多模態超聲在痛風性關節炎中的診斷價值

李春歌，王博冉，喬春梅，王 欣，王曉磊

（1.內蒙古醫科大學，內蒙古 呼和浩特 010059；2.內蒙古醫科大學附屬醫院超聲科）

GA是由于單鈉尿酸鹽在滑液和其他組織內沉積導致的一種晶體性關節炎，主要與尿酸排泄減少和（或）嘌呤代謝紊亂有關。近年來，隨著物質生活的日益豐富，海鮮、牛羊肉等含嘌呤較高的飲食越來越多，肥胖癥和代謝綜合征等疾病發生率也在增加，這些因素都導致痛風的發病率逐年上升。據統計，痛風的患病率約為總人口的1%～4%。男性發生率明顯高于女性[1]。痛風分為四個階段，包括無癥狀高尿酸血癥期、急性發作期、緩解期和慢性期。臨床上這四個階段之間沒有明顯的界限，盡早發現并給予恰當治療可以有效預防病情的反復發作，繼而明顯改善病人的預后。盡管痛風有如此高的發病率，但仍經常被誤診。既往許多風濕病學專家把高尿酸血癥作為確診痛風的重要標準。但許多高尿酸血癥患者并不會發生痛風，甚至不會形成尿酸結晶。事實上，血尿酸超過9mg/dL的人中只有5%會患痛風[2]。因此僅憑高尿酸血癥診斷痛風是不準確的。臨床上根據患者典型的臨床表現及細針穿刺發現MSU晶體可以確診痛風。但細針穿刺是一種有創檢查，患者接受度低。此外，當患者癥狀不典型時，光憑臨床醫生的經驗診斷痛風十分困難。通常在癥狀發作數年后才能確診。

2018年更新的歐洲風濕病聯盟關于痛風診斷的建議中指出，當痛風的臨床診斷不確定且無法辨認晶體時，應對患者進行影像檢查，以了解MSU晶體沉積等情況[3]。目前，影像學對GA的診斷價值越來越高。常用的影像學檢查方法包括X線平片、CT、MRI和超聲等。MSUS和其他成像方法相比，具有更加全面、安全、有效、經濟等優點，不僅可以評估關節和相關結構，還是評估疾病活動性的有力工具。近年來，隨著超聲技術的不斷進步，更小和更高頻率探頭在MSUS中的應用更有助于觀察小關節和微小解剖結構。超聲現已逐漸成為許多肌骨系統疾病的常規檢查項目之一。

1 灰階超聲在GA中的應用

從1978年加拿大放射學家Peter Cooperberg第一次通過灰階超聲顯示膝關節滑膜炎以來，許多研究陸續證實了超聲在滑膜炎、滑膜肥大、積液等相關檢查中優于臨床檢查。2015年最新痛風分類標準[4]中，超聲和雙能源CT被列為痛風分類的評分項目之一。并指出MSUS在診斷晶體相關關節病變時顯示了良好的敏感性和特異性。GA有幾種特征性的超聲表現，包括“雙軌征”、“痛風石”和“聚集征”等。“雙軌征”是指關節軟骨表面的MSU晶體沉積，對診斷GA具有較高的特異性和敏感性[5]。“痛風石”是在關節或軟組織內的MSU晶體聚集。超聲下表現為局限性不規則形高回聲團塊，部分后方可伴有聲影[5]。“聚集征”也是關節或軟組織中的晶體沉積，但還未大到足以被定義為“痛風石”。此外，關節腔積液、滑膜增生和骨侵蝕等也可出現在GA中，但這些表現沒有特異性。然而超聲檢查也存在一些問題。首先，超聲對痛風慢性期敏感性較高，但在痛風早期，如果沒有“雙軌征”等特異性征象出現，超聲的敏感性有限。其次，很多患者同時存在增生滑膜與積液，灰階超聲目前主要采用探頭加壓的技術區分二者，但在關節積液較少或積液較深等情況下擠壓困難，難以區分。再次，灰階超聲對于操作者依賴性高，結果主要依靠檢查者的主觀判斷。且治療前后“痛風石”等征象短期內在灰階超聲圖像上往往變化甚微，不僅靈敏度不高且不能準確量化。

2 彩色多普勒成像在GA中的應用

灰階超聲在檢測急性滑膜病變方面作用有限，而彩色多普勒成像可以通過評估滑膜組織的血運來區分活動和非活動性滑膜組織，對GA的診斷和監測具有很大潛力。GA急性期和慢性期急性發作時滑膜內血管增生顯著[6]，彩色多普勒成像往往表現為滑膜內豐富的血流信號，因此常用于監測GA的急性發作，評估治療效果。但這些表現沒有特異性，也可以出現在其他關節疾病中。此外，彩色多普勒成像只能對血供情況進行半定量分級，不僅增加了人為因素導致的誤差，也不利于治療前后的療效比對。

3 超聲成像新技術

近年來，剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）、超聲造影（contrast-enhanced ultrasonography，CEUS）、螢火蟲成像和三維成像等新技術在肌骨領域的應用逐步展開。既彌補了MSUS的不足，又有助于病情活動度評估及微小病變的檢出。

3.1 剪切波彈性成像（SWE）

SWE是對超聲脈沖發射的定向剪切波的傳播速度進行測量的動態過程，剪切波速可以量化為楊氏模量，反應組織彈性的差別。繼而獲得生物組織彈性、硬度等反應機械特性的定量信息。通過這種檢查技術可以將關節內沉積的MSU晶體變化轉為數值比較。近年來，越來越多的研究證實了SWE對包括痛風在內的肌骨系統疾病的診斷價值。一方面，臨床上對于GA不同時期的治療方案不同。但灰階超聲有時難以準確分期。Wang Qiao等[7]研究發現，GA臨界期組患者受累關節滑膜的楊氏模量明顯高于急性期組，而兩組間灰階超聲表現無顯著性差異。這表明SWE有助于GA分期，臨界期組的滑膜硬度明顯高于急性期組。另一方面，當臨床癥狀不典型時，不同疾病導致的關節炎可能有相似的超聲表現，應用SWE可以輔助鑒別。Tang Yuanjiao等[8]指出，SWE可以定量區分痛風性和非痛風性關節炎。GA組各項楊氏模量參數均高于非GA組。此外，當關節積液與滑膜增生同時存在時，灰階超聲有時難以鑒別，通過SWE可清晰顯示積液與滑膜的分界。但SWE在臨床應用中存在局限性。首先，取樣框周圍組織的硬度會影響被檢查組織的圖像。其次，大多數設備要求探頭與目標組織之間的距離不能＜1.2mm[9]，這在肌骨超聲檢查中往往不能滿足，需要大量耦合劑或加凝膠墊增加距離，影響了測量準確性。SWE操作過程中需要注意探頭位置、壓力和方向等，對操作者的要求較高。

3.2 超聲造影（CEUS）

CEUS是應用諧波成像原理，利用可壓縮氣泡振動引起的非線性聲學效應增強后散射回聲，從而最大限度地提高對比度和空間分辨度。CEUS提高了檢測滑膜增生和血管增生等關節炎相關征象的敏感度，并能通過灰階超聲信號強度變化更好地量化炎癥性疾病，從而顯著提高評估滑膜炎活動度的準確性。對進一步的診斷和治療具有指導意義[10]。CEUS可以顯示組織微小血管血流灌注，繼而直接反映關節水平組織病理變化。正常關節脈管系統等組織顯示正常，邊界清楚；而活動性關節炎微血管增生，炎癥活動度越高，滑膜內血流越豐富，血流速度越快[11]。根據這個原理，CEUS也可用于活動性滑膜炎與非活動性關節內增厚的鑒別。此外，CEUS在檢測關節內血管方面優于能量多普勒（power doppler ultrasound，PDUS）和彩色多普勒[12]。CEUS可檢測到直徑＜50μm的血管，而PDUS只能檢測直徑＞100μm的血管[13]。與彩色多普勒相比，CEUS對低速、低流量血管的顯示更明顯，能夠更早發現病變關節內的血管增生，這對GA的早期診斷有重要意義。通過反應治療前后受累關節滑膜血流灌注變化，CEUS還可用于監測GA療效，且比灰階超聲更加敏感[14]。然而CEUS不能同時掃查多個關節，雖然提高了對血流檢測的敏感性，但會降低灰階圖像的分辨率。此外，CEUS是一項有創檢查，價格較高，且存在潛在不良反應，如呼吸困難，惡心和血壓驟變等。這些問題限制了CEUS在臨床中的應用和發展。

3.3 螢火蟲成像技術

臨床應用中，灰階超聲上的微鈣化常由于儀器分辨率有限和周圍組織的干擾而顯示不理想。螢火蟲成像作為一種新興的超聲圖像后處理技術，可通過計算機深化背景顏色提高微鈣化的可視化，從而檢測到灰階超聲顯示不清的微小鈣化。目前螢火蟲成像在乳腺癌診斷中的應用價值已得到肯定[15，16]。這為螢火蟲成像在GA中的應用奠定了基礎。與灰階超聲相比，螢火蟲成像對GA內MSU晶體的靈敏度優于灰階超聲，可以明顯發現更多結晶體[17]。雖然對于痛風石和較大的鈣化灶，螢火蟲成像與灰階超聲相比沒有明顯優勢，但GA患者早期大部分僅表現為關節腔或滑膜表面的微小晶體沉積，無急性發作癥狀者彩色多普勒也往往沒有血流信號增多等現象，此時利用螢火蟲成像的優勢有助于GA的早期診斷。螢火蟲成像圖像視覺效果強烈，操作方便，具有廣泛的應用前景。但同時，由于其使“強的更強，弱的更弱”的運行原理，使得部分組織信號被夸大，從而易對假性鈣化造成過度診斷，在應用螢火蟲技術時應格外注意[18]。

3.4 超聲三維成像

超聲三維成像是在灰階超聲成像的基礎上進行圖像重建，不僅可以獲得病變的立體圖像，還能發現更小、更隱蔽部位的病變。三維超聲成像較灰階超聲圖像顯示直觀，能更準確地顯示器官或病變的大小、形態、輪廓及厚度。已有臨床研究表明，三維超聲和灰階超聲在關節炎癥和骨侵蝕[19]方面具有良好的一致性。這使得三維超聲在GA中的應用成為可能。此外，三維超聲能夠定量分析受累關節炎癥相關的變化[20]，這對關節炎癥活動度的評估及療效監測有重要意義。與灰階超聲比，三維超聲縮短了數據采集時間，不需要反復在病人身上用探頭掃查，減小了對操作者的依賴性。此外，三維超聲可以立體顯示關節內晶體沉積、滑膜炎及骨侵蝕等情況，有助于對GA微小病變的檢出。但三維超聲也存在局限性。其圖像質量取決于灰階超聲采集的好壞，更易受到肺內氣體、骨骼等影響因素的干擾。且三維超聲操作比較復雜，耗時多，儀器價格昂貴。

綜上所述，不同超聲檢查技術各有所長，但都有一定的局限性。對于GA的檢查，X線平片僅能顯示骨質破壞、痛風石和較嚴重的軟組織腫脹。CT能顯示痛風石及骨病變，但對早期軟組織病變不敏感，且對關節腔內的病變顯示欠佳。且X線平片和CT還有較大的電離輻射，不能作為常規檢查。MRI能顯示骨髓水腫、關節積液、滑膜增生、痛風石及骨侵蝕等，但掃描時間長且價格昂貴。超聲應用便捷，價格低廉，不僅可以檢測GA的活動性，還能評估治療效果。上述幾種超聲新技術在GA等肌骨系統疾病中也都有很廣泛的應用前景。隨著未來更多研究分析多模態超聲在GA中的應用價值并不斷進行改進完善，將有助于提高GA的早期診斷率。預計未來多模態超聲將在GA診斷中發揮越來越重要的作用。