寶石能譜CT對頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊易損性的評估價(jià)值

黃葉明　王凱　張貴興

[摘要] 目的 探討寶石能譜CT有效原子序數(shù)對頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊易損性的評估價(jià)值。 方法 2017年1月～2018年6月共70例頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊患者入選本研究。90段頸動(dòng)脈血管行CTA+能譜檢查，對比分析斑塊的有效原子序數(shù)與MRA信號(hào)強(qiáng)度的相關(guān)性。 結(jié)果 MRA高信號(hào)組與低信號(hào)組比較，頸動(dòng)脈斑塊的有效原子序數(shù)明顯減低（P<0.05）。有效原子序數(shù)曲線下面積為0.98，截?cái)嘀禐?.83。 結(jié)論 寶石能譜CT的有效原子序數(shù)可以量化判斷頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的易損性。

[關(guān)鍵詞] 動(dòng)脈粥樣硬化;寶石能譜CT;磁共振血管造影;易損性

[中圖分類號(hào)] R743.3;R816.1? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1673-9701（2019）02-0092-03

缺血性卒中與頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊易損性密切相關(guān)[1，2]，放射影像學(xué)評估頸動(dòng)脈狹窄及斑塊對指導(dǎo)疾病的治療具有重要作用[3-5]。頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊包含富含脂質(zhì)壞死核（lipid rich necrotic core，LRNC）、斑塊內(nèi)出血（intraplaque hemorrhage，IPH）、鈣化以及纖維成分，其中LRNC和 IPH是構(gòu)成易損斑塊的主要成分[6]。核磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）是目前公認(rèn)的可以用于頸動(dòng)脈斑塊評估的方法，其準(zhǔn)確度達(dá)96%[7]。易損斑塊在T1加權(quán)和三維時(shí)間飛越法血管成像序列（3-dimensional time-of-flight magnetic resonance angiography，3D-TOF MRA）圖像上呈高信號(hào)強(qiáng)度;鈣化斑塊呈低信號(hào)強(qiáng)度[8-10]。臨床應(yīng)用最廣泛的CT技術(shù)對頸部斑塊成分的評估價(jià)值尚存在一定爭議。因此本研究通過與核磁共振成像對比，探討寶石能譜CT（gemstone spectral imaging CT，GSI-CT）有效原子序數(shù)對頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊易損性的評估價(jià)值。

1 資料與方法

1.1一般資料

收集2017年1月～2018年6月本院符合入選條件的病例共70例，其中男60例，女10例，年齡57～86歲，平均（73±8）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)包括：有頭暈、頭痛、肢體麻木、口齒不清等腦缺血或一過性腦缺血癥狀;頸動(dòng)脈粥樣硬化臨床診斷明確，超聲、核磁或CT檢查頸動(dòng)脈內(nèi)膜增厚至少超過同層血管直徑的1/3;斑塊至少含有40%以上的非鈣化成分;MRA 和 GSI-CTA雙重評估，兩項(xiàng)檢查的平均間隔時(shí)間在2個(gè)月之內(nèi)，以及神經(jīng)系統(tǒng)癥狀穩(wěn)定，藥物治療穩(wěn)定;無造影劑過敏，CTA檢查順利，圖像優(yōu)良[11]。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)通過，所有患者在CTA和MRA掃描前均簽署知情同意書。

1.2 CTA檢查

采用GE 256排Revolution CT掃描機(jī)，選取主動(dòng)脈弓上緣至顱內(nèi)鞍上2 cm水平作為掃描范圍，由頭側(cè)向足側(cè)掃描。對比劑采用碘帕醇注射液（370 mgI/mL，國藥準(zhǔn)字H20053388，上海），對比造影劑注射速度和總量根據(jù)注射的固定持續(xù)時(shí)間（12 s）以及患者的體重來確定劑量（252 mgI/kg）。彈丸方式注射確定掃描延遲。掃描參數(shù)：層厚0.625 mm;轉(zhuǎn)速5 s;管電壓80/140 kVp;管電流 630 mA;螺距0.984：1;矩陣 512×512。掃描完成后，將混合能量圖像處理為單能量圖像，并載入GEAWV 4.6工作站，進(jìn)行圖像后處理，分析斑塊成分，得出相應(yīng)的能譜曲線和有效原子序數(shù)。

1.3 MRI檢查

采用GE1.5T HDi掃描機(jī)，磁共振系統(tǒng) MR750w進(jìn)行檢測。掃描參數(shù)：重復(fù)時(shí)間（repetition time，TR）/回波時(shí)間（echo time，TE），20 ms/3.69 ms;翻轉(zhuǎn)角度16°;層厚1.8 mm;視野 23×23 cm;矩陣256×224。

1.4 斑塊分析

選擇合適的感興趣區(qū)（regions of interest，ROIs），即連續(xù)三個(gè)層面狹窄的易損斑塊區(qū)域，測量對應(yīng)的有效原子序數(shù)。MRA上的ROI定義為與GSI-CTA相對應(yīng)ROIs的斑塊區(qū)域。測量每位患者M(jìn)RA上的相對信號(hào)強(qiáng)度比（signal intensity ratio，SIR）。SIR定義為斑塊最大信號(hào)強(qiáng)度與相鄰胸鎖乳突肌平均信號(hào)強(qiáng)度的比值。SIR被認(rèn)為是可以反映斑塊易損性的主要指標(biāo)。依據(jù)MRA斑塊信號(hào)強(qiáng)度不同分組：高信號(hào)強(qiáng)度組（SIR≥1.5）和低信號(hào)強(qiáng)度組（SIR<1.5）。對比分析兩組間有效原子序數(shù)和CT值的差異;同時(shí)分析動(dòng)脈斑塊的SIR和有效原子序數(shù)、CT灰度值的相關(guān)性。所有圖像由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)生閱片，根據(jù)斑塊不同的 CT值和MRI信號(hào)區(qū)分斑塊內(nèi)成分，閱片者采取雙盲法對圖像進(jìn)行判讀，意見不一致時(shí)協(xié)商。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS15.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料采用（x±s）表示。MRA磁共振血管造影與有效原子序數(shù)之間進(jìn)行相關(guān)性分析。Mann-Whitney U法檢測分析高信號(hào)組與低信號(hào)組患者間有效原子序數(shù)、CT值之間的差異，并進(jìn)行ROC曲線分析，分別計(jì)算曲線下面積及最佳界值。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

70例患者共掃描記錄90段頸動(dòng)脈血管，根據(jù)斑塊SIR值不同分為高信號(hào)強(qiáng)度（SIR≥1.5）組40段血管，低信號(hào)強(qiáng)度（SIR<1.5）組50段血管。兩組間具有可比性，性別、年齡等一般資料均無差異（P>0.05）。高信號(hào)強(qiáng)度組與低信號(hào)強(qiáng)度組比較，頸動(dòng)脈斑塊的有效原子序數(shù)分別為（7.68±2.23）和（8.05±3.54），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。高和低信號(hào)組的平均CT值分別為（45.50±8.78）和（54.60±10.12），兩組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。MRA斑塊信號(hào)強(qiáng)度平均SIR值為（1.54±0.35），CT平均有效原子序數(shù)為（7.87±3.04），CT平均灰度值為（50.05±9.72）;經(jīng)相關(guān)性分析比較，核磁共振信號(hào)強(qiáng)度SIR值與CT有效原子序數(shù)間存在明顯的相關(guān)性（r=-0.495，P<0.05），而核磁信號(hào)強(qiáng)度SIR與CT灰度值之間并沒有相關(guān)性（r=-0.236，P=0.358）。有效原子序數(shù)的ROC曲線下面積為0.98，診斷最佳界值為7.83;CT值的ROC曲線下面積為0.73，最佳界值為54.0（圖1）。

3 討論

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，如何檢測和評價(jià)其性質(zhì)已成為人類共同關(guān)心的問題。臨床上對動(dòng)脈粥樣硬化嚴(yán)重程度的判斷已從單純管腔的狹窄程度轉(zhuǎn)移到斑塊的成分上，大量研究顯示斑塊組成成分比管腔狹窄程度對其穩(wěn)定性更重要。頸部CTA是評估頸動(dòng)脈狹窄的可靠方法[12]，寶石能譜CT比傳統(tǒng)CT能更加準(zhǔn)確地評估狹窄程度[13]。而斑塊易損性方面是否能譜CT可以提供類似核磁MRA的參考信息尚存在爭議，因此本研究對比分析GSI-CTA和MRI評估頸動(dòng)脈斑塊易損性的能力。

寶石能譜CT已經(jīng)廣泛應(yīng)用到臨床眾多領(lǐng)域，包括區(qū)分血管腔和鈣化灶[14]，判斷造影劑外滲[15]、金屬偽影消除[16]等。GSI的優(yōu)勢是能夠確定體素的有效原子數(shù)量，即有效Z值[17]。有效Z值是根據(jù)原子數(shù)量為基礎(chǔ)的已經(jīng)被廣泛接受作為雙能成像產(chǎn)生的說明能量特性的一個(gè)定量指標(biāo)。如果一個(gè)化合物的質(zhì)量衰減系數(shù)等于某個(gè)已知原子數(shù)的另一種化合物，則已知的原子數(shù)將作為此化合物的有效Z值。利用這一原理我們可以將斑塊的主要生理成分量化為有效原子序數(shù)，方便臨床評估和比較[18]。

組織結(jié)構(gòu)上，頸部動(dòng)脈硬化斑塊包含脂質(zhì)、壞死組織、出血、纖維成分和鈣化等成分。含有脂質(zhì)的斑塊或斑塊內(nèi)出血被定義為易損或不穩(wěn)定斑塊。脂肪成分的有效Z值低于肌肉、軟組織和骨骼。在本研究中確定的頸動(dòng)脈斑塊的有效Z值明顯減低，說明其含有大量LRNC是易損斑塊。盡管急性出血（包括IPH）的有效原子序數(shù)值尚未公布，但與MRA的比較也表明，IPH的有效Z值與脂肪基本相同，這可能與IPH通常發(fā)生在LRNC內(nèi)有關(guān)系。最近也有研究報(bào)道能譜CT可以根據(jù)CT衰減（灰度值）來區(qū)分頸部斑塊組成成分[19，20]。頸動(dòng)脈斑塊的組織病理學(xué)特征，如脂核、纖維成分和鈣化，理論上與CT衰減緊密相關(guān)，這些成分可以通過CT灰度值來區(qū)分[21-23]。然而本研究并沒有發(fā)現(xiàn)CT值在高信號(hào)強(qiáng)度組與低信號(hào)強(qiáng)度組間存在明顯差異。這很可能與CT數(shù)字評估的缺陷有關(guān)。每個(gè)體素的CT數(shù)值由其質(zhì)量衰減系數(shù)和材料密度決定，斑塊內(nèi)成分混雜密度不一很可能會(huì)干擾結(jié)果。國外Shinohara Y等[13]研究表明CTA能識(shí)別斑塊的鈣化，斑塊內(nèi)脂質(zhì)核心、纖維基質(zhì)，斑塊內(nèi)出血、潰瘍及纖維帽厚度，但它們之間的CT值存在明顯的重疊，易出現(xiàn)誤判和過度判斷，因而僅以CT 值來判斷斑塊成分是不全面的。因此我們通過能譜成像的能譜曲線和有效原子序數(shù)（Z值）對頸動(dòng)脈斑塊進(jìn)行定量分析，得到量化參數(shù)，通過與MRA結(jié)果對比，細(xì)化斑塊分類標(biāo)準(zhǔn)，更準(zhǔn)確地評估斑塊成分，使得影像表現(xiàn)更接近其組織病理結(jié)果。

誠然，盡管我們已經(jīng)盡量應(yīng)用薄層掃描將橫斷面圖像調(diào)整到最窄，但是本研究中能譜CT和MRA之間所評估的橫斷面圖像間依舊很可能會(huì)略有差別。因此更大規(guī)模研究還需要進(jìn)行。本研究雖然利用MRA與能譜CT進(jìn)行水平對比，但是MRA并不能完全取代病理組織學(xué)檢測，為此與病理學(xué)標(biāo)本的對比研究尚需進(jìn)一步進(jìn)行，從而驗(yàn)證寶石能譜CT在頸動(dòng)脈斑塊易損性評估的可靠性?？傊狙芯靠梢猿醪秸f明寶石能譜CT檢測頸動(dòng)脈斑塊的有效原子序數(shù)和CTA可以評估狹窄程度和斑塊的成分。這一發(fā)現(xiàn)為確定頸動(dòng)脈狹窄的治療策略提供了十分有價(jià)值的信息。

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（收稿日期：2018-08-27）