雙能數據重建參數對雙源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，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現改變痛風處理軟件Dual-Energy Gout 的參數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］。然而對于雙能數據重建參數對尿酸鹽檢測的影響，業界尚無文獻報導。本文通過研究雙能數據重建層厚/間距對尿酸鹽檢出情況的影響規律，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 原始數據重建4 組雙能數據（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，四肢關節常規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，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值作為尿酸鹽結晶檢出的客觀數值。2 名從事骨肌影像診斷10 年以上的影像科醫生分析4 組MPR及VR 偽彩融合圖像，就尿酸鹽分布及形態分別給予主觀評分。當兩者意見不一致時，共同協商達成一致。尿酸鹽結晶分布評分標準：為體現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、結節狀、團塊狀/斑片狀尿酸鹽結晶并存。

4. 統計學方法

應用SPSS22.0 統計軟件進行統計學分析，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計學差異進行分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

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，差異均有統計學意義（P＜0.05）。隨著雙能數據重建層厚/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計學意義（P＜0.05），其余各組間差異無統計學意義。詳見表1、2。

2. 尿酸鹽結晶分布與形態評價結果

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，差異有統計學意義（P＜0.05）。4 組尿酸鹽結晶形態評分分別為（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評分兩兩比較差異均有統計學意義（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，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值、解剖分布以及形態變化，研究雙能數據重建參數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、分布范圍及形態差異均有統計學意義（均P＜0.05），且隨著雙能數據重建層厚/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由點狀、結節狀、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、分布及形態評分變化不大。這說明當雙能數據層厚增至1.0 mm 以上時，亞毫米級或結節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（空氣距離/骨距離）以及定義平滑濾過的參數（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、分布及形態統計結果± s

表1 各組尿酸鹽結晶體積、分布及形態統計結果± s

a：卡方值；4組尿酸鹽結晶體積統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統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尿酸鹽結晶形態各分值例數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、形態兩兩比較統計結果

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顯示收肌結節后緣可見結節狀尿酸鹽結晶（白箭頭），圖C、D中均未顯示。圖A、B髁間窩區域可見亞毫米級結節狀尿酸鹽結晶聚集（白箭頭），圖C、D中該區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、分布及形態均無統計學差異，說明當雙能數據層厚小于1 mm 時，0.6 mm 和0.75 mm 對于亞毫米及結節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，建議雙能數據層厚設置應小于1 mm。使用雙源CT 對痛風患者進行動態療效評估時，應盡量保持前后重建參數保持一致，以避免誤差。