足部双能量CT痛风石成像的伪影研究

陈 谦陈兴国许 权吴前芝沈敏宁殷信道

作者单位：1南京医科大学附属南京医院（南京市第一医院）放射科　2南京医科大学附属南京医院（南京市第一医院）风湿免疫科



足部双能量CT痛风石成像的伪影研究

陈 谦1陈兴国2许 权1吴前芝1沈敏宁2殷信道1

作者单位：1南京医科大学附属南京医院（南京市第一医院）放射科2南京医科大学附属南京医院（南京市第一医院）风湿免疫科

【摘要】目的：探讨足部双能量CT痛风石成像存在伪影类型及发生率。方法：回顾性分析因足部肿痛行双能量CT扫描的42例患者资料。两名有经验的影像科医师对图像独立进行评价，判定双能量痛风石图像上伪影的有无。结果：30例患者（71．42%）的双能量痛风石图像出现伪影，其中29例患者（69．04%）出现指甲伪影，5例患者（11．9%）出现皮肤伪影，2例患者（4．76%）出现运动伪影，2例患者（4．76%）出现亚毫米伪影。结论：足部双能量痛风石成像常出现伪影，了解这些伪影的特点有助于提高诊断的准确率。

【关键词】伪影；降低伪影；双能量CT；痛风石

中国医学计算机成像杂志，2016，22：75-78

Chin Comput Med Imag，2016，22：75-78

1. Department of Radiology, Nanjing First Hospital, Nanjing Medical University

2. Department of Rheumatology, Nanjing First Hospital, Nanjing Medical University

Address: 68 Changle Rd., Nanjing 210006, P.R.C.

Address Correspondence to：YIN Xin-dao （Email：y.163yy@163.com）

痛风是一组嘌呤代谢紊乱和（或）尿酸排泄障碍所致的代谢性疾病，临床表现为高尿酸血症和反复发作的急慢性关节炎，晚期常合并痛风石沉积、慢性肾脏损害、关节畸形等［1］。痛风性关节炎严重影响人们生活质量，其中，足部是其最常累及的部位［2］。近年来，双能量CT痛风石成像已广泛应用于临床，有研究报道指出双能量成像能够有效区分痛风石和其他钙化及软组织结构，其敏感性和特异性可分别达78%～100%、89%～100%［3-4］。然而，并非双能量CT标记的所有位置均为痛风石，如果不能正确识别伪影，可能会导致假阳性的结果［5］。本研究目的在于评估足部双能量CT痛风石成像存在的伪影并探讨降低伪影的方法。

方 法

1．临床资料

回顾性分析本院2013年12月到2015年2月期间，因足部或踝关节肿痛行双能量CT痛风石成像的患者42例，其中29例男性，13例女性，年龄20～84岁，平均（58±15）岁。

2．CT 扫描与图像分析

检查机器为德国西门子双源CT机（Somatom Definition Flash）。双足扫描范围近端包含踝关节，远端包含足趾。扫描参数：2个球管电压分别为140kV和80kV，有效电流分别为55mAs和243mAs，准直器0．6mm，螺距0．7，重建算法为B30，自动重建层厚0．75mm，重建间隔0．5mm，得到的三组数据（140kV、80kV和平均加权120kV）。平均加权系数=0．3 即按照70% 140kV的数据与30% 80kV的数据比率通过特殊计算后融合。扫描完成后将数据传输至工作站Syngo mmwp VE23A，将双能量数据调入Dual-Energy Gout软件内。其中软组织在高、低千伏的CT值均设定为50 HU，两者的比率为1．36；设定计算范围的CT值为130～500 HU，范围为5，空气距离为5，骨距离为10。通过软件处理得到多平面重组（MPR）及容积再现（VR）几种形式的痛风石伪彩图。MPR图像上蓝色所示为骨质结构，绿色所示为尿酸盐结晶，粉色所示为松质骨。VR图像中白色所示为骨质结构，绿色所示为尿酸盐结晶，粉色所示为骨松质。如图像出现伪影，适当调整后处理或重建参数。

3． 结果分析

由两名有经验的影像科医师分别独立判定双能量痛风石图像上伪影的有无并进行记录，当两者意见不一致时，共同协商达成一致。伪影的标准依据见表1［5］。

表1 双能量痛风石成像伪影类型

结 果

24例患者（57．14%）出现痛风石。30例患者（71．42%）出现上述某种伪影。29例患者（69．04%）出现指甲伪影（图 1A），将空气距离由5升至10，骨距离由10降至5，指甲伪影有所减少（图1B）。5例患者（11．9%）出现皮肤伪影，其中4例发生于足垫（图2A），1例发生于趾垫， 将空气距离由5升至10，骨距离由10降至5，皮肤伪影有所减小（图 2B）。2例患者（4．76%）出现运动伪影（图3）。2例患者（4．76%）出现亚毫米伪影（图4A），使用迭代重建算法D24重建后，亚毫米伪影有所减小（图4B）。本研究未发现金属伪影及血管钙化伪影。

图1 指甲伪影。A． VR示双足指甲区多发片状绿色伪彩（黄箭所指）；B．调整后处理参数后VR显示指甲区伪影减少。图2 皮肤伪影。A．MPR示足垫处层状绿色伪彩（黄箭所指）；B．调整重建算法后MPR显示足垫处伪影减少。

图3 运动伪影。图3A． T平扫示运动致右足远端错层（黄箭所指）。B． VR示运动伪影（黄箭所指），痛风石（黄箭头所指），指甲伪影（空箭所指）图4 亚毫米伪影。A．MPR示MPR图像示左足籽骨旁点状绿色伪彩（黄箭所指）：B．调整后处理参数后MPR示左足籽骨旁点状伪影减少。

讨 论

双能量CT成像是诊断痛风石的一种有效手段，准确识别伪影有助于提高痛风石诊断的准确率。本研究共发现30例患者（71．42%）足部双能量痛风石成像出现某种形式的伪影，包括指甲伪影、皮肤伪影、运动伪影、亚毫米伪影。本研究未发现血管钙化伪影及金属伪影。

详细了解足部痛风石沉积的部位对于识别伪影至关重要。SUN等［6］对80例痛风患者进行足部双能量痛风石扫描，足部常发生痛风石沉积的部位依次是第一跖趾关节、远端踇趾、足跟部。然而该研究并未排除指甲伪影的影响，可能部分指甲伪影被误认为远端踇趾的痛风石。Mallinson等［2］对148例痛风患者进行四肢双能量痛风石扫描，发现足部痛风石常累及第一跖趾关节、跟腱、踝关节、其他跖趾关节、跗骨关节等处。

指甲伪影是双能量痛风石成像最常出现的伪影，本研究中该伪影发生于69．04%的患者。Glazebrook等［4］研究发现如不能正确识别指甲伪影，可造成双能量痛风石成像假阳性结果。Mallinson等［5］对50例可疑痛风患者进行双能量痛风成像，发现88%的患者足部存在指甲伪影，而指甲伪影较少存在手指甲处。这种伪影出现的原因可能是由于指甲的角蛋白成分和尿酸盐结晶在双能量扫描下密度衰减的值接近所致。通过适当调整后处理软件中尿酸与空气及骨质在单位像素的最小距离（空气距离由5升至10，骨距离由10降至5）可在一定程度上减少指甲伪影。

皮肤伪影出现于11．9%的患者。这种伪影分布于足垫或趾垫处，可能原因是这些部位存在大量较厚的皮肤。尽管痛风石也可沉积在皮肤位置［7］，但痛风石的典型形态是结节状、团状，而皮肤处伪影通常是层状且局限在皮肤的绿色伪彩。调整空气距离与骨距离参数可以一定程度减少皮肤伪影。此外，不同的重建算法可以优化要显示的部位，并对图像进行平滑处理，降低射线硬化伪影。本研究使用了西门子工作站，其中D系列卷积核及Q系列卷积核可有效降低噪声并减少射线硬化伪影。使用D33卷积核重建图像可有效减少皮肤伪影。

亚毫米伪影常表现为点状的伪彩影。这种伪影多位于籽骨旁，产生的原因是由于局部噪声引起的。但如果多发的点状伪彩以一定解剖部位分布，如韧带，则需要考虑是痛风石的沉积［8］。后处理软件中范围设定可以调整图像的平滑度，增加范围可以使图像更加平滑但边缘锐利度减低。使用D24卷积核或增加范围（由3调整至5）可有效减少亚毫米伪影。

2例患者图像上的运动伪影均发生于双足末端。VR图像上表现同一层面的片状绿色伪彩影，且局限在骨皮质表面。识别这种伪影关键在于观察常规CT平扫图像上检查部位存在错层。因此，在检查过程中患者制动十分重要，建议在足部扫描过程中使用固定带及木块来减少患者运动。

本组病例未发现金属伪影及血管钙化伪影。患者检查部位如存在金属（纽扣、内固定等），在常规CT平扫图像上常出现射线硬化伪影，双能量痛风石成像上表现为射线硬化伪影层面的绿色伪彩影。在检查过程中需要尽可能去除金属。血管钙化伪影表现为局限在血管壁的绿色伪彩影。尽管有研究显示尿酸可能对血管内皮功能产生不良影响［9］，然而在一项11例痛风患者的尸检研究中却未发现尿酸在血管沉积［10］。因此，血管伪影出现原因可能是血管钙化所造成的噪声引起。金属伪影及血管钙化伪影均可使用平滑算法可减少伪影发生。

本研究存在一定局限性：①临床上较难获得双能量痛风石成像中伪影的穿刺检查结果，未能计算该检查造成假阳性的比率。②由于缺乏计算痛风石的定量软件，本研究未能详细验证各种去除伪影技术的效果，需要将来进一步研究。

总之，伪影在足部双能量痛风石成像中很常见，如果不能正确识别伪影可造成假阳性。通过了解痛风石常见沉积部位，适当改变重建算法、调整后处理参数、固定患者体位等方法减少伪影的出现，有助于准确识别真正的痛风石。

参 考 文 献

［1］Roddy E, Choi HK. Epidemiology of gout. Rheum Dis Clin North Am,2014,40:155-175.

［2］Mallinson PI, Reagan AC, Coupal T, et al. The distribution of urate deposition within the extremities in gout: a review of 148 dual-energy CT cases. Skeletal Radiology,2014,43:277-281.

［3］Choi HK, Burns LC, Shojania K, et al. Dual energy CT in gout: a prospective validation study. Annals of the Rheumatic Diseases,2012,71:1466-1471.

［4］Glazebrook KN, Guimaraes LS, Murthy NS, et al. Identification of intraarticular and periarticular uric acid crystals with dual-energy CT: initial evaluation. Radiology,2011,261:516-524.

［5］Mallinson PI, Coupal T, Reisinger C, et al. Artifacts in dual-energy CT gout protocol: a review of 50 suspected cases with an artifact identification guide. AJR Am J Roentgenol,2014,203:W103-W109.

［6］Sun Y, Ma L, Zhou Y, et al. Features of urate deposition in patients with gouty arthritis of the foot using dual-energy computed tomography. Int J Rheum Dis, 2015 ,18:560-567

［7］Holland NW, Jost D, Beutler A, et al. Finger pad tophi in gout. J Rheumatol,1996,23:690-692.

［8］Dalbeth N, Kalluru R, Aati O, et al. Tendon involvement in the feet of patients with gout: a dual-energy CT study. Annals of the Rheumatic Diseases,2013,72:1545-1548.

［9］Edwards NL. The role of hyperuricemia and gout in kidney and cardiovascular disease. Cleve Clin J Med,2008,75:S13-S16.

［10］Levin M H, Lichtenstein L, Scott HW. Pathologic changes in gout; survey of eleven necropsied cases. Am J Pathol,1956,32:871-895.

Artifacts of Dual-Energy CT in Foot Gout

CHEN Qian1, CHEN Xing-guo2, XU Quan1, Wu Qian-zhi1, SHEN min-ning2, YIN Xin-dao1

【Abstract】Purpose：To evaluate the types and incidence of artifacts in Dual-Energy CT （DECT） of the foot. Method：A total of 42 patients with foot pain were undergone DECT of foot. Two trained radiologists evaluated the artifacts of the tophus on DECT. Result: Thirty （71.42%） cases showed some form of artifact. Nail bed artifact was seen in twenty-nine patients （69.04%）. Skin artifact was seen in five patients （11.9%）. Motion artifact was seen in two patients （4.76%）. Submillimeter artifact was seen in two patients （4.76%）. Conclusion: Artifacts of tophus on DECT are common. Knowledge of these artifacts is essential for the radiologist to diagnosis the gout accurately .

【Key words】Artifact, Artifact reduction, Dual-energy CT, Gout

收稿时间:（2015.03.05;修回时间：2015.06.02）

通信作者：殷信道（电子邮箱：y.163yy@163.com）

通信地址：江苏省南京市长乐路68号，南京210006

中图分类号：R445.3

文献标志码：A

文章编号：1006-5741（2016）-01-0075-04