不同影像學檢查方式在痛風性關節(jié)炎中應用的研究進展*

馬儷文 綜述,劉 健△,黨萬太 審校

(成都醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院:1.超聲醫(yī)學科;2.風濕免疫科,成都 610000)

痛風是嘌呤代謝紊亂和/或尿酸排泄減少導致血尿酸水平升高,尿酸鈉晶體沉積于組織或器官并引起組織損傷的一組臨床綜合征。既往研究表明,痛風發(fā)病與性別、年齡、地域、種族、遺傳等因素相關[1-2]。與歐美地區(qū)的國家相比,中國痛風患病率較低[3]。男性痛風發(fā)病率隨著年齡的增長而增加,女性在更年期后雌激素水平下降,發(fā)病率也呈上升趨勢[4]。痛風性關節(jié)炎(gouty arthritis,GA)是一種人體內(nèi)尿酸代謝異常和血尿酸水平升高引起的關節(jié)炎性疾病,是痛風最常見的并發(fā)癥,由關節(jié)內(nèi)和周圍的尿酸鈉晶體沉積引發(fā)關節(jié)紅腫與劇烈疼痛[5],主要累及下肢關節(jié),晚期可形成不可逆轉(zhuǎn)的關節(jié)破壞。因此對于痛風的早期預防、早期診斷、及時治療尤為重要。本文就針對不同影像學檢查在GA的診斷、治療過程中的應用現(xiàn)狀做以下概述。

1 GA的病理生理機制

尿酸是人體嘌呤代謝的終產(chǎn)物,以單鈉尿酸鹽形式存在于體內(nèi)[6],主要由肝臟代謝產(chǎn)生。尿酸排泄受腎臟和腸道調(diào)節(jié),當血清尿酸鹽濃度超過其溶解度時,則出現(xiàn)尿酸鈉晶體的析出與沉積[7]。GA的進展可以分為4個病理生理階段:無癥狀高尿酸血癥的發(fā)展、尿酸單鈉晶體的沉積、急性痛風發(fā)作和以痛風石為特征的晚期痛風。人群中約有20%為無癥狀高尿酸血癥患者,但在血尿酸水平高于9 mg/dL的高尿酸血癥患者中,只有22%在5年內(nèi)發(fā)生痛風[8]。隨著血尿酸水平的不斷升高和病程的延長,無癥狀高尿酸血癥進展為GA的比例也會大幅增加[9]。尿酸鈉常常沉積于關節(jié)周圍滑膜、軟骨表面、肌腱和韌帶,當滑膜的巨噬細胞識別尿酸鈉時,就會引發(fā)炎癥反應,導致痛風的急性發(fā)作,但此發(fā)作是自限性的。大量尿酸鈉晶體微粒在組織中反復誘發(fā)炎癥反應后形成的異物肉芽腫,被稱為痛風石。在尿酸鈉不斷沉積形成痛風石過程中,不僅會破壞周圍骨質(zhì),同時降低成骨細胞功能,加劇骨質(zhì)破壞,進一步形成骨質(zhì)侵蝕[10]。

2 不同影像學方式在GA中的應用

目前診斷GA的金標準為在腫脹和/或疼痛的關節(jié)部位中穿刺抽吸出的關節(jié)液或痛風石組織中,偏振光學顯微鏡檢測到其內(nèi)呈負雙折射、針狀的尿酸鈉。但此項檢查是一項有創(chuàng)檢查,且可因技術與設備限制及取樣不當,顯微鏡無法觀察到尿酸鈉而造成假陰性結(jié)果[11-12]。隨著影像學檢查方式的不斷發(fā)展,2015年美國風濕病學會/歐洲抗風濕病聯(lián)盟制定的痛風分類標準及2018年歐洲抗風濕病聯(lián)盟更新的痛風診斷建議均推薦:當GA的臨床診斷不確定且無法鑒定晶體時,應通過影像學檢查來尋找尿酸鈉晶體沉積的證據(jù)[13]。常用的影像學檢查有超聲、X線片、雙能CT、核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)等。

2.1 超聲在GA中的應用

近些年來,超聲憑借其檢查方便、快捷、有效等優(yōu)勢,已經(jīng)在肌骨檢查中得到廣泛應用,常用的技術有常規(guī)高頻超聲、剪切波彈性成像、超聲造影、超聲介入等。

2.1.1常規(guī)高頻超聲

2015年風濕病療效評估組織發(fā)布了痛風病變的常規(guī)高頻超聲相關定義[14],包括雙軌征、痛風石、強回聲聚集體和骨侵蝕。常規(guī)高頻超聲通過“雙軌征”及痛風石診斷痛風均有較高的靈敏度及特異度[15],并可作為早期檢測尿酸鈉晶體沉積的影像學首選檢查方式,在膝關節(jié)和第一跖趾關節(jié)掃查中,比其他檢查方式具有更高的效能[16]。早期高尿酸血癥患者僅表現(xiàn)為血尿酸水平的增高[17],但與GA患者可有相同的關節(jié)常規(guī)高頻超聲表現(xiàn),只是嚴重程度不同[18]。尿酸鈉晶體沉積的常規(guī)高頻超聲特征對早期GA診斷具有較高的特異度和陽性預測值,但靈敏度較有限[19]。既往研究顯示,每1立方厘米足部沉積物中尿酸鈉的體積增加,急性痛風發(fā)作的風險增加2.03倍[20]。LIU等[18]研發(fā)的基于肌肉骨骼超聲特征的評分系統(tǒng)可評估GA和高尿酸血癥患者的關節(jié)病變嚴重程度,其發(fā)現(xiàn)即使是高尿酸血癥患者,評分越高,關節(jié)損傷的嚴重程度越大,因此患者常規(guī)高頻早期超聲評估關節(jié)尿酸鈉沉積狀況尤為重要[21]。

既往病程及發(fā)作頻率是尿酸鈉沉積的危險因素,晚期痛風石和骨侵蝕的患病率是痛風嚴重程度的指標[22]。痛風石常規(guī)高頻超聲表現(xiàn)為在骨周圍或關節(jié)腔內(nèi)可見的低回聲、高回聲或混合回聲結(jié)節(jié),后方多伴聲影[23-24]。雙軌征和痛風石都是骨侵蝕的危險因素,骨侵蝕的風險也隨著痛風石數(shù)量的增多而增加[25]。常規(guī)高頻超聲在檢測<2 mm的骨侵蝕方面優(yōu)于普通X線片[26]、CT,然而局限性在于與其他關節(jié)炎的鑒別診斷相對困難。EBSTEIN等[27]研究顯示,痛風石大小的變化與痛風復發(fā)率有關,因此常規(guī)高頻超聲監(jiān)測可能有助于預防急性痛風發(fā)作,一旦發(fā)現(xiàn)雙軌征或痛風石,應考慮早期降尿酸鹽治療。

2.1.2剪切波彈性成像

剪切波彈性成像的原理主要是由于各組織的彈性不同,當多束不同角度的聲束聚集在人體組織形成剪切波源時,將不同組織的信號轉(zhuǎn)換為彈性模量絕對值的彩色信號,因此剪切波彈性成像不依賴外力產(chǎn)生剪切波,減少了操作者之間的誤差,使結(jié)果更具有重復性與可信度。目前85%～90%的急性GA患者發(fā)病始于第一跖趾關節(jié),其次為踝關節(jié)、膝關節(jié)[28]。急性發(fā)作時,由于腎臟的排泄增加,血清尿酸鹽濃度可能正常[27],因此常規(guī)高頻超聲可檢出尿酸鈉沉積,與其他關節(jié)炎的急性發(fā)作鑒別具有重要意義。當臨床癥狀不典型時,剪切波彈性成像可以將關節(jié)內(nèi)沉積的尿酸鈉晶體轉(zhuǎn)為數(shù)值進行比較,如彈性模量、平均彈性模量、最小彈性模量和彈性模量標準差等參數(shù)在GA人群中明顯高于非GA人群[29]。由于痛風臨界期的滑膜硬度高于急性期,因此剪切波彈性成像還提高了痛風急性期和臨界間期的診斷效能[30]。剪切波彈性成像結(jié)合二維成像,能全面反映病灶周邊、中央、邊緣內(nèi)不同區(qū)域的彈性值,從而更敏感、更特異地輔助臨床與非GA的鑒別診斷,且更客觀地反映不同組織的病理狀態(tài)。近年來,剪切波彈性成像已經(jīng)在GA的診斷中體現(xiàn)出價值,但目前在療效監(jiān)測方面應用研究較少。

2.1.3超聲造影

超聲造影是一種血池顯像技術,用于顯示病變區(qū)域內(nèi)部及周圍微血管的血流動力學變化,比傳統(tǒng)彩色多普勒更容易顯示病變區(qū)域內(nèi)部及周圍微血管的血流變化,已經(jīng)成熟地應用于乳腺、肝臟、腎臟等器官疾病,用來明確病灶范圍、性質(zhì)。急性痛風發(fā)作時病灶區(qū)微血管增生,炎癥活動度增高,滑膜內(nèi)血流豐富,血流速度增快。WANG等[29]研究發(fā)現(xiàn),GA急性期和臨界期的常規(guī)高頻超聲沒有發(fā)現(xiàn)差異,而彩色多普勒血流信號等級高于臨界期的彩色多普勒血流信號等級。應用超聲造影觀察治療前后受累關節(jié)滑膜血流灌注變化,可用于監(jiān)測GA的療效,且比常規(guī)高頻超聲更加靈敏[31]。但由于超聲造影需要對患者進行造影劑注射,目前在骨骼肌肉系統(tǒng)中應用較少。

2.1.4超聲介入

在關節(jié)液或痛風石中穿刺抽吸檢查到特異性尿酸鈉晶體是診斷GA的金標準,其陽性率受取材部位及操作醫(yī)師的操作水平影響較大,而在超聲常規(guī)高頻實時引導下進行關節(jié)的滑液抽吸,可以大大提高診斷的靈敏度。且對GA急性發(fā)作期患者行常規(guī)高頻超聲引導下關節(jié)腔穿刺術抽液及注射藥物治療,其成功率高,可快速、有效緩解關節(jié)腫脹,減輕局部疼痛,恢復關節(jié)功能[32]。

超聲常規(guī)高頻能夠方便、長期監(jiān)測臨床降尿酸治療的效果。雙軌征消失是評估降尿酸鹽治療有效的早期征象,痛風石的大小在降尿酸鹽治療6個月后變化明顯[33]。通過密切監(jiān)測尿酸鈉沉積的變化有助于醫(yī)生改進痛風治療方式,提高患者對降尿酸鹽治療的依從性。

2.2 X線片在GA中的應用

X線片通常是中晚期痛風患者最常用的影像學檢查方式,它能準確顯示出患者的骨質(zhì)破壞。但早期GA患者關節(jié)X線片可無異常改變或僅表現(xiàn)為關節(jié)局部周圍軟組織不對稱性腫脹,對于尿酸鈉沉積、滑膜炎及輕微骨侵蝕,X線片難以檢測[34]。在痛風中晚期,典型的X線片可表現(xiàn)為邊界清楚呈穿鑿樣的偏心性骨質(zhì)破壞、關節(jié)間隙變窄及特殊的骨質(zhì)破壞邊緣可見懸掛的骨質(zhì)[35]。在針對疑似痛風患者的研究中發(fā)現(xiàn),對于平片上的軟組織內(nèi)的稍高密度影、骨侵蝕、痛風石及周圍的骨贅形成有助于臨床診斷痛風,但有時不能與其他關節(jié)疾病引起的骨破壞相鑒別。因此X線片對早期痛風診斷靈敏度較低,且具有一定的輻射,已經(jīng)逐漸被超聲和雙能CT取代,但因其價格低廉,晚期特異度高,仍被用于痛風的檢查[36]。

2.3 雙能CT在GA中的應用

CT平掃檢測滑膜炎、腱鞘炎的能力較差,因此在關節(jié)出現(xiàn)痛風石與骨侵蝕之前,CT平掃的診斷作用不大。雙能CT與超聲在下肢關節(jié)的尿酸鈉晶體檢出率相近,但雙能CT在上肢關節(jié)中的檢出率明顯高于超聲[37],且在某些特殊部位,如脊柱痛風時,雙能CT具有更好的效能。雙能CT已被證明能夠以高精度檢測到關節(jié)及周圍組織中最小尺寸為2 mm的尿酸鈉晶體沉積[38],在痛風診斷中,它具有高靈敏度和特異度。疾病早期時,尿酸鹽大部分以溶質(zhì)形式存在于關節(jié)積液內(nèi),而雙能CT檢測的靈敏度與痛風病程及結(jié)晶密度呈正相關[19],僅當濃度>20%時才可能被雙能CT檢出,導致部分早期疾病患者在雙能CT上沒有顯示出尿酸鈉沉積的證據(jù)。雙能CT能夠在癥狀持續(xù)時間<6周的患者中檢測到沉積的尿酸鈉晶體,但其靈敏度低[39]。雙能CT采集三維影像數(shù)據(jù),可以直觀顯示痛風石的大小和位置,后期可通過特定的軟件自動識別并計算痛風石的體積,自動化體積評估軟件提供了高度準確的尿酸鹽定量分析,但痛風石的大小和密度也影響了尿酸鈉晶體沉積檢測的靈敏度[40]。此外,定量分析與雙能CT的3D重建特征相結(jié)合可以監(jiān)測痛風石的大小變化,用來評估降尿酸鹽治療的療效[37]。雙能CT發(fā)現(xiàn)雙軌征和痛風石的靈敏度和特異度較高[41],因此也是診斷痛風的重要檢查方式,且雙能CT可檢測痛風患者冠狀動脈和主動脈中的心血管尿酸鈉沉積物,已被證明可以預測新發(fā)心臟代謝疾病[42]。

2.4 MRI在GA中的應用

MRI對肌肉、滑膜、軟骨、骨組織有很好的對比度和分辨率,可以很好地了解雙能CT所不能顯示的關節(jié)周圍軟組織腫脹、滑膜增生、關節(jié)腔積液、骨質(zhì)破壞和骨髓水腫等情況。類風濕關節(jié)炎(rheumatoidarthritis,RA)常需要與尿酸水平正常的痛風患者進行鑒別,但兩者MRI均可表現(xiàn)為滑膜炎、骨髓水腫、周圍軟組織腫脹或骨破壞等,這些數(shù)據(jù)表明常規(guī)MRI顯示的上述癥狀無較高特異度,因此不同特征集紋理分析對于鑒別RA與GA具有一定價值[43]。較多痛風患者和X線片顯示正常的患者存在隱匿性破壞性關節(jié)病,只能通過MRI檢測到。然而,MRI在診斷痛風患者骨侵蝕和痛風石方面優(yōu)于超聲和雙能CT。MRI可檢測痛風石及其內(nèi)的尿酸鈉晶體和周圍因炎癥反應而生成的肉芽腫組織;同時,MRI還可測量痛風石的體積,使MRI也可以指導臨床治療痛風并阻止疾病進展。但MRI測量時需要操作者進行手工描畫、檢查時間長、費用高、患者接受能力差,因此不作為診斷痛風的常規(guī)檢查。

3 小結(jié)與展望

近年來不斷發(fā)展的影像學檢查技術已經(jīng)大大提高了痛風診斷的靈敏度和特異度,不同檢查技術各有優(yōu)勢,且超聲和雙能CT在痛風的診斷及監(jiān)測降尿酸鹽的治療階段顯示出優(yōu)勢。但需要注意的是,在疾病的早期,超聲或雙能CT上均沒有發(fā)現(xiàn)尿酸鈉晶體沉積并不能排除痛風。因此,多種影像學檢查技術聯(lián)合使用有助于提高診斷效能。在降尿酸鹽治療過程中,對于指導臨床用藥、評估治療效果、提高患者治療依從性,超聲是更方便、無創(chuàng)的檢查方法[44-45]。但所有的檢查方式都受到了檢查者、閱片者的經(jīng)驗限制,因此規(guī)范的掃查流程與較高水平的閱片能力有助于提高影像學檢查在整個痛風診治療程中的應用價值。