,管电压为80 kV、140 kV,切换时间是0.5 ms,可做到瞬时切换两种能量同步进行扫描,产生双能数据,获得多个有用参数,如基物质图像、能谱曲线、有效原子序数等,为定性诊断提供依据;该技术将两种已知物质密度的基物质进行配对,形成可以产生相同衰减的组合物质,当组合物质与被检测物体内的组成成分相似时,可获得能够反映该物质内相应成分含量的物质密度图像[16]。因痛风受累关节主要由痛风石及其周围骨性关节面组成,故本研究以尿酸/钙作为配对基物质图像,既能在尿酸基图像上检测是否有MSU结晶存在,又能通过钙基图像评估周围关节骨质的破坏程度,从而提高GA早期整体诊断准确性[17]。

柴岚等[18]研究显示,较好显示GA患者MSU分布范围与数量,利于制定最佳治疗方案和治疗时机,从而最大程度改善患者预后。本研究发现,膝关节MSU结晶沉积主要分布于韧带和肌腱,足踝关节中MSU结晶最易沉积于第一跖趾关节,其次为踝关节、软组织和肌腱,且Pearson分析显示,GA患者MSU结晶计数与临床症状呈正相关,可为GA临床诊疗提供更多依据,与张艳等[19]研究结论有较高一致性。考虑与能谱CT成像技术的影像学显影特点有关,该技术可以广角度、多方位观察MSU结晶沉积区,并以高亮绿色显示MSU结晶以区分关节周围组织,同时还能自主调节视窗大小,有助于发现极微量沉积的MSU结晶,一定程度上缩小了由于晶体沉积量不足导致的视觉局限性及盲区,利于探究下肢关节周围MSU结晶沉积规律,以帮助对非典型或复杂型GA进行更准确的病情评估[20]。

综上,能谱CT成像技术对下肢关节周围MSU结晶沉积有较高显示率,在GA早期诊断中具有重要价值。