能譜CTA分析頸動(dòng)脈斑塊成分及其與腦梗死的關(guān)系

姬智艷，劉德祥，陳顯杰，賀雪萍，向之明

(廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院影像科，廣東 廣州 511400)

圖1 患者男，58歲，右側(cè)頸動(dòng)脈CTA A.于斑塊(L1)和鄰近脂肪組織(L2)勾畫(huà)ROI； B.斑塊的能譜曲線與脂肪組織趨勢(shì)一致，CT值<0 HU，提示為脂質(zhì)斑塊

頸動(dòng)脈粥樣硬化病變是腦梗死的危險(xiǎn)因素，所形成的頸動(dòng)脈斑塊可致頸動(dòng)脈狹窄致顱內(nèi)血流灌注不足，不穩(wěn)定斑塊脫落則形成栓子，栓塞顱內(nèi)血管而誘發(fā)腦梗死[1]。寶石能譜CT具有單能量成像、物質(zhì)分離及能譜曲線等分析頸動(dòng)脈斑塊形態(tài)及成分的功能[2-3]。本研究探討寶石能譜CT血管成像(CT angiography, CTA)區(qū)分頸動(dòng)脈斑塊成分的可行性，并分析其與腦梗死的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2018年8月—2019年12月60例于廣州番禺中心醫(yī)院經(jīng)彩色多普勒超聲確診的頸動(dòng)脈斑塊(頸動(dòng)脈狹窄率35.38%～67.25%)患者，男34例，女26例，年齡40～75歲，中位年齡59歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床癥狀主要為肢體麻木、乏力、頭疼或頭暈、言語(yǔ)不清、口角歪斜及偏身感覺(jué)障礙等；②于超聲檢查后1個(gè)月內(nèi)接受頭頸部能譜CTA和顱腦MRI，CTA圖像清晰，無(wú)血管發(fā)育畸形等。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery CT750 HD寶石能譜CT機(jī)行頭頸部CTA。囑患者仰臥，由足部向頭部方向掃描，范圍自主動(dòng)脈弓至顱頂。掃描參數(shù)：管電壓80 kVp與140 kVp瞬時(shí)切換，管電流630 mA，機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)間為0.5 s/r，探測(cè)器寬度0.625 mm×64，SFOV 25.0 cm，層厚及層距均0.625 mm。完成平掃后，以流率4.5 ml/s經(jīng)右側(cè)肘靜脈注射對(duì)比劑碘海醇80 ml 或1.5 ml/kg體質(zhì)量(>80 ml)，選取升主動(dòng)脈中部為ROI，設(shè)置CT閾值為100 HU，達(dá)到峰值后延遲5 s，以0.6×0.625 mm GSI模式行能譜CT掃描。采用Siemens Avanto 1.5T超導(dǎo)MR儀行顱腦MRI，采集T1W、T2W、FLAIR及DWI等序列圖像。

1.3 圖像分析 將能譜CTA原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入GE ADW4.6工作站，由2名具有8年以上頭頸部影像學(xué)診斷經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師于3個(gè)層面圖像所示頸動(dòng)脈斑塊上手動(dòng)勾畫(huà)面積約2 mm2的ROI，測(cè)量其CT值及有效原子序數(shù)，取均值為結(jié)果，獲得其40～140 keV單能量圖像平均CT值的特征能譜曲線；之后于鄰近脂肪、肌肉和骨骼組織處分別勾畫(huà)ROI，獲得相應(yīng)能譜曲線。采用曲線上對(duì)應(yīng)40 keV和90 keV的2點(diǎn)法計(jì)算能譜曲線斜率。判斷斑塊成分：①斑塊曲線與脂肪組織平行(呈弓背向上趨勢(shì))且CT值<0 HU者為脂質(zhì)斑塊(圖1)；②斑塊曲線與脂肪組織平行且CT值分布于0 HU上下者為含脂質(zhì)和纖維成分的混合斑塊；CT值<0 HU者為以脂質(zhì)核心為主的斑塊(圖2)；平均CT值>0 HU者為以纖維為主的斑塊(圖3)；③斑塊曲線與肌肉組織平行(呈緩慢下降趨勢(shì))，CT值>0 HU，且位于骨骼組織曲線下方者為纖維斑塊(圖4)；④斑塊曲線與骨骼組織平行(呈快速下降趨勢(shì))且CT值>0 HU者為鈣化斑塊(圖5)。根據(jù)美國(guó)心臟協(xié)會(huì)斑塊分型標(biāo)準(zhǔn)，將脂質(zhì)斑塊和脂質(zhì)/纖維混合斑塊歸為不穩(wěn)定斑塊，纖維斑塊和鈣化斑塊歸為穩(wěn)定斑塊。根據(jù)MRI結(jié)果評(píng)估患者是否存在腦梗死。

圖2 患者女，62歲，左側(cè)頸動(dòng)脈CTA A.于鄰近脂肪組織(L1)和斑塊(L2)勾畫(huà)ROI； B.斑塊的能譜曲線與脂肪組織基本平行，CT值分布于0 HU上下且平均值<0 HU，提示為以脂質(zhì)核心為主的脂質(zhì)/纖維混合斑塊

圖3 患者男，65歲，右側(cè)頸動(dòng)脈CTA A.于斑塊(L1)和鄰近脂肪組織(L2)勾畫(huà)ROI； B.斑塊的能譜曲線與脂肪組織基本平行，CT值在0 HU上下分布且平均值>0 HU，提示為以纖維成分為主的脂質(zhì)/纖維混合斑塊

圖4 患者男，57歲，左側(cè)頸動(dòng)脈CTA A.于斑塊(L1)和鄰近肌肉組織(L2)勾畫(huà)ROI； B.斑塊能譜曲線與肌肉組織基本重合，CT值>0 HU但顯著小于鈣化斑塊和骨骼組織，提示為纖維斑塊

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以±s表示。采用單因素方差分析比較各斑塊的能譜曲線斜率及有效原子序數(shù)差異，以LSD法行組間兩兩比較。計(jì)算各類(lèi)型斑塊患者腦梗死發(fā)生率。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

共109個(gè)斑塊納入研究，每例1～4個(gè)，包括21個(gè)脂質(zhì)斑塊、11個(gè)脂質(zhì)核心為主的混合斑塊、30個(gè)纖維成分為主的混合斑塊、15個(gè)纖維斑塊及32個(gè)鈣化斑塊。各斑塊能譜曲線斜率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=1 494.83，P<0.01)；兩兩比較，脂質(zhì)斑塊、脂質(zhì)核心為主混合斑塊、纖維成分為主混合斑塊間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，其余各斑塊間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.01)。各斑塊有效原子序數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=2 108.74，P<0.01)；兩兩比較，各斑塊間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.01)。見(jiàn)表1。

60例中，19例存在脂質(zhì)斑塊，11例見(jiàn)脂質(zhì)核心為主混合斑塊，19例存在纖維成分為主混合斑塊，10例見(jiàn)纖維斑塊，20例見(jiàn)鈣化斑塊；其中19例同時(shí)存在2種以上不同性質(zhì)斑塊。MRI于各類(lèi)型斑塊患者中分別檢出13例、6例、7例、2例及1例腦梗死，其中2例同時(shí)存在2種類(lèi)型斑塊；排除斑塊交叉后，相應(yīng)腦梗死發(fā)生率分別為68.42%(13/19)、54.55%(6/11)、36.84%(7/19)、11.11%(1/9)、0(0/20)。 60例患者總體腦梗死發(fā)生率為45.00%(27/60)，其中存在不穩(wěn)定斑塊和穩(wěn)定斑塊患者腦梗死發(fā)生率分別為53.06%(26/49)和3.33%(1/30)。

圖5 患者女，63歲，右側(cè)頸動(dòng)脈CTA A.于斑塊(L1)和鄰近骨骼組織(L2)勾畫(huà)ROI； B.斑塊能譜曲線與骨骼組織基本重合，提示為鈣化斑塊

表1 各類(lèi)型斑塊間能譜曲線參數(shù)值比較(±s)

表1 各類(lèi)型斑塊間能譜曲線參數(shù)值比較(±s)

斑塊類(lèi)型能譜曲線斜率有效原子序數(shù)脂質(zhì)斑塊(n=21)-1.56±0.292.52±0.27脂質(zhì)核心為主混合斑塊(n=11)-1.69±0.324.35±0.34纖維為主混合斑塊(n=30)-1.62±0.276.71±0.65纖維斑塊(n=15)2.85±0.479.75±0.62鈣化斑塊(n=32)22.76±0.6816.54±1.25F值1 494.832 108.74P值<0.01<0.01

3 討論

非侵入性準(zhǔn)確分析頸動(dòng)脈斑塊成分及穩(wěn)定性對(duì)預(yù)防及診療腦梗死具有重要臨床意義[1，4-6]。能譜CTA利用單球管瞬時(shí)同向高低雙能切換技術(shù)，結(jié)合寶石探測(cè)器的快速響應(yīng)能力，可獲得單能量高清圖、能譜曲線圖及有效原子序數(shù)圖等[7-11]，相比傳統(tǒng)CTA顯著降低了對(duì)比劑用量和輻射劑量[12]。多項(xiàng)能譜CTA分析頸動(dòng)脈斑塊成分與病理對(duì)照研究[8-9,13-14]結(jié)果顯示，能譜CTA可有效識(shí)別鈣化、纖維、脂質(zhì)斑塊及斑塊出血、潰瘍等，奠定了其用于分析頸動(dòng)脈斑塊成分的基礎(chǔ)。

本研究中纖維斑塊的能譜曲線斜率和有效原子序數(shù)值與文獻(xiàn)[7,15]報(bào)道基本一致；根據(jù)能譜曲線和有效原子序數(shù)結(jié)果，進(jìn)一步將含脂質(zhì)成分斑塊分為單純脂質(zhì)斑塊、脂質(zhì)核心為主脂質(zhì)/纖維混合斑塊、纖維成分為主脂質(zhì)/纖維混合斑塊，3者能譜曲線斜率與脂肪組織近似，且其間無(wú)明顯差異，而3者有效原子序數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明能譜CTA可用于分析頸動(dòng)脈斑塊類(lèi)型。既往研究結(jié)果顯示脂質(zhì)斑塊的能譜曲線斜率和有效原子序數(shù)分別為(-3.46±0.62)、(3.73±0.88)[7]和(-3.54±0.78)、(3.24±0.80)[15]，本組以脂質(zhì)成分為主的2類(lèi)斑塊(單純脂質(zhì)斑塊、脂質(zhì)核心為主混合斑塊)的有效原子序數(shù)與之相似，而能譜曲線斜率絕對(duì)值較低。

本組60例患者頸動(dòng)脈狹窄率均<70%，總體腦梗死發(fā)生率仍高達(dá)45%，提示相比斑塊大小，斑塊成分是發(fā)生腦梗死更重要的危險(xiǎn)因素；其中不穩(wěn)定斑塊和穩(wěn)定斑塊患者腦梗死發(fā)生率分別為53.06%和3.33%，單純脂質(zhì)斑塊、脂質(zhì)核心為主混合斑塊及纖維成分為主混合斑塊患者腦梗死發(fā)生率分別為68.42%、54.55%和36.84%，表明斑塊內(nèi)脂質(zhì)成分含量與發(fā)生腦梗死相關(guān)，斑塊脂質(zhì)成分越多，其穩(wěn)定性越差，患者發(fā)生腦梗死的風(fēng)險(xiǎn)越高。已有研究[1,5,10]證實(shí)不穩(wěn)定斑塊(包含脂質(zhì)、薄纖維帽、出血、潰瘍等)與腦梗死呈正相關(guān)，而穩(wěn)定斑塊(纖維、鈣化)與發(fā)生腦梗死呈負(fù)相關(guān)。

綜上所述，能譜CTA可有效細(xì)化分析頸動(dòng)脈斑塊成分及類(lèi)型；斑塊脂質(zhì)成分越多，穩(wěn)定性越差，患者發(fā)生腦梗死的風(fēng)險(xiǎn)越高。本研究不足之處：①樣本量較少，無(wú)斑塊內(nèi)出血病例；②未經(jīng)病理學(xué)檢查證實(shí)斑塊成分；③無(wú)法直接證實(shí)斑塊成分與腦梗死的關(guān)系；有待增加樣本量進(jìn)一步深入研究。