袁立穎， 王 荔

短篇與個(gè)案報(bào)告

寶石CT能譜成像對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的研究

袁立穎1， 王 荔2

頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的易損性是缺血性腦卒中的主要危險(xiǎn)因素，頸動(dòng)脈易損斑塊是栓子脫落的重要來(lái)源，易損斑塊富含脂質(zhì)，纖維帽薄，鈣化少，斑塊內(nèi)出血[1]，因此早期識(shí)別斑塊的性質(zhì)特征對(duì)于缺血性腦血管病的臨床診斷、治療和預(yù)防急性腦血管病變事件的發(fā)生具有重要意義。目前傳統(tǒng)的超聲檢查仍是臨床采用的最常用手段，但其分辨率有限，對(duì)于斑塊的具體成分只能粗略分析，并不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)斑塊的穩(wěn)定性，且檢查結(jié)果受人為因素影響大。近年來(lái)寶石CT能譜成像在頸動(dòng)脈斑塊病變特點(diǎn)評(píng)估方面的作用越來(lái)越受到重視[2，3]，其特有的物質(zhì)分離技術(shù)及能譜技術(shù)為頸動(dòng)脈斑塊的診斷提供了一種簡(jiǎn)便、快速、無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的診斷方法[3]，本文對(duì)比分析頸動(dòng)脈超聲及能譜CTA檢查對(duì)頸動(dòng)脈斑塊檢出率及性質(zhì)評(píng)估的差異性，旨在探討寶石CT能譜成像對(duì)頸動(dòng)脈斑塊的評(píng)價(jià)價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2012年1月-2014年6月我院收治的80例頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊者為研究對(duì)象。其中男性52例，女性28例，年齡45～76歲。本研究通過(guò)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者及家屬自愿參加并簽署知情同意書。入選患者在近期內(nèi)存在一過(guò)性腦缺血癥狀和臨床腦缺血體征，并且均能接受寶石能譜CTA和超聲檢查，兩種檢查相隔時(shí)間在1 w內(nèi)。

1.2 儀器和方法

1.2.1 頸動(dòng)脈超聲檢查方法 采用Philips公司iU22型超聲診斷儀，探頭頻率為3.5 MHz。患者取頭后仰臥位，檢查一側(cè)頸動(dòng)脈時(shí)頭偏向?qū)?cè)約45°，自下向上作連續(xù)縱、橫切面掃查，依次顯示主動(dòng)脈弓、頸總動(dòng)脈、頸內(nèi)動(dòng)脈、頸總分叉、頸外動(dòng)脈和椎動(dòng)脈。檢測(cè)部位一般分為3個(gè)位點(diǎn):即頸總動(dòng)脈(CCA)的遠(yuǎn)端(頸內(nèi)、外動(dòng)脈分叉水平連線下方1～1.5 cm處)、頸內(nèi)動(dòng)脈(ICA)起始部(分叉水平上方1～1.5 cm處)和頸動(dòng)脈分叉處(BIF)、頸外動(dòng)脈(ECA)。用二維超聲自下而上縱、橫、斜掃查，觀察動(dòng)脈遠(yuǎn)端管壁回聲、內(nèi)中膜厚度、光滑度、有無(wú)粥樣硬化斑塊及其回聲特征、纖維帽是否完整、有無(wú)潰瘍及斑塊內(nèi)出血等，并測(cè)定內(nèi)中膜厚度、斑塊的大小及標(biāo)明斑塊部位。

1.2.2 寶石能譜CTA檢查 檢查時(shí)受檢者取自然仰臥位，采用GE寶石CT進(jìn)行掃描，掃描范圍自主動(dòng)脈弓下緣起，由足側(cè)向頭側(cè)掃描至大腦動(dòng)脈環(huán)(Wills環(huán))或顱頂頭皮。掃描方案具體參數(shù)：電壓120 kV,電流500 mA,準(zhǔn)直器寬32×0.625 mm，螺距0.9∶1,層厚/層間隔0.625 mm/0.625 mm，經(jīng)肘正中或肘前靜脈(首選右側(cè))用高壓注射器注入對(duì)比劑碘克沙醇70 ml進(jìn)行增強(qiáng)掃描，速度4～4.5 ml/s。將原始數(shù)據(jù)混合能量圖像處理為單能量圖像，并傳至ADW4.4能譜后處理軟件工作站，進(jìn)行多平面重組(multi-planner reformation,MPR)、最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)及容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)等后處理，記錄斑塊發(fā)生位置，并使用寶石能譜成像瀏覽器(Gemstone Spectoral Imaging Vfewer，GSI)觀察單能量成像，并運(yùn)用能譜分析軟件對(duì)斑塊成分性質(zhì)進(jìn)行分析，得出相應(yīng)的能譜曲線及有效原子序數(shù)。

1.3資料分析方法

1.3.1 頸動(dòng)脈的分段和定位 按節(jié)段分，一側(cè)一支頸動(dòng)脈分成頸總動(dòng)脈、頸動(dòng)脈分叉部、頸內(nèi)動(dòng)脈及頸外動(dòng)脈4個(gè)節(jié)段(節(jié))(見(jiàn)圖1)。80例患者，雙側(cè)共有血管640節(jié)段，頸動(dòng)脈分叉部共160節(jié)段。

1.3.2 頸動(dòng)脈斑塊的能譜CT分析 選擇合適的感興趣區(qū)域(ROI)，面積為2～4 mm2，放置在CT值近似的區(qū)域，盡量避開(kāi)對(duì)比劑、鈣化、管壁周圍脂肪和鄰近官腔等干擾；在同層面皮下脂肪、肌肉組織及血液放置同樣大小的ROI,可得到相應(yīng)的特征性的HU衰減曲線、有效原子序數(shù)。 觀察目標(biāo)能譜曲線與脂肪、肌肉組織及血液曲線的相似性。能譜曲線的差異用斜率表示，本研究分別取40 keV及110 keV 兩個(gè)點(diǎn)作為參考點(diǎn)求其斜率。由2名影像科高年資醫(yī)師對(duì)圖像進(jìn)行盲法分析，意見(jiàn)不一致時(shí)，則由第3名醫(yī)師參與圖像分析，最終達(dá)成傾向性診斷意見(jiàn)。

1.3.3 斑塊類型超聲判斷標(biāo)準(zhǔn)[4]軟斑：斑塊回聲低于血管壁回聲，且后方無(wú)聲影(包括潰瘍斑)；混合斑：斑塊內(nèi)既有強(qiáng)回聲又有低回聲，后方伴或不伴聲影；硬斑：斑塊回聲與管壁回聲接近或強(qiáng)于管壁，后方伴或不伴聲影(包括鈣化斑)。

2 結(jié) 果

2.1 能譜CTA與超聲檢出頸動(dòng)脈分叉處斑塊數(shù)量情況 在本檢查中，80例患者頸動(dòng)脈分叉處共160節(jié)，共存在101處斑塊，能譜CTA檢測(cè)共發(fā)現(xiàn)98處斑塊，超聲檢測(cè)共發(fā)現(xiàn)93處斑塊，從檢出率上來(lái)看，能譜CTA檢出率稍高于超聲檢查，但數(shù)據(jù)差異不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 能譜CTA與超聲對(duì)斑塊成分的檢測(cè)情況 能譜CTA檢測(cè)共發(fā)現(xiàn)98處斑塊，其中脂質(zhì)斑塊36處，纖維斑塊48處，斑塊內(nèi)出血14處。3種不同成分能譜曲線從規(guī)律上看，脂質(zhì)成分與脂肪成分呈弓背向上或反勺狀的上升曲線，斜率呈負(fù)值，隨著能量逐漸增高，CT值也逐漸增高；而纖維基質(zhì)及斑塊內(nèi)出血?jiǎng)t與肌肉、血液接近，表現(xiàn)為衰減曲線，斜率呈正值，隨著能量逐漸增高，CT值逐漸減小，但纖維基質(zhì)在低能量區(qū)的衰減幅度大于斑塊內(nèi)出血的衰減幅度。兩兩比較3種成分的有效原子序數(shù)及曲線斜率，存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(見(jiàn)表1)。超聲檢測(cè)共發(fā)現(xiàn)93處斑塊，軟斑36處，混合斑37處，硬斑20處。能譜CTA漏檢3處斑塊在超聲表現(xiàn)為動(dòng)脈早期或小且薄的縱向的扁平軟斑塊；超聲漏檢8處斑塊在能譜CTA分別表現(xiàn)為2處脂質(zhì)斑塊，3處纖維斑塊，3處斑塊內(nèi)出血。

表1 斑塊內(nèi)不同成分能譜曲線分析參數(shù)情況

圖1 (a)頸總動(dòng)脈(CCA),頸內(nèi)動(dòng)脈(ICA),頸外動(dòng)脈(ECA);(b)分叉部位(BIF)頸動(dòng)脈分叉為分叉水平上下各1 cm范圍內(nèi)

3 討 論

頸動(dòng)脈粥樣硬化是一個(gè)動(dòng)態(tài)的病理過(guò)程，往往從脂紋開(kāi)始，逐漸形成粥樣硬化斑塊。許多研究都證明缺血性腦卒中的發(fā)生不僅與血管管腔的狹窄程度有關(guān)，而且與動(dòng)脈斑塊的性質(zhì)密切相關(guān)[5]。因此，評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈斑塊的性質(zhì)有重要的臨床意義。諸多報(bào)道顯示頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊分布有明顯的節(jié)段性，頸總動(dòng)脈分叉處最多，考慮斑塊形成過(guò)程中血流動(dòng)力學(xué)起到了重要作用，頸總動(dòng)脈分叉處因特殊的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較低的壁面剪切應(yīng)力，促進(jìn)了斑塊的形成[6]。故本文著重研究了頸動(dòng)脈分叉處斑塊形成數(shù)量及成分。

在本研究中，通過(guò)超聲與能譜CTA兩種方法對(duì)頸動(dòng)脈分叉處粥樣硬化斑塊進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示能譜CTA檢查檢出率稍高于超聲檢查，但數(shù)據(jù)差異不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這可能是研究樣本量較小導(dǎo)致，但也證實(shí)該兩種方式，能夠取得公允性較強(qiáng)的結(jié)果，均適合于對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊進(jìn)行評(píng)價(jià)。然而超聲不能獲得直觀的血管影像，在頸動(dòng)脈斑塊的評(píng)估方面有一定的局限性：第一，由于超聲的圖像顯示和判斷與操作手法有關(guān)，主觀性強(qiáng)；第二，當(dāng)斑塊內(nèi)含有較大鈣化時(shí)，其產(chǎn)生的聲影會(huì)干擾斑塊內(nèi)成分的進(jìn)一步評(píng)估；第三，超聲檢查受肥胖及發(fā)育異常等因素的干擾[7]，對(duì)于頸動(dòng)脈分叉位置過(guò)高的患者來(lái)說(shuō)，超聲檢查顯示其頸內(nèi)動(dòng)脈和頸動(dòng)脈分叉存在技術(shù)性困難；第四，對(duì)于有的混合斑，由于斑塊基底部或纖維帽鈣化，因后方聲影影響斑塊內(nèi)部回聲的觀察，同時(shí)影響斑塊表面形態(tài)信息的觀察，降低了潰瘍斑的檢出率；第五，纖維化程度均勻一致的斑塊在超聲檢查中可表現(xiàn)為低回聲[8]，這可被誤認(rèn)為是含有粥樣物質(zhì)成分的易損斑塊，從而影響臨床評(píng)估。同時(shí)超聲檢查更無(wú)法實(shí)現(xiàn)量化評(píng)估斑塊中脂質(zhì)及鈣化含量。能譜CT能有效解決上述超聲存在的問(wèn)題，彌補(bǔ)了超聲檢查在頸動(dòng)脈斑塊評(píng)估方面的局限性，Klein等研究成果也顯示能譜CTA識(shí)別斑塊的靈敏度為超聲的2～3倍[9]。

本研究應(yīng)用寶石CT能譜成像，通過(guò)單源瞬時(shí)KVp切換技術(shù)，在極短的時(shí)間內(nèi)完成高低能量切換，采集單能圖像及物質(zhì)對(duì)圖像、獲得能譜曲線和有效原子序數(shù)。能譜CT利用其特有的物質(zhì)CT值衰減曲線可有效區(qū)分斑塊中的纖維成分、脂質(zhì)成分及血栓樣組織，同時(shí)利用物質(zhì)分離技術(shù)，可用某幾種特定的已知物質(zhì)配對(duì)(碘水配對(duì)、鈣水配對(duì)、脂水配對(duì)等)來(lái)對(duì)斑塊內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行定量分析和鑒別[10,11]。斑塊內(nèi)脂質(zhì)成分的物質(zhì)構(gòu)成基本與皮下脂肪相似，纖維基質(zhì)與肌肉組織的物質(zhì)基礎(chǔ)也大致相似，斑塊內(nèi)出血是新生血管破裂出血或因纖維帽破裂導(dǎo)致血液流入斑塊形成。已有研究證實(shí)，能譜CTA評(píng)價(jià)斑塊組成成分方面與組織學(xué)有很好的相關(guān)性[12]。成分相似的物質(zhì)，其能譜曲線也相似，本研究利用同層皮下脂肪、肌肉和血液為基準(zhǔn)對(duì)比來(lái)研究斑塊內(nèi)3種主要成分的能譜曲線。兩兩比較3種成分的有效原子序數(shù)及曲線斜率，存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異P<0.05。進(jìn)而證實(shí)寶石CT能譜成像可以準(zhǔn)確檢測(cè)出硬化斑塊中的脂質(zhì)成分，纖維基質(zhì)和斑塊內(nèi)出血情況，對(duì)斑塊能進(jìn)行更為精準(zhǔn)的定性定量評(píng)價(jià)，對(duì)斑塊的認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)了從定性到定量的大跨越。

綜上所述，寶石CT能譜成像可以將動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的發(fā)展程度以數(shù)字化表達(dá)出來(lái)，雖然能譜成像有造影劑腎毒性等局限性，納米分子顯像劑的應(yīng)用可能會(huì)彌補(bǔ)這一缺陷[13]。因此，超聲對(duì)頸動(dòng)脈斑塊的檢查適合初篩，而寶石CT能譜成像可以作為一種新的檢測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化的方法，它省時(shí)省力，能更客觀、準(zhǔn)確、直觀的顯示頸動(dòng)脈斑塊成分[14]，對(duì)斑塊的性質(zhì)進(jìn)行分析，從而評(píng)估斑塊的穩(wěn)定性。能譜CT參數(shù)分析可為區(qū)分非鈣化斑塊成分提供量化依據(jù)，使準(zhǔn)確顯示斑塊的細(xì)微結(jié)構(gòu)如脂質(zhì)核大小、纖維帽的厚度等成為可能,故可將其應(yīng)用于頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊檢測(cè)中，用來(lái)評(píng)估斑塊的進(jìn)展、治療效果和愈后，可對(duì)新生斑塊、狹窄或阻塞、終點(diǎn)事件的危險(xiǎn)因素等進(jìn)行前瞻性研究。

[1]AI-Mutairy A，Soliman A，Melhem ER，et al.Carotid calcium scoring may correlate in males with the traditional Framingham epidemiologic risk variables for stroke[J].Surg Neurol，2009，71(2):197-201.

[2]Tang TY，Howarth SP，Li ZY，et al.Correlation of carotid atheromatous plaque inflammation with biomechanical stress:utility of USPIO enhanced MR imaging and finite element analysis[J].Atherosclerosis，2008，196(2):879-887.

[3]Haraguchi K，Houkin K，Koyanagi I，et al.Evaluation of carotid plaque composition by computed tomographic angiography and black blood magnetic resonance images[J].Minim Invasive Neurosurg，2008，51(2):91-94.

[4]丁 昱,馮 蕾,張海鐘,等.超聲造影觀察頸動(dòng)脈斑塊易損性的研究[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2015,23(4):298-301.

[5]Takaya N,Yuan C,Chu B.Association between carotid plaque charaeteristics and subsequent ischemic cerebrovascular events:a prospective eassessment with MRI-initial results[J].Stroke,2006,37(3):818-823.

[6]Silva Marques J,Pinto FJ.The vulnerable plaque:current concepts and future perspectives on coronary morphology,composition and wall stress imaging[J].Rev Port Cardiol,2014,33(2):101-110.

[7]楊 軍，邵 蕾.多層螺旋CT和彩色多普勒超聲聯(lián)合應(yīng)用評(píng)價(jià)老年腦梗死患者頸動(dòng)脈粥樣硬化的價(jià)值[J].中華老年心腦血管病雜志，2013，15(12):1324-1325.

[8]Tahmasebpour HR,Buckley AR,Cooperberg PL,et al.Sonographic examination of the carotid arteries[J].Radiographics,2005,25(6):1561-1575.

[9]Klein C,Gebker R,Kokocinski T,et al.Combined magnetic resonance coronary artery imaging,myocardial perfusion and late gadolinium enhancement in patients with suspected coronary artery disease[J].J Cardiovasc Magn Reson,2008,10:45-45.

[10]薛蘊(yùn)菁，段 青.能譜計(jì)算機(jī)斷層掃描成像在神經(jīng)系統(tǒng)方面的臨床應(yīng)用[J].中國(guó)卒中雜志，2013,8(2):116-119.

[11]Remy-Jardin M,Faivre JB,Pontana F,et al.Thoracic applications of dual energy[J].Radiol Clin North Am,2012,48(1):193-205.

[12]de Weert TT,Ouhlous M,Meijering E,et al.In Vivo characterization and quantification of atherosclerotic carotid plaque components with multidetector computed tomography and histopathological correlation[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2006,26:2366-2372.

[13]Pan D,Schirra CO,Senpan A,et al.An early investigation of ytterbium nanocolloids for selective and quantitative multicolor spectral CT imaging[J].ACS Nano,2012,6:3364-3370.

[14]吳晶濤,朱慶強(qiáng),朱文榮,等.能譜CT重建模式與64層CT重建模式對(duì)于頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊評(píng)估能力的對(duì)比分析[J].中華放射性雜志,2015,49(1):29-32.

1003-2754(2017)10-0937-02

R743.1

2017-08-20；

2017-10-03

山西省衛(wèi)生廳科研課題(201301011)

(1.天津市第四中心醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,天津 300140；2.山西醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，山西 太原 030000)

王 荔，E-mail：wangll1997@163.com