雙能數(shù)據重建參數(shù)對雙源CT尿酸鹽檢測的影響

張 艷 張立朝 袁慧書

痛風雙源CT 尿酸鹽檢測憑借其快速、無創(chuàng)，以及高敏感性和高特異性［1.2］，近年來廣泛應用于痛風的臨床診斷。痛風雙源CT（DECT）已被美國風濕病學會（ACR）和歐洲風濕病防治聯(lián)盟（EULAR）共同納入2015 年版痛風分類標準［3］。國內外諸多學者研究發(fā)現(xiàn)改變痛風處理軟件Dual-Energy Gout 的參數(shù)會對尿酸鹽檢測結果產生影響，如改變空氣距離、骨距離可以減少趾甲、皮膚偽影等［4-9］。然而對于雙能數(shù)據重建參數(shù)對尿酸鹽檢測的影響，業(yè)界尚無文獻報導。本文通過研究雙能數(shù)據重建層厚/間距對尿酸鹽檢出情況的影響規(guī)律，為痛風的臨床診斷提供更可靠依據。

方 法

1. 臨床資料

回顧性選擇2019 年6 月至12 月期間在北醫(yī)三院行雙源CT 檢查的痛風患者46 例，年齡16～60 歲，平均年齡（37±11）歲，其中足踝部24 例，膝關節(jié)17例，手腕部5 例。痛風診斷符合ACR/ EULAR 2015年痛風分類標準。所有病例均無金屬置入術史，并排除其他彌漫性結締組織疾病。利用CT 原始數(shù)據重建4 組雙能數(shù)據（80 keV/140 keV），各組重建層厚（mm）/間距（mm） 分別為A 組0.6/0.3、B 組0.75/0.4、C 組1.0/0.5、D 組1.5/0.8，各組顯示視野及中心點均一致。本研究所用CT 設備的重建層厚共設12 級固定值，級別增大則層厚增加。A 組層厚為CT 物理探測器實際尺寸，為第一級；B、C、D 各組層厚依次為設備層厚第二至四級；其余級別的層厚過大，四肢關節(jié)常規(guī)CT 重建時并不采用，故本研究中未予涉及。

2. CT檢查及后處理方法

檢查設備為西門子二代雙源CT （Somatom Definition Flash）， 后 處 理 工 作 站Syngo MMWP VE23A。痛風尿酸鹽分析軟件為Dual-Energy Gout（以下簡稱Gout），并利用體積分析軟件Volume 進行尿酸鹽結晶體積測定。Gout 參數(shù)設置：軟組織140 keV、80 keV CT 值為50 HU，比率為1.36，CT 值計算范圍150～500 HU，范圍為5，空氣距離為5，骨距離為10。將雙能數(shù)據導入Gout 后處理得到4 組MPR 及VR 偽彩融合圖像，尿酸鹽結晶以高亮綠色顯示。將Gout 分析所得序列調入Volume 軟件，軟件自動標記尿酸鹽興趣區(qū)，并計算得到容積范圍內尿酸鹽結晶體積之和。Volume 軟件CT 值設置：上限為-1 HU，下限為-100 HU。將4組數(shù)據分別按以上步驟進行后處理得到4組尿酸鹽結晶檢出結果。

3. 尿酸鹽結晶檢出結果分析

將Volume 軟件計算所得容積范圍內尿酸鹽結晶體積數(shù)值作為尿酸鹽結晶檢出的客觀數(shù)值。2 名從事骨肌影像診斷10 年以上的影像科醫(yī)生分析4 組MPR及VR 偽彩融合圖像，就尿酸鹽分布及形態(tài)分別給予主觀評分。當兩者意見不一致時，共同協(xié)商達成一致。尿酸鹽結晶分布評分標準：為體現(xiàn)重建層厚對尿酸鹽結晶檢出的影響，選擇中間層厚0.75 mm 的B 組為參照，其檢出尿酸鹽分布解剖范圍評分為1 分；若其他組檢出尿酸鹽結晶分布范圍多于B組，則評分為2 分；若分布范圍少于B 組，則評分為0 分；若分布范圍與B 組相同，則評分1 分。尿酸鹽結晶形態(tài)評分標準如下，0 分：無尿酸鹽結晶；1 分：僅有散在的、亞毫米級點狀尿酸鹽結晶；2 分：存在散在的、結節(jié)狀狀尿酸鹽結晶；3分：團塊狀/斑片狀尿酸鹽結晶聚集；4分，點狀、結節(jié)狀、團塊狀/斑片狀尿酸鹽結晶并存。

4. 統(tǒng)計學方法

應用SPSS22.0 統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學分析，定量資料以± s 的形式表示。采用卡方檢驗及秩和檢驗對4 組尿酸鹽結晶結果的統(tǒng)計學差異進行分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

1. 檢出尿酸鹽結晶體積結果

4 組結果中所檢出的尿酸鹽結晶體積分別為（6.93±19.36）、（6.49±18.26）、（6.18±17.55） 與（5.42±15.18）mm3，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。隨著雙能數(shù)據重建層厚/間距的增加，Gout 軟件檢出的尿酸鹽結晶體積相應減小。其中A 組與C 組之間，A 組與D 組之間尿酸鹽結晶體積差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），其余各組間差異無統(tǒng)計學意義。詳見表1、2。

2. 尿酸鹽結晶分布與形態(tài)評價結果

4 組尿酸鹽結晶分布評分分別為（1.09±0.28）、（1.00±0.00）、（0.04±0.21）與（0.04±0.21）分，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。4 組尿酸鹽結晶形態(tài)評分分別為（2.24±1.40）、（2.15±1.49）、（1.30±1.40）與（1.23±1.41）分，差異亦有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。除A 與B 組、C 與D 組之間，其余各組尿酸鹽分布及形態(tài)評分兩兩比較差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.008 3）。詳見表1、2。

討 論

近年來，痛風雙源CT 尿酸鹽檢測憑借其快速、無創(chuàng)，以及高敏感型和高特異性，成為痛風臨床診斷的重要工具［2］。雙源CT 痛風分析軟件Dual-Energy Gout 與體積測量軟件Volume 的銜接使用，通過計算機自動識別尿酸鹽結晶并測定尿酸鹽結晶體積，可作為痛風療效評估的重要手段［10-13］。本文通過比較不同重建層厚/間距下，痛風雙源CT 檢出尿酸鹽的體積數(shù)值、解剖分布以及形態(tài)變化，研究雙能數(shù)據重建參數(shù)對尿酸鹽檢出情況的影響，從而為痛風的臨床診斷提供更可靠依據。

本研究結果顯示，4 組尿酸鹽結晶的體積、分布范圍及形態(tài)差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05），且隨著雙能數(shù)據重建層厚/間距的增加，檢出尿酸鹽體積逐漸減小，分布范圍縮小，尿酸鹽結晶形態(tài)更聚集。當層厚由0.6 mm增加至1 mm時，46例痛風患者中無尿酸鹽結晶檢出患者增至22 例，其中有17 例患者檢出尿酸鹽結晶形態(tài)由點狀、結節(jié)狀、團塊狀/斑片狀尿酸鹽并存變成僅為團塊狀/斑片狀聚集。但當層厚由1 mm 增加至1.5 mm 時，尿酸鹽結晶體積、分布及形態(tài)評分變化不大。這說明當雙能數(shù)據層厚增至1.0 mm 以上時，亞毫米級或結節(jié)狀的微小尿酸鹽結晶未被檢出（圖1），因此檢出尿酸鹽結晶體積變小。從Gout 運算過程分析，定義參與運算范圍的參數(shù)（空氣距離/骨距離）以及定義平滑濾過的參數(shù)（范圍），均以體素為基本單位，而單個體素空間尺寸取決于像素，因此圖像的空間分辨率，成為影響尿酸鹽檢測敏感性的關鍵。此結論在本研究中得以印證。

表1 各組尿酸鹽結晶體積、分布及形態(tài)統(tǒng)計結果± s

表1 各組尿酸鹽結晶體積、分布及形態(tài)統(tǒng)計結果± s

a：卡方值；4組尿酸鹽結晶體積統(tǒng)計學差異采用多個獨立樣本秩和檢驗（Kruskal-Wallis），實質上用卡方檢驗做近似計算；4組尿酸鹽結晶分布及形態(tài)統(tǒng)計學差異均采用卡方檢驗，檢驗水準為0.05。

組別A組B組C組D組檢驗值P值尿酸鹽結晶體積/mm3 6.93±19.36 6.49±18.26 6.18±17.55 5.42±15.18 8.25a＜0.05尿酸鹽結晶分布各分值例數(shù)0分0 0 44 44 227.898a＜0.05 1分42 46 2 2 2分4 0 0 0評分/分1.09±0.28 1.00±0.00 0.04±0.21 0.04±0.21尿酸鹽結晶形態(tài)各分值例數(shù)0分0 3 22 24 174.545a＜0.05 1分23 21 5 4 2分6 5 2 1 3分0 0 17 17 4分17 17 0 0評分/分2.24±1.40 2.15±1.49 1.30±1.40 1.23±1.41

表2 尿酸鹽結晶體積、分布、形態(tài)兩兩比較統(tǒng)計結果

圖1 典型痛風病例（46歲男性，病程4年）雙源CT示右膝關節(jié)腔內尿酸鹽結晶A～D為A、B、C、D各組不同層厚/間距分析所得VR偽彩圖像，所計算尿酸鹽結晶體積分別為0.03、0.02、0.01和0.01 mm3。圖A、B顯示收肌結節(jié)后緣可見結節(jié)狀尿酸鹽結晶（白箭頭），圖C、D中均未顯示。圖A、B髁間窩區(qū)域可見亞毫米級結節(jié)狀尿酸鹽結晶聚集（白箭頭），圖C、D中該區(qū)域尿酸鹽結晶體積明顯變小。

國內外學者普遍認為，雙源CT 尿酸鹽檢測在痛風患者首次發(fā)病（6 周內）期間的敏感性明顯低于痛風石形成的慢性痛風性關節(jié)炎階段，且各報道間的敏感性差異頗大。有學者認為，雙源CT 能夠檢測出尿酸鹽結晶最小尺寸（2 mm）限制了其在痛風首次發(fā)病期的診斷敏感性［7-9］。本研究中A 組層厚0.6 mm，這是CT設備探測器的物理尺寸，為重建層厚最小值，而研究結果示A 組和B組檢出尿酸鹽結晶的體積、分布及形態(tài)均無統(tǒng)計學差異，說明當雙能數(shù)據層厚小于1 mm 時，0.6 mm 和0.75 mm 對于亞毫米及結節(jié)狀尿酸鹽結晶檢出無差異。因此，本文建議為提高雙源CT 痛風檢查的可靠性，為提高早期痛風患者微小尿酸鹽結晶檢出率，痛風雙源CT 檢查雙能數(shù)據層厚應小于1 mm。

本研究尚有不足之處：（1）Volume 軟件體積計算精度為0.01 mm3。若患者本身尿酸鹽結晶體積小于該值，或因層厚增加導致檢出尿酸鹽體積變化小于該值，軟件未能給出更精確計算。（2）層間距反映數(shù)據在Z 軸方向重疊情況，本研究直接選擇最佳比值［14］，即：間距為層厚一半，其余間距未予涉及。（3）除Z軸方向的圖像空間分辨率外，X 和Y 軸層面內圖像分辨率對尿酸鹽結晶的檢出精度的影響，待進一步研究。

總之，雙能數(shù)據重建層厚/間距設置對雙源CT 尿酸鹽結晶檢出有影響。隨著雙能數(shù)據重建層厚/間距的增加，痛風雙源CT 檢出尿酸鹽結晶減少。為提高該檢查可靠性，建議雙能數(shù)據層厚設置應小于1 mm。使用雙源CT 對痛風患者進行動態(tài)療效評估時，應盡量保持前后重建參數(shù)保持一致，以避免誤差。