雙能量CT結(jié)合能譜純化SPS II及ADMIRE迭代技術(shù)在痛風(fēng)結(jié)晶診斷上的應(yīng)用價(jià)值

胡真真，孫軍勇，王威威，楊海山,于紹楠

(吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院 放射線科，吉林 長春130033)

2015年美國風(fēng)濕病學(xué)會聯(lián)合歐洲抗風(fēng)濕病聯(lián)盟(ACR/EULAR)確定的痛風(fēng)分級標(biāo)準(zhǔn)中，超聲和雙能CT尿酸鹽沉積成像被納入重要診斷依據(jù)[1]。在許多研究中，雙能量CT(DECT)已經(jīng)被證明能夠高精度檢測單鈉尿酸(MSU)晶體[2]。目前已有5種不同類型的DECT掃描儀可供選擇:雙源DECT、帶金濾波器的雙束單源CT、帶寶石閃爍探測器的快速千伏開關(guān)源CT、雙層多檢測器DECT和雙掃描單源CT[3]。用DECT檢測尿酸沉積可能會出現(xiàn)一些偽影，這可能會導(dǎo)致痛風(fēng)分類上的錯(cuò)誤。并不是所有在DECT圖像上被標(biāo)記為尿酸鹽的物質(zhì)都對應(yīng)于可能存在或?qū)嶋H存在的尿酸鹽沉積。據(jù)報(bào)道，這類偽影的部位包括皮膚、鼻子、老繭和甲床。其他在DECT圖像上可被顯示的偽影包括運(yùn)動偽影、噪聲和射束硬化偽影[3]。噪聲是像素值的隨機(jī)變化，在DECT環(huán)境中意味著單個(gè)被著色的像素可能被識別是錯(cuò)誤的。信噪比是影響圖像質(zhì)量的重要因素，不同技術(shù)解決方案之間的信噪比存在顯著差異。射束硬化偽影是由于低能量的X射線光子并不總是一路上穿過病人,因此X射線在其通道變“硬”,即更有活力,尤其被認(rèn)為是金屬植入物或骨皮質(zhì)。

不同技術(shù)的DECT在解決痛風(fēng)尿酸沉積方案之間存在著很大的差異。本研究是在同一臺雙源CT中進(jìn)行，結(jié)合能譜純化SPS II技術(shù)、80 kV-sn150 kV電壓組合，使DECT能量分離效果提升，降低輻射劑量，更好地分離低kV圖像和高kV圖像，可大幅降低雙能量成像輻射劑量。Admire迭代集成在最新一代全息光子探測器中，是首次實(shí)現(xiàn)了硬件、原始數(shù)據(jù)域、圖像域的三域迭代技術(shù)，利用原始數(shù)據(jù)信息，顯著提高圖像質(zhì)量，消除噪聲且不降低圖像銳利度，最多可減少60%的輻射劑量。本研究擬應(yīng)用DECT結(jié)合能譜純化SPS II及ADMIRE迭代技術(shù)檢測痛風(fēng)患者M(jìn)SU晶體，并探討其應(yīng)用價(jià)值。

1 研究方法

1.1 臨床信息2020年1月份至2021年3月吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院新確診或已經(jīng)確診為痛風(fēng)的患者進(jìn)行了足踝部DECT掃描檢查。根據(jù)痛風(fēng)病特征進(jìn)行系統(tǒng)性的檢查和記錄，包括痛風(fēng)結(jié)節(jié)數(shù)目、疾病發(fā)作、痛風(fēng)石、合并癥(缺血性心臟病、高血壓、血脂異常)、使用環(huán)類或噻嗪類利尿劑或降尿酸治療(ULT)、體質(zhì)指數(shù)(BMI)、腎功能通過CKD-EP公式[4]計(jì)算表示為估算的腎小球?yàn)V過率(eGFR)。所有放射學(xué)檢查均采用雙源雙能CT掃描儀(Simens SOMATOM Force CT)。所有患者均采用足擱于臺架上，膝關(guān)節(jié)屈曲位，掃描范圍包括全足和雙側(cè)踝關(guān)節(jié)。掃描參數(shù)設(shè)置:選擇80 kV-sn150 kV電壓組合，添加ADMIRE迭代，螺距為0.7，層厚2.0 mm，視野范圍為250 mm×250 mm。圖像處理參數(shù):重建層厚0.75 mm，獲取80 kV、140 kV圖像數(shù)據(jù)。將所得掃描數(shù)據(jù)錄入西門子儀器配套軟件工作站進(jìn)行分析，得到尿酸鹽沉積分析圖。

1.2 閱片并半定量分析所有的圖像都由一名高級放射科醫(yī)生和一名有經(jīng)驗(yàn)的中級放射科醫(yī)生(從事放射線科超過5年以上)一起閱讀并評分，采用雙盲法進(jìn)行獨(dú)立閱片，診斷標(biāo)準(zhǔn)是以出現(xiàn)的綠色偽彩記為尿酸鹽結(jié)晶，記錄尿酸鹽結(jié)晶的部位、數(shù)目及大小，如果意見不一致，圖像一起閱讀直到達(dá)成共識。對雙足跖趾關(guān)節(jié)(MTP1、MTP2-5)、踝/足中關(guān)節(jié)及肌腱的尿酸沉積進(jìn)行半定量評分:0=無沉積，1=針尖樣或點(diǎn)狀細(xì)小綠顆粒，2=單個(gè)片狀沉積，3=超過一處的片狀沉積，因此每足最高12分[5-6]。指甲和皮膚中存在的人工偽影以及射束硬化和噪音也被識別和記錄。尿酸鹽在兩足、踝關(guān)節(jié)和肌腱沉積的總分進(jìn)行分析，根據(jù)病人基本信息(年齡和性別)，痛風(fēng)的特點(diǎn)(病程年限,痛風(fēng)石的存在,骨關(guān)節(jié)侵蝕,尿酸鹽水平定義低≤405 μmol/L和高>405 μmol/L),使用利尿劑或降尿酸治療(ULT)，BMI≥30 kg/m2定義為肥胖,eGFR定義腎功能(>90 ml/min/1.73m表示腎功能正常、60-90 ml/min/1.73 m腎功能輕度下降和<60 ml/min/1.73 m2腎功能中重度下降)。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法研究相關(guān)數(shù)據(jù)均經(jīng)SPSS22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，基本信息特征表示為分類變量的絕對計(jì)數(shù)和比例，連續(xù)變量表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。用kappa統(tǒng)計(jì)方法評價(jià)兩個(gè)醫(yī)生診斷DECT圖像的一致性。P值<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。尿酸沉積數(shù)量與臨床痛風(fēng)結(jié)節(jié)數(shù)量比較使用配對資料Wilcoxon 符號秩和檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1共有55名臨床診斷的痛風(fēng)患者雙腳及雙踝行DECT掃描檢查。所有患者符合ACR/EULAR痛風(fēng)分類標(biāo)準(zhǔn)[1]。相關(guān)臨床資料見表1。

表1 研究人群的總體特征和性別特征

2.2DECT可以識別所有55名痛風(fēng)患者足部的尿酸沉積。所有患者在足踝部DECT GSI上都有尿酸沉積，最常見的是MTP關(guān)節(jié)，但也經(jīng)常出現(xiàn)在踝關(guān)節(jié)和肌腱,兩個(gè)醫(yī)生閱讀DECT圖像的一致性良好(Kappa =0.66,95% CI = 0.61-0.71) ，見圖1、2及表2。

圖1 尿酸沉積及偽影出現(xiàn)相應(yīng)位置的陽性率

圖2 典型的尿酸沉積和典型的偽影

2.3大多數(shù)患者(73%)出現(xiàn)指甲偽影，只有31%的患者出現(xiàn)皮膚偽影(圖1和2，表2)。僅1例患者出現(xiàn)射束硬化，未見噪聲(圖1，表2)。所有足踝部關(guān)節(jié)及肌腱的尿酸沉積評分在男性與女性上并沒有差異。55例痛風(fēng)患者DECT檢查足踝部有385處尿酸沉積(其中MTP1為110個(gè)，MTP2-5為138個(gè)，踝關(guān)節(jié)為96個(gè)，肌腱為41個(gè))，臨床檢查出156處痛風(fēng)結(jié)節(jié)(其中MTP1為73個(gè)，MTP2-5為42個(gè)，踝關(guān)節(jié)為27個(gè)，肌腱為14個(gè))，兩者數(shù)目之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(Z=3.176,P<0.001)。

表2 尿酸沉積偽影、射束硬化及噪聲的占比

3 討論

痛風(fēng)是世界范圍內(nèi)最常見的炎癥性關(guān)節(jié)炎，是由MSU晶體沉積在關(guān)節(jié)、肌腱和各種組織中引起的炎癥反應(yīng)，臨床上稱為痛風(fēng)的急性發(fā)作，診斷的金標(biāo)準(zhǔn)是在受影響關(guān)節(jié)的滑膜液中或在較大的尿酸鹽沉積物中MSU晶體的檢出，然而在臨床實(shí)踐中很少進(jìn)行關(guān)節(jié)抽吸，大多數(shù)患者沒有臨床檢查出的痛風(fēng)結(jié)節(jié)。目前，臨床上協(xié)助診斷痛風(fēng)、監(jiān)測疾病進(jìn)展以及評估對治療反應(yīng)的影像學(xué)檢查方式主要有X線、雙能量CT、核磁共振等，而雙能量CT作為一種新型的能譜CT檢測技術(shù)，是通過輸出兩種不同能量的X射線，獲得兩組不同能量數(shù)據(jù)，分析不同能量X線下組織相對應(yīng)CT值變化，從而將尿酸鹽結(jié)晶與其他組織區(qū)分開，對痛風(fēng)診斷的診斷性能最好。本研究所有圖像是由兩名放射科醫(yī)生在兩次重復(fù)的綜合讀數(shù)中進(jìn)行評估，兩者之間的一致性很好，并且本研究掃描劑量每個(gè)患者平均約97mGycm與正常足踝關(guān)節(jié)CT掃描劑量(每患者平均約93.9 mGycm)接近，有利于項(xiàng)目的開展。本研究著重分析雙能量CT結(jié)合能譜純化SPS II及ADMIRE迭代技術(shù)在痛風(fēng)尿酸沉積上的診斷價(jià)值。

本研究應(yīng)用DECT結(jié)合能譜純化SPS II及ADMIRE迭代技術(shù)掃描在55名痛風(fēng)患者的足部均發(fā)現(xiàn)了尿酸沉積，所有足踝部關(guān)節(jié)及肌腱的尿酸沉積評分在男女性別上沒有差異，男性總尿酸沉積分?jǐn)?shù)為13.5，女性總尿酸沉積分?jǐn)?shù)為16.1，痛風(fēng)平均病程7±7年，這是因?yàn)樗械氖茉囌叨际秋L(fēng)濕病科的患者，因此可能包括比初級醫(yī)療機(jī)構(gòu)中平均看到的更嚴(yán)重的痛風(fēng)患者，我們未對痛風(fēng)病程及其他相關(guān)因素與尿酸鹽晶體沉積相關(guān)性作出分析，陳騰云等[7]的研究表明糾正性別、年齡的影響后，痛風(fēng)病程(P=0.01)為獨(dú)立危險(xiǎn)因素，但其樣本量較小，我們無法確定其結(jié)果的可靠性，因此我們也將在以后的研究中對此加以分析。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)尿酸沉積最常見的部位是MTP關(guān)節(jié)，其次是踝關(guān)節(jié)/中足關(guān)節(jié)和肌腱，黃悅[8]等的研究表明尿酸鹽結(jié)晶主要分布在四肢關(guān)節(jié)的表面、關(guān)節(jié)鄰近肌腱、韌帶等結(jié)締組織內(nèi)，MTP1為最易沉積的部位，并且較臨床更早發(fā)現(xiàn)尿酸沉積，本研究結(jié)果與上述研究結(jié)果一致。

偽影在DECT檢查識別尿酸結(jié)晶沉積中是非常常見的，放射線科醫(yī)生很容易識別。本研究發(fā)現(xiàn)尿酸鹽沉積偽影主要出現(xiàn)在指甲，其次是皮膚中，僅在1例患者身上看到了射束硬化偽影，而噪音及運(yùn)動偽影沒有發(fā)現(xiàn)，這一結(jié)論與Mallinson等[9]人的研究結(jié)果一致，他們的研究結(jié)果為尿酸鹽沉積偽影發(fā)生率最高的是指甲偽影(88%)，皮膚偽影及射束硬化偽影(發(fā)生率分別為44%、16%)，指甲偽影可能是由于雙能量指數(shù)值相似，即角化甲床和尿酸鈉的衰減值隨能量水平的變化而變化。皮膚偽影的發(fā)生可能與足部皮膚相對較多的增厚和老繭有關(guān)。

本研究表明應(yīng)用DECT檢查對于痛風(fēng)患者尿酸沉積的識別明顯高于臨床對于痛風(fēng)結(jié)節(jié)的檢出，賴嬋[10]等研究表明雙能量CT對痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎患者尿酸鹽結(jié)晶沉積檢測的敏感性和特異性好。黃悅[8]等的研究表明DECT 對早期痛風(fēng)檢查結(jié)果的敏感性及特異性較高，本研究結(jié)果與他們都一致。因此DECT可用于診斷亞臨床痛風(fēng)，從而可以早期防治骨關(guān)節(jié)侵蝕。

此外，本研究缺乏無痛風(fēng)的對照組，這限制了對尿酸鹽沉積的估計(jì)；由于本項(xiàng)目是回顧性研究，故而未使用其他DECT技術(shù)成像研究對象，本研究未對DECT成像尿酸鹽沉積部位有效性進(jìn)行評價(jià)。由于此前研究已對這類問題有過討論，并展現(xiàn)出較高的靈敏度和特異性[2]，因此我們未將其作為參數(shù)進(jìn)行分析。

綜上所述，DECT是幫助臨床醫(yī)生診斷痛風(fēng)的重要工具。本研究結(jié)果表明DECT結(jié)合能譜純化SPS II及ADMIRE迭代技術(shù)在診斷痛風(fēng)患者M(jìn)SU沉積中具有低偽影頻率，并能更早發(fā)現(xiàn)尿酸沉積的特點(diǎn)。