首页 > 论文范文 > 医药卫生论文 > 影像检验论文 > X线论文 > 光谱CT后处理技术在鉴别痛风性关节炎与焦磷酸钙沉积病的临床意义

光谱CT后处理技术在鉴别痛风性关节炎与焦磷酸钙沉积病的临床意义

2025-08-02 61 上传者：管理员

摘要：目的本研究采用光谱CT多种能量参数分析中的尿酸图UricAcid和原子序数图ZEffective后处理技术鉴别痛风性关节炎(goutyarthritis，GA)与焦磷酸钙沉积病(calciumpyrophosphatedepositiondisease，CPPD)关节中游离体性质。方法回顾分析收集我院2020年9月至2023年11月的31例GA患者和15例CPPD患者的临床及光谱CT原始数据(SBI)资料，将光谱原始图像数据导入工作站中SpectralCTViewer软件，使用光谱CT的UricAcid和ZEffective后处理重建技术，获得光谱数据进行分析。通过独立样本t检验分析GA和CPPD患者光谱数据的差异。结果(1)GA组和CPPD组男/女[(28/3)vs.(8/7)]、年龄[(55.02±24.34)岁vs.(64.15±13.72)岁]、血尿酸值[(540±96)μmol/Lvs.(240±41)μmol/L]比较差异有统计学意义(性别t=3.227，P=0.031；年龄t=1.953，P=0.047；血尿酸值t=2.119，P=0.027)。(2)相对于常规CT，光谱CTUricAcid对痛风尿酸盐的敏感性及特异性更高，能准确检出更细微尿酸盐结晶，UricAcid图可以彩色标识出尿酸盐结晶并在VR三维图直观显示痛风石的部位及数量；ZEffective有效原子序数图中尿酸盐晶体的原子序数值明显小于焦磷酸钙晶体[(7.69±1.26)vs.(10.17±2.08)]，差异有统计学意义(t=2.262，P=0.043)可以定量区分尿酸盐晶体与焦磷酸钙晶体。结论光谱CTUricAcid技术可直观显示关节腔中尿酸盐结晶，有效原子序数图ZEffective可以定量区分尿酸盐晶体与焦磷酸钙晶体光谱CT后处理技术，可望实现无痛无创性诊断GA。

关键词：
X线计算机
体层摄影术
光谱CT
关节炎
尿酸
软骨钙质沉着症
加入收藏

痛风性关节炎(goutyarthritis，GA)是由于尿酸盐结晶体在关节腔及软组织内沉积，导致关节和周围软组织内的炎症和损伤，出现发作性关节炎[1]。而焦磷酸钙沉积病(calciumpyrophosphatedepositiondisease，CPPD)部分患者急性发作时的症状和体征与GA十分相似，称为假性痛风，它是由焦磷酸钙结晶所引起的关节炎，临床上根据症状诊断经常误诊[2]。两者发病机制不同，治疗方式不同，快速无创伤地对GA与CPPD进行鉴别诊断，提供及时有效临床对症治疗，有利于缓解患者症状。由于从临床症状上很难区分二者，目前2022版NICE发布了痛风的诊断和管理指南仍然把关节液穿刺检查作为鉴别诊断GA与CPPD的金标准[3]，关节液内查出焦磷酸钙晶者的可以确诊为假性痛风，但是部分患者关节液内可见焦磷酸钙和尿酸盐两种结晶并存现象，这时多数情况下需要进一步完善血液学检查、影像学检查，目前常规X线或者CT扫描对于两者的鉴别诊断敏感度较低[4]。随着双层探测器的发展，光谱CT实现了“同源，同时，同向”的能量成像要求，相比常规CT只有单一黑白CT值一个参数，光谱CT后处理技术在未增加患者费用的基础上，呈现丰富的多参数成像从更多维度对疾病进行解析，提供更多的诊断参考信息。光谱CT识别尿酸盐结晶的准确性和特异性较高[5]，可更为全面提供尿酸盐结晶沉积范围、骨质破坏及周围软组织情况信息，对高尿酸血症患者的尿酸盐结晶检测及痛风病情诊断和疗效评估具有重要价值。

1、材料与方法

一、纳入标准与排除标准

1.纳入标准：(1)回顾收集2020年9月至2023年11月，我院临床确诊的GA与CPPD患者；(2)均有关节疼痛病史者；(3)临床及影像学资料齐全者。

2.排除标准：(1)伴有恶性肿瘤病史者；(2)未完善相关实验室检查者。

二、基本资料

本组共纳入GA患者31例，CPPD患者15例，其中GA组男28例，女3例，年龄20～84岁，中位年龄55岁，血尿酸值(540±96)μmol/L。CPPD组男8例，女7例，年龄15～70岁，中位年龄64岁，血尿酸值(240±41)μmol/L。所有患者免除知情同意。

三、扫描成像方法

46例均采用飞利浦医疗器械有限公司提供的飞利浦IQonSpectral光谱CT进行检查。扫描参数：管电压120kV，平均管电流150mAs，螺距0.392，球管转速设为0.750s/转，准直器宽度设为64mm×0.625mm，矩阵512×512，重建参数iDose4Level4，图像层厚设为1.0mm，层间距设为0.5mm，自动保存SBI数据包。扫描体位及范围因检查部位而定，上肢双手、双腕、双肘关节采取俯卧位头先进扫描模式，双肩和双髋关节采取仰卧位头先进扫描模式，双膝、双踝及双足采取仰卧位足先进扫描模式。

四、图像后处理分析

通过IQon光谱CT扫描，将获取的SBI数据导入工作站中SpectralCTViewer软件，使用光谱CT的UricAcid(尿酸)进行重建，所有含尿酸的体素均保持与MonoE70KeV完全相同，不含尿酸的体素通过画圈分离组织CT值调整至HU=-1024(显示为黑色)，将UricAcid(尿酸)图像设置为彩色(本科室设置为绿色)覆盖层置于常规MonoEVR图像上。通过无创直观的成像方式实现痛风石的可视化。

五、统计学处理

采用SPSS27.0软件进行统计学分析，计量资料以(M±SD)表示，计量资料均进行正态分布及方差齐性分析，对不符合正态或近似正态分布的变量采用秩相关分析，P<0.05为差异有统计学意义。通过独立样本t检验分析GA和CPPD患者光谱数据的差异。

2、结　果

一、受累关节分布情况

GA组和CPPD组年龄、性别、尿酸值及ZEffective值比较差异有统计学意义(P<0.05)(表1)。两组病变关节部位分布情况见表2。GA组最常受累关节依次为第一跖趾关节、膝关节、踝关节，CPPD组最常受累关节依次为膝关节、肩关节、腕关节(图1、2)。

二、两组影像特征

图3、4显示，相对于常规CT，光谱CTUricAcid对痛风尿酸盐的敏感性及特异性更高，能准确检出更细微尿酸盐结晶，UricAcid图可以彩色标识出尿酸盐结晶并在VR三维图直观显示痛风石的部位及数量；ZEffective有效原子序数图可以定量区分尿酸盐晶体与焦磷酸钙晶体，尿酸盐晶体的原子序数值明显小于焦磷酸钙晶体(表1)。

图1　膝关节的尿酸盐结晶图像

图2　踝关节的焦磷酸钙结晶图像

表1　两组临床及影像学特征

表2　两组受累关节分布情况

图3　一组GA患者影像

图4　一组CPPD患者影像

3、讨　　论

GA和CPPD为晶体相关性关节疾病导致关节的急性或慢性疼痛，虽然关节液穿刺检查是鉴别诊断GA与CPPD的金标准，但是它的有创性导致目前临床常以实验室血清尿酸值为鉴别诊断基础[6]，但血清尿酸值受到多种因素的影响，尤其是饮食，常处于一个波动较大的状态，尿酸值仅能代表检查者当时的血尿酸值水平。有些GA急性发作期间尿酸有可能正常，而CPPD患者高嘌呤饮食也可以引起血清尿酸升高[7]。所以仅凭实验室指标不足以对GA与CPPD进行鉴别诊断，还需要结合影像学检查，目前常用的影像学检查方法中普放X线在鉴别诊断GA与CPPD中的敏感性与特异性较低；而GA与CPPD在常规CT扫描时常出现异病同像的影像学征象[8-9]，肌骨超声虽然在GA与CPPD鉴别诊断中具有可重复性、费用较低等优势，但是它无法直观定量反映晶体沉积的体积[2]。因此，还是有一部分患者通过单独使用常规的影像学检查方法很难准确诊断[10]，而光谱CT是近年来发展的一项新技术，基于双层探测器，在每一次常规扫描中同步进行高低能量信息的采集，上下两层空间上对等的探测器，上层只吸收低能光子并允许高能光子穿过，低能光子从侧置的数据通道传出；下层吸收高能光子，同样从侧置通道传出，以避免上下层串扰，直接对不同物质的能量解析进行识别与分离，从而精准区分尿酸、钙质、软组织这3种物质，打破了传统CT无法区别衰减系数相同的不同组织的历史[11-12]。而SBI基础数据不仅包含了常规CT图像信息还包含了各种能谱信息，可直接实现能谱多参数图像的重建，并可供回顾性分析使用，特别是SpectralCTViewer软件的应用，其中光谱CT的UricAcid尿酸图的重建及ZEffective有效原子序数值的测定，提高尿酸盐晶体检出的敏感性与特异性[5]，从而能准确显示更细微的尿酸盐结晶，而且其UricAcid重建图与VR三维图结合能更加直观标识出尿酸盐晶体沉积的部位及数量，成为临床鉴别诊断的重要影像学检查方法之一[13-14]。本研究结果显示，GA和CPPD在CT平扫图像上均表现为关节旁高或稍高密度影不易区分，而在尿酸图重建时有明显不同，尿酸盐结晶可被准确识别并做出特别颜色标记，而焦磷酸盐钙沉积则表现为与骨质相同的颜色标记，通过光谱CT尿酸图重建，可直观显示尿酸盐结晶的大小、数量、体积等数据，有效原子序数图可以定量区分尿酸盐晶体与焦磷酸钙晶体，对于痛风的鉴别诊断以及后续治疗效果评价有重要价值。

大龄是CPPD发病的独立危险因素[15]，本研究结果显示CPPD发病中位年龄64岁，符合大龄易发的特点，也进一步证实了年龄这个独立危险因素在鉴别诊断中的重要性。而GA发病年龄偏低[16]，分析原因可能是居民生活水平提高带来的饮食结构变化所致，年轻人的高嘌呤饮食可能是诱发因素。本研究中CPPD女性好发，而GA男性好发，CPPD的焦磷酸盐钙沉积可能与雌激素、孕激素水平有一定的关联[17]。虽血尿酸水平受饮食影响较大，本研究中GA患者血尿酸值往往高于正常值，CPPD患者大多数低于正常值，这也是二者的不同之处。

本研究显示CPPD的最常见受累部位为膝关节、踝关节等大关节处，GA最常见受累部位为第一跖趾关节等小关节处，其中CPPD常对称性受累，这也与很多研究结果相一致[18-20]。光谱CT一次扫描即可提供双侧关节更多对比参数信息，有利于GA与CPPD的鉴别诊断。因此，发病部位也可作为鉴别诊断的要点之一，且对于急性发作疼痛患者，双侧关节光谱CT一次扫描可提供更多的鉴别价值。

综上所述，GA与CPPD在光谱CT后处理成像中具有一定特异性，光谱CT中的UricAcid尿酸图重建及ZEffective原子序数值的测定在二者鉴别诊断上具有较好的应用价值，光谱CTUricAcid技术可直观标识出关节腔中尿酸盐结晶的数量及位置，原子序数图是可定量区分尿酸盐晶体与焦磷酸钙晶体的光谱CT后处理技术，结合患者的年龄、性别、尿酸水平、发病部位等临床资料，可为临床鉴别诊断提供有效的参考价值，可望实现无痛无创性鉴别诊断GA与CPPD，为临床早期无创诊断提供可能。本研究还存在很多不足之处：首先入组样本量较少，在今后的研究中，将关节CT全部有计划安排在光谱CT中检查，扩大样本量，提高数据的准确性；其次纳入患者均有关节肿痛病史，未纳入无症状患者，在扩大样本量的基础上，将进一步细化分组研究；再次未与光谱keV曲线图结合诊断，今后研究中将进行多参数比较研究，进一步探讨其中相关性，提高诊断准确率。

参考文献:

[2]魏敏洁,张花,孙玥,等.肌骨超声在焦磷酸钙沉积病与痛风性关节炎鉴别诊断中的应用价值[J].临床超声医学杂志,2022,24(12):885-889.

[4]郑婉仪,江桂华,詹文峰,等.影像学检查在痛风性关节炎临床中的价值[J].医学影像学杂志,2024,34(5):151-154.

[7]李兆勇,陈腾云,张丽萍,等.基于DECT分析高尿酸血症患者尿酸盐结晶的相关因素[J].现代医用影像学,2020,29(2):191-195+213.

基金资助:苏州市体育局体育科研局管课题(TY2024-102);

文章来源:徐文静,许建铭,汪益,等.光谱CT后处理技术在鉴别痛风性关节炎与焦磷酸钙沉积病的临床意义[J].中国骨与关节杂志,2025,14(08):729-734.