新型影像學檢查在痛風性關節炎早期診斷中的作用

陸偉鋒，張麗卿

(1.山西醫科大學附屬汾陽醫院風濕免疫科，山西 汾陽032200； 2.山西醫科大學汾陽學院，山西 汾陽032200)

痛風性關節炎表現為關節和其他組織中尿酸單鈉(monosodium urate，MSU)晶體沉積，是我國最常見的炎癥性關節炎，可導致關節功能喪失、致殘等嚴重后果。痛風性關節炎在歐洲的患病率為0.9%～2.5%，在美國為3.9%，在某些大洋洲-太平洋國家超過6%[1-2]。薈萃分析顯示，自2000—2018年，我國痛風性關節炎患病率持續增長，平均為1.1%，至2014年已達1.4%，2018年達1.7%[3-5]。痛風性關節炎的病理生理基礎是血清尿酸水平升高以及MSU晶體在組織中的沉積。事實上，MSU形成結晶體可促發免疫介導的炎癥反應，形成壞死性炎癥循環，這些炎癥病變可導致急性痛風發作，并出現關節損傷或慢性滑膜炎，形成慢性持續性發作[6]。痛風性關節炎的早期診斷及早期干預對保持受累關節的正常功能非常重要[7]，但X線平片或CT等普通影像學檢查在早期診斷中的敏感性較差[7-8]。因此，肌肉骨骼超聲、雙能CT(dual-energy CT，DECT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)等新型影像學檢查被越來越多地應用于臨床[7,9-11]，且正逐漸取代有創性的關節穿刺MSU晶體檢查，成為輔助診斷的有力工具[12]。隨著技術的逐漸成熟以及在診斷中的廣泛應用，痛風性關節炎的早期診斷成為可能，也有效地改善了痛風性關節炎患者的預后[4,7]。現就新型影像學檢查在痛風性關節炎早期診斷中的作用予以綜述。

1 痛風性關節炎的診斷

目前具有全球影響力的痛風診斷分類標準均主要參照2015年美國風濕病學會/歐洲風濕病聯盟制訂的指南[13]，我國最近也發布了2019版《中國高尿酸血癥與痛風診療指南》[4]。在這些指南中，痛風性關節炎診斷的金標準仍是關節穿刺檢查和MSU晶體鏡檢陽性，但由于關節液樣品獲取存在困難，金標準的可操作性降低[6-7]。事實上，影像學檢查在痛風診斷中起關鍵作用。

X線平片和普通CT作為痛風患者的初步篩查工具，對痛風的鑒別診斷和監測疾病進展有一定的作用。但對于病變僅局限于軟組織內的早期痛風或急性痛風性關節炎患者，X線和普通CT檢查診斷價值有限[7]。至疾病慢性期，出現不對稱性、侵蝕性多關節損害以及結節樣軟組織腫塊，尤其是出現伴鈣化的突出邊緣的痛風結節時，X線檢查具有較大價值，而在觀察骨質破壞并監測治療后痛風結節大小變化方面CT則有較大價值[7-8]。目前，已有多種更先進的成像技術用于早期痛風的診斷，主要包括肌肉骨骼超聲、DECT、MRI等。對于無癥狀高尿酸血癥患者，如關節超聲或DECT發現尿酸鈉晶體沉積和(或)痛風性骨侵蝕的征象，則可作為亞臨床痛風的診斷依據(2C)[4,13]。

臨床工作中，根據2018年歐洲風濕病聯盟的推薦，可采用實驗室檢查、臨床表現以及影像學檢查相結合的模式來診斷痛風，從早期痛風狀態(無癥狀性高尿酸血癥及無癥狀MSU晶體沉積)到臨床痛風狀態患者的診斷均可適用；早期痛風的臨床診斷不確定，且無法鑒定出MSU晶體(鏡檢陰性或無法獲得關節液樣本)時，影像學證據尤其重要[7]。近年來，影像技術在痛風中的應用進展較多，如超聲、DECT、傳統CT和MRI，這些技術均有利于發現尿酸鹽沉積、痛風石和骨侵蝕，但目前仍未明確痛風診斷的最佳影像手段。事實上，超聲檢查“雙軌征”、DECT發現MSU晶體沉積以及其他影像學發現痛風相關骨破壞的證據均已被寫入美國風濕病學會/歐洲風濕病聯盟2015版痛風分類標準[13]。

2 新型影像學檢查在痛風性關節炎早期診斷中的價值

2.1肌肉骨骼超聲檢查與痛風性關節炎的早期診斷 超聲是一項不斷發展的影像學技術。在風濕免疫性疾病的臨床診斷中，肌肉骨骼超聲檢查的應用價值日益增加。肌肉骨骼超聲檢查簡單易行、成本較低，且無電離輻射損害，有較高的軟組織分辨率，并具有動態成像和多平面成像能力，還可在超聲引導下進行關節抽吸或軟組織活檢以鑒定其中尿酸鹽晶體的存在。重復肌肉骨骼超聲檢查還可用于評估關節炎患者的治療反應。痛風的肌肉骨骼超聲主要分為炎癥性關節炎表現和典型痛風相關損傷。

2.1.1炎癥性關節炎表現 痛風的炎癥性關節炎包括滑膜炎和關節積液。滑膜炎表現為滑膜肥大和充血，是痛風性關節炎最常見的表現，而且是非特異性的，但如果肥大的滑膜內存在微型痛風石，則具有痛風特異性；滑膜充血可能繼發于活動性炎癥，也可能與痛風石的纖維血管基質有關，在無癥狀性高尿酸血癥患者中出現的滑膜充血表明存在亞臨床性滑膜炎，在經過適當的治療后，滑膜充血在超聲下有可能減輕或消失；關節積液表現為關節內低回聲區，在多普勒檢查中表現為可壓縮性，且無血管組織，因此可將其與滑膜肥大區分開來[9]。在早期痛風性關節炎患者中，關節積液可能表現為密度均勻的無回聲區，但隨著疾病進展，這些積液可能出現可移動的MSU晶體，在超聲下產生“星空”狀外觀，而超聲探頭輕壓后釋放的壓力可能導致關節積液湍流，這些不均勻密度的液體旋轉后可產生“暴風雪”征[10]。

2.1.2典型痛風相關損傷表現

2.1.2.1痛風石 痛風石最易形成于受機械應力作用的區域，如第一跖趾關節內側、跟腱遠端、髕骨近端韌帶以及尺骨鷹嘴和髕前滑囊等區域。痛風石的主要成分為晶體和碎片核心以及纖維血管基質和周圍的肉芽組織，這些成分均可被超聲識別；在超聲下，關節內痛風石的中央區呈明亮的晶體回聲，其中散布著包含纖維間隔和血管組織的低回聲區，低回聲區在多普勒評估中顯示出豐富的血流[11]。由于晶體和碎片核心的異質性，聲波可穿過這些組織，與小而致密的晶體沉積不同，核心碎片對聲波完全反射并伴聲影[11,14]。在肌腱內痛風石中，MSU晶體多為聚集性，超聲下呈簇狀，在所有掃描角度均為異質性高回聲灶，即使增益最小時也清晰可見[14]。

2.1.2.2雙軌征 關節內MSU晶體可能沉積于透明軟骨表面，在超聲下形成一條與下方骨板相平行的曲線形回聲帶，兩者之間有正常關節軟骨的低回聲帶相隔，形成所謂的“雙軌征”，雖然焦磷酸鈣晶體沉積也可形成雙軌征，但非常少見[15]。因此，雙軌征在痛風性關節炎的診斷中有高度特異性。

2.1.2.3皮質骨侵蝕 在兩個相互垂直的平面上，觀察到關節骨皮質表面的連續性中斷，即可診斷為皮質骨侵蝕病變。典型的痛風性骨侵蝕特征是具有突出邊緣的近關節處的“打孔”樣病變，通常容易識別。

2.1.3肌肉骨骼超聲在痛風性關節炎中的診斷效能 在痛風性關節炎診斷中，超聲檢查具有中等程度的敏感性、良好的準確性和很高的特異性。多項研究評價了典型痛風超聲表現(如雙軌征、痛風石、骨侵蝕和“暴風雪”征)的診斷效能[11-16]。在慢性痛風性關節損害中，雙軌征和痛風石的特異性高于“暴風雪”征[14]。一項薈萃分析納入了11項痛風性關節炎的超聲診斷研究，結果發現，超聲對痛風性關節炎有良好的診斷準確性，同時還發現，痛風石、“暴風雪”征或骨侵蝕為超聲診斷痛風性關節炎的特異性表現[16]。

2.1.4肌肉骨骼超聲在痛風性關節炎診斷中的不足之處 雖然肌肉骨骼超聲檢測MSU沉積的敏感性很高，甚至可在無癥狀性高尿酸血癥患者中檢測到晶體的存在，但它也存在局限性：超聲檢查受操作者水平和儀器檢測精度的限制，結果的準確性與操作者經驗有關；超聲檢查還取決于患者的受檢關節或軟組織有無合適的聲學窗口，例如在肥胖患者或軸向骨骼的關節中，超聲的價值受限；由于超聲無法穿透骨皮質，無法識別真正的骨內痛風石；由于急性期痛風性關節損害中最顯著的超聲表現為滑膜炎癥而非關節或軟組織中MSU沉積，超聲在急性痛風性關節炎中的診斷效能較差[17]。Huppertz等[18]發現，在疑似痛風的患者中，以關節穿刺檢查和MSU晶體鏡檢陽性作為金標準，DECT診斷的特異度為85.7%，超聲診斷的特異度為76.2%，提示DECT診斷特異性高于超聲。

2.2DECT與痛風性關節炎的早期診斷

2.2.1DECT的概念及工作原理 DECT是一種在兩個能級下利用組織中不同原子序數的物質對X線吸收的特性具有差異的原理而進行診斷的技術。當暴露于兩個不同能級的X線時，與MSU等低原子序數物質不同，鈣離子等高原子序數物質在衰減方面的差異更大，而MSU的衰減差異則較小；通過用80 kV和140 kV的X線束掃描，并應用后處理算法處理數據，可區分組織中的不同物質(如鈣與MSU)，從而揭示在關節、肌腱及軟組織等處沉積的尿酸鹽，并可通過使用感興趣區域及顯示體素的有效Z值的直方圖測量尿酸鹽沉積的數量[19]。另外，圖像重建可以自動顯示包含尿酸鹽的體素，按照慣例，這些物質在二維和三維圖像上顯示為綠色。在實踐中，DECT可以通過使用單源CT或雙源CT實現。雙源CT掃描允許同時采集兩個數據集來實現DECT，因此更加簡便快捷。使用單源CT對患者掃描兩次或者使用快速電壓切換掃描兩次，也同樣可以實現DECT。但雙源CT可顯著縮短掃描時間，減少輻射劑量，并可消除各臟器運動所致的圖像難以達到精確配合的弊端，因此更加準確。

2.2.2DECT的診斷效能 一項薈萃分析對DECT在痛風診斷中的特異度和靈敏度進行了研究，該薈萃分析包含7項研究，共涉及相對異質性較強的413例患者，結果顯示，DECT對痛風檢測的總靈敏度為84%(95%CI78%～88%)，總特異度為84%(95%CI77%～89%)[20]。DECT具有的高靈敏度，也可用于檢測無癥狀性高尿酸血癥患者的尿酸負荷。Dalbeth等[21]研究發現，DECT可在24%的無癥狀性高尿酸血癥患者中檢測到MSU沉積，但無癥狀性高尿酸血癥患者MSU沉積量顯著低于已確診的痛風患者；另外，在無癥狀性高尿酸血癥患者中，肌腱和關節中MSU沉積更為常見，但痛風石的發生率較低。DECT還可用于治療反應的連續評估。治療前后行DECT檢查，可判斷尿酸結晶是否溶解、全身尿酸負荷是否降低。

在早期痛風患者中關于DECT的研究較少。現有的研究表明，在疾病早期或未出現痛風石的患者中，DECT的靈敏度偏低[22-23]。因此，DECT的結果必須排除假陰性的情況。在疾病早期、尿酸水平升高不顯著、痛風石較小或密度較低的患者中，DECT的陰性率較高[24]。此時，如臨床高度懷疑痛風，即使DECT結果為陰性，仍應積極進行關節穿刺或結合臨床表現來診斷。

2.2.3DECT檢查存在的問題 與傳統的X線檢查、超聲或MRI相比，DECT的放射線暴露劑量增加，如果反復使用DECT，這一問題可能更加嚴重。但與普通CT相比，DECT放射劑量相同或更少，常用的有效劑量<1 mSv，因此尚在可以接受的范圍內[24]。其次，與MRI相比，DECT對非晶體痛風石成分的分辨率較差[25]。與超聲相比，DECT對痛風石檢測的靈敏度也并無優勢[26]。與超聲和MRI的不同，DECT可對尿酸鹽沉積進行量化評估，并且DECT具有病變解剖區域可視化的優勢；此外，DECT還能區別沉積物為尿酸鹽或其他晶體(如焦磷酸鈣)[27]。同時，DECT在技術上也存在一些有待改進之處。例如，不同CT掃描儀之間的絕對Hounsfield單位存在差異，而DECT軟件設置對尿酸鹽的識別也有影響，因此用于從雙能量數據集中識別尿酸鹽的算法還需要進行精細校準[27]。除痛風患者表現為DECT陽性外，如在某些中老年人肋軟骨和椎間盤中也可發現DECT陽性MSU晶體沉積，而這種沉積可能是生理性的[28]。

2.3MRI與痛風性關節炎的早期診斷 MRI具有較高的軟組織對比分辨率，并且能夠顯示軟組織炎癥、軟骨損傷、骨侵蝕和畸形，同時又不會使患者遭受電離輻射[29]。與超聲不同，MRI還可以觀察到更深的結構，并可以針對各個關節進行多平面成像，以最好地展示其病變[30]。歐洲肌肉骨骼放射學會關節炎委員會建議，MRI可用于評估痛風性關節炎患者周圍關節的活動性炎癥，包括滲出液、滑膜炎、骨髓水腫以及隨后的關節表面損傷和皮質骨侵蝕等結構性損傷，并對關節活動性炎性病變和結構變化進行評估，以定性、半定量及定量測量活動性炎癥和慢性關節損傷[31]。

通過靜脈注射MRI造影劑和使用造影劑T1加權后序列，可以區分活動性滑膜炎與滑膜肥大[11]。使用造影劑還可鑒別痛風性關節炎的微小損害(如骨髓水腫、微小的軟骨侵蝕)[32]。痛風石在MRI上顯示出多變的成像外觀，反映了痛風石成分的異質性和鈣沉積量的變化，MRI檢測痛風石的靈敏度為63%，特異度為98%[33]。骨侵蝕表現為骨皮質損害邊緣突出、軟骨表面相對保留，這些特征有助于區分痛風與類風濕關節，類風濕關節炎常伴有關節軟骨損傷[34]。由于相關研究較少，MRI在痛風性關節炎中的診斷效能目前尚不確定。

3 小 結

對痛風性關節炎的早期診治是保持患者關節功能正常的主要措施。普通影像學檢查(X線平片、CT等)僅能在疾病后期發現嚴重的關節和軟組織損傷，對早期診斷的敏感性較差。新型影像學檢查在痛風性關節炎早期診斷中的價值越來越受到重視，肌肉骨骼超聲具有動態的多平面成像能力及較高的軟組織分辨率；DECT能準確地識別關節和軟組織中MSU晶體的沉積及嚴重程度；MRI具有較高的軟組織對比分辨率。新型影像學檢查是痛風性關節炎早期診斷的重要方法，也是評估疾病負擔和監測治療反應的重要措施。