Investigative Radiology：双能量CT在痛风检测中的价值及应用

痛风相关的单钠尿酸盐（MSU）晶体的沉积发生在肌肉骨骼组织中，导致了痛风的发展、骨和关节破坏以及相关并发症的发展。痛风的早期阶段可能没有症状，MSU的沉积可能发生在不容易被临床评估的部位（例如脊柱）。另外，痛风可能出现在其他风湿性疾病等干扰性疾病过程中。因此，痛风的早期和准确诊断对于改善疗效至关重要。

常用的痛风诊断标准是基于2015年美国风湿病学会/欧洲风湿病学会联盟分类中所描述的临床、实验室和影像学标准的组合。截至2015年，先进的成像方式，如双能量计算机断层扫描（DECT）是美国风湿病学会/欧洲风湿病学协会联盟的痛风分类标准的一部分。

双能量计算机断层扫描（CT）是一种无损的、无创的、基于X射线的成像技术，可以根据两种不同X射线能量下的X射线衰减系数（以Hounsfield单位[HU]报告）的差异来区分组织。双能量CT可以描述MSU沉积物的解剖分布，并将非痛风与化脓性关节炎或其他原因的急性单关节病区分开来，其敏感性为90%，特异性为80-88%。双能量CT在MSU检测方面的表现可能与用于后处理原始图像数据的方法有关。典型的市售系统使用专有算法将原始图像数据二进制化为2种材料的图像集（2种材料分解[2MD]），例如，MSU和透明磷灰石（HA）。最简单的1种材料分解，科将图像二进制化为MSU或不MSU，在此称为双阈值（DT）方法。这些实现方法报告了MSU检测的局限性，即晶体聚集大于2毫米和血清尿酸盐浓度大于8.5毫克/分升，这两种情况通常在痛风患者诊断时超过6周，会导致假阳性和假阴性的结果，限制了DECT的性能。

新的DECT后处理方法，如物质分解（3MD）和虚拟单色图像（VMIs）可以提高DECT检测MSU的性能。三材料分解法科将原始数据的体素分解成3个材料图像集，可以被选择来代表类似HU的组织，如MSU沉积和肌肉。众所周知，虚拟单色图像可以减少DECT中的光束硬化伪影和潜在的假阳性结果。然而据我们所知，还没有研究将3MD和VMI的组合用于MSU的检测和量化。

近日，发表在Investigative Radiology杂志的一项研究报告了与2MD和DT后处理方法相比，3MD-VMI DECT对MSU和HA模型的准确性和精确度。

研究在15名受试者的脚和踝部，对单钠尿酸盐（0.0、3.4、13.3、28.3和65.2 mg/dL管）和HA（100、400和800 mg/cm3管）模型进行了单独和共同的DECT扫描。用3MD-VMI、2MD和DT对原始数据进行分解斌生成仅有MSU和仅有HA的图像，同时获得了放置在每个MSU和HA模型井中的10个10体素感兴趣的体积（244μm3）的平均值，并与它们的已知浓度以及与子实验者四肢的测量结果相比较，以获得准确性和精确性措施。如果P<0.05，则认为统计学差异显著。

与已知的模型标准相比，3MD-VMI对于检测MSU浓度低至3.4 mg/dL是准确的（P = 0.75）。相比之下，2MD仅限于13.3 mg/dL（P = 0.06），DT无法检测到低于65.2 mg/L的MSU浓度（P = 0.16）。对于HA模型，3MD-VMI和2MD对所有浓度都很准确，包括最低的100mg/cm3（分别为P = 0.63和P = 0.55）。双阈值法对HA模型的分解没有用。对于MSU和HA模型，3MD-VMI和2MD测量的精确度都很高。从质量上看，与2MD和DT相比，3MD-VMI的MSU图像显示出减少了光束硬化伪影和体素的错误分类。

图 2个诊断为痛风的不同患者的轴位图像，用（A）2MD和（B）3MD进行扫描和分解。箭头表示2MD生成的图像中发现的光束硬化（A，左箭头）和骨皮质模糊（A，右箭头）；相反，3MD能够将这些伪影的可视化程度降到最低。C，3MD生成的MSU图像的矢状切面，诊断为痛风的足部显示出光束硬化伪影并造成诊断干扰，在足部关节间的小关节空间内出现MSU样信号（C，箭头）

综上所述，3MD-VMI是一种准确的、可重复的后处理技术，在本项模型研究中显示出了DECT对MSU低浓度限制的提高。这些特点对临床DECT检测MSU的假阴性和假阳性率具有重要的价值，但需要进一步研究验证。

原文出处：

Justin J Tse,Douglas A Kondro,Michael T Kuczynski,et al.Assessing the Sensitivity of Dual-Energy Computed Tomography 3-Material Decomposition for Detection of Gout.DOI:10.1097/RLI.0000000000000877