能譜CT血管成像評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊成分的臨床分析*

王正通 王小強(qiáng) 陳月芹 陳夫濤 秦文恒 孫占國(guó)

(濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，濟(jì)寧，272029)

缺血性腦卒中發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)[1]。研究顯示，頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的組成成分及其易損性與缺血性腦卒中事件密切相關(guān)[2]。目前，臨床上主要采用超聲、常規(guī)CTA或MR血管壁成像檢測(cè)頸動(dòng)脈斑塊，其中超聲是首選篩查手段，臨床應(yīng)用廣泛，但其對(duì)斑塊脂質(zhì)壞死與斑塊內(nèi)出血的鑒別困難，加之超聲評(píng)估斑塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有主觀性，導(dǎo)致斑塊成分及易損性分析存在不足[3]；常規(guī)CTA僅通過(guò)測(cè)量斑塊CT值來(lái)評(píng)價(jià)斑塊的組織成分，參數(shù)單一，對(duì)斑塊易損性的界定亦存在較大局限性[4]； MR血管壁增強(qiáng)成像被認(rèn)為是評(píng)估頸動(dòng)脈斑塊易損性的最佳影像檢查方法，但MRI檢查亦存在一定的局限性，如設(shè)備依賴性強(qiáng)、檢查時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)患者配合度要求高等，尤其禁用于心臟起搏器植入或幽閉恐懼患者[5]。

能譜CTA通過(guò)瞬時(shí)雙電壓切換實(shí)現(xiàn)單源同向雙能成像，將傳統(tǒng)的混合能量分解為101個(gè)單能量，最佳單能量圖像可提高圖像的對(duì)比噪聲比,有利于識(shí)別頸動(dòng)脈的小斑塊[6-7]，并可通過(guò)能譜曲線及有效原子序數(shù)判斷斑塊成分，是評(píng)估斑塊穩(wěn)定性的有效補(bǔ)充檢查[8]。目前能譜CTA與組織病理學(xué)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比的相關(guān)研究仍不充分，有必要進(jìn)一步驗(yàn)證分析。本文回顧性分析頸動(dòng)脈粥樣硬化患者的頸動(dòng)脈斑塊多參數(shù)能譜CTA數(shù)據(jù)，同時(shí)與組織病理學(xué)結(jié)果對(duì)照，以探討能譜CTA對(duì)頸動(dòng)脈斑塊成分的評(píng)估價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

收集2019年1月至2020年12月，于濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院就診并經(jīng)超聲篩查擬行頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)的頸動(dòng)脈粥樣硬化癥患者44例,其中男性34例，女性10例，年齡46～87歲，平均年齡(67.44±12.03)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：1)超聲篩查提示單側(cè)或雙側(cè)頸動(dòng)脈分叉區(qū)2cm范圍內(nèi)至少1處以非鈣化成分為主的斑塊，斑塊長(zhǎng)徑≥3cm，致管腔狹窄率>70%；2)無(wú)碘對(duì)比劑使用禁忌。排除標(biāo)準(zhǔn)：1)CT發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈斑塊鈣化較重；2)患有其它心源性或精神性疾病對(duì)研究產(chǎn)生影響的患者；3)患者或其親屬拒絕簽署知情同意書；4)單方面拒絕進(jìn)一步診治的患者。44例患者行頸動(dòng)脈能譜CTA共檢出49處斑塊，其中5例患者的一側(cè)頸動(dòng)脈存在兩處較大斑塊(與超聲檢查結(jié)果一致)。所有患者均簽署知情同意書。

1.2 能譜CTA檢查及圖像后處理

采用能譜CT(美國(guó)GE公司256排Revolution CT)掃描儀行GE-GSI掃描模式下頸部CTA檢查?；颊哐雠P位于掃描床，雙手置于身體兩側(cè)，掃描范圍自主動(dòng)脈弓至大腦動(dòng)脈環(huán)上緣水平。采用雙筒高壓注射器經(jīng)肘正中靜脈注射碘普羅胺注射液(370mgI/mL)，對(duì)比劑用量及注射流速根據(jù)患者體重指數(shù)個(gè)性化選擇，最后注入20mL生理鹽水沖管。掃描監(jiān)測(cè)位置為主動(dòng)脈弓下緣水平的胸主動(dòng)脈，閾值為120Hu，于造影劑團(tuán)注10s開(kāi)始監(jiān)測(cè)，達(dá)到閾值后6s啟動(dòng)掃描。掃描參數(shù)：管電壓為80/140kV，管電流225mA；層厚0.625mm，螺距0.984∶1，球管轉(zhuǎn)速0.6s/rot，矩陣512×512。

將重建后的影像數(shù)據(jù)傳至AW Server圖像后處理工作站進(jìn)行容積再現(xiàn)(VR)、多平面重建(MPR)、曲面重建(CPR)等；使用能譜分析平臺(tái)(GSI Viewer)獲取斑塊的能譜曲線及有效原子序數(shù)圖，即于頸動(dòng)脈管腔最狹窄層面選擇斑塊的感興趣區(qū)(region of interest,ROI)，ROI避開(kāi)斑塊的鈣化部分，另將同樣大小的ROI置于相應(yīng)層面皮下脂肪、肌肉，獲得相對(duì)應(yīng)的參考能譜曲線及有效原子序數(shù)圖，斑塊內(nèi)出血的能譜曲線以標(biāo)準(zhǔn)血曲線為參考。觀察斑塊的能譜曲線與皮下脂肪、肌肉和標(biāo)準(zhǔn)血曲線的相似性，同時(shí)記錄斑塊有效原子序數(shù)值。

斑塊能譜曲線斜率：在斑塊上選取測(cè)量的ROI，ROI均為3mm2。根據(jù)所得3種斑塊成分的能譜曲線，分別計(jì)算出3種斑塊成分能譜曲線的斜率(K)，取40keV與110keV作為參考點(diǎn)，計(jì)算公式為K=(HU40-HU110)/70。

斑塊有效原子序數(shù)：在斑塊相同位置上測(cè)量ROI的有效原子序數(shù)，每個(gè)ROI重復(fù)測(cè)量3次取平均值。

1.3 手術(shù)及病理學(xué)檢測(cè)

44例患者均于影像學(xué)檢查后1～2周內(nèi)行頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)，手術(shù)由我院具有15年以上工作經(jīng)驗(yàn)的高年資神經(jīng)血管外科醫(yī)生完成，手術(shù)過(guò)程中盡可能保證斑塊的完整性。斑塊切片均行HE染色，由我院2位資深病理科醫(yī)生分別鏡下觀察分析斑塊成分，結(jié)果分析不一致時(shí)，通過(guò)協(xié)商達(dá)成一致。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 能譜CTA GSI綜合分析

49處斑塊中，24處表現(xiàn)為纖維斑塊能譜曲線(圖1)，18處表現(xiàn)為脂質(zhì)斑塊能譜曲線(圖2)，7處表現(xiàn)為斑塊內(nèi)出血能譜曲線(圖3)。其中，脂質(zhì)斑塊的能譜曲線近似于皮下脂肪呈弓背向上形態(tài)，CT值隨著keV的升高而增大；纖維斑塊、斑塊內(nèi)出血的能譜曲線近似于肌肉和標(biāo)準(zhǔn)血均呈弓背向下形態(tài)，CT值隨著keV的升高而減小。3種斑塊組織成分的曲線斜率及有效原子序數(shù)的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，兩兩比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.001)，且大小排序?yàn)槔w維基質(zhì)>斑塊內(nèi)出血>脂質(zhì)成分(表1)。

注：a.ROI圖：ROI-6為斑塊，7為皮下脂肪，8為肌肉；b.能譜曲線圖；c.有效原子序數(shù)散點(diǎn)圖:斑塊的能譜曲線及斜率以及有效原子序數(shù)與肌肉相似，故判斷為纖維斑塊;d.病理圖(HE染色，×100)：右側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈纖維斑塊，大量纖維組織增生、膠原化，局部黏液變、鈣化。

注：a.ROI圖:ROI-1為斑塊，2為皮下脂肪，3為肌肉；b.能譜曲線圖；c.有效原子序數(shù)散點(diǎn)圖:斑塊的能譜曲線及斜率以及有效原子序數(shù)與皮下脂肪相似，故判斷為脂質(zhì)斑塊;d.病理圖(HE染色，×100)：右側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈脂質(zhì)斑塊，大量脂類壞死組織，伴少許纖維細(xì)胞及泡沫細(xì)胞增生。

注：a.ROI圖：ROI-1為斑塊，2為皮下脂肪，3為肌肉；b.能譜曲線圖，引入標(biāo)準(zhǔn)血曲線(blood)；c.有效原子序數(shù)散點(diǎn)圖:斑塊的能譜曲線及斜率與標(biāo)準(zhǔn)血相似，其有效原子序數(shù)值介于脂質(zhì)板塊與纖維斑塊有效原子序數(shù)值之間，故判斷為斑塊內(nèi)出血;d.病理圖(HE染色，×100)：左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈斑塊內(nèi)出血，管壁纖維化并玻璃樣變性、黏液變性、炎細(xì)胞浸潤(rùn)，內(nèi)膜下出血并血栓形成。

表1 斑塊組織成分能譜曲線斜率及有效原子序數(shù)比較

2.2 能譜CTA結(jié)果與病理診斷結(jié)果一致性比較

能譜CTA評(píng)估結(jié)果與病理診斷結(jié)果Kappa值分別為0.796、0.824、0.764，2種檢查技術(shù)對(duì)不同斑塊成分診斷結(jié)果的一致性Kappa值均大于0.75(表2)。49處斑塊中，6處斑塊的能譜CTA診斷結(jié)果與病理結(jié)果不相符，包括2處病理結(jié)果為纖維斑塊，而其能譜曲線表現(xiàn)為脂質(zhì)斑塊；2處病理結(jié)果為脂質(zhì)斑塊，而其能譜曲線分別表現(xiàn)為纖維斑塊和斑塊內(nèi)出血；2處病理結(jié)果為斑塊內(nèi)出血，而其能譜曲線表現(xiàn)為纖維斑塊。

表2 能譜CTA與病理診斷結(jié)果一致性比較(n=49)

3 討論

常規(guī)CTA評(píng)估頸動(dòng)脈粥樣斑塊位置及所致管腔狹窄程度具有重要價(jià)值，但其對(duì)斑塊性質(zhì)的評(píng)估能力有限[9-10]。能譜CTA通過(guò)綜合分析能譜曲線及其斜率、有效原子序數(shù)等多種參數(shù)，能夠?qū)?dòng)脈斑塊成分進(jìn)行準(zhǔn)確的術(shù)前評(píng)估。能譜CTA的能譜曲線代表著斑塊的ROI在不同keV下CT值變化的規(guī)律，其形態(tài)及斜率有助于判斷斑塊的組成成分；有效原子序數(shù)能直接反映ROI內(nèi)部無(wú)機(jī)物的有效原子序數(shù)，進(jìn)而通過(guò)量化參數(shù)反映斑塊的組織構(gòu)成。

本研究通過(guò)對(duì)比頸動(dòng)脈斑塊與頸部肌肉、脂肪及標(biāo)準(zhǔn)血等物質(zhì)的能譜曲線及有效原子序數(shù)，共檢出纖維斑塊24處，脂質(zhì)斑塊18處，斑塊內(nèi)出血7處。斑塊脂質(zhì)成分的能譜曲線形態(tài)呈弓背向上，其斜率為負(fù)值；纖維基質(zhì)、斑塊內(nèi)出血的能譜曲線形態(tài)均呈弓背向下，其斜率為正值，且斑塊內(nèi)出血的能譜曲線比纖維基質(zhì)能譜曲線明顯低平。分析表明3種斑塊組織成分的曲線斜率、有效原子序數(shù)均存在顯著差異，提示根據(jù)能譜曲線及斜率、有效原子序數(shù)可有效區(qū)分斑塊中的纖維基質(zhì)、脂質(zhì)及斑塊內(nèi)出血等成分。

本研究分析能譜CTA結(jié)果與病理結(jié)果一致性評(píng)估，得出2種檢查技術(shù)對(duì)斑塊成分診斷結(jié)果的一致性Kappa值均大于0.75，即能譜CTA對(duì)頸動(dòng)脈斑塊成分的診斷結(jié)果與病理診斷結(jié)果具有較高的一致性。然而，49處斑塊中仍存在6處斑塊的能譜CTA診斷結(jié)果與病理結(jié)果不相符。2處病理結(jié)果為纖維斑塊，而其能譜曲線表現(xiàn)為脂質(zhì)斑塊的原因可能為器械外力導(dǎo)致斑塊內(nèi)部分脂質(zhì)成分發(fā)生外溢；2處病理結(jié)果為脂質(zhì)斑塊，而其能譜曲線分別表現(xiàn)為纖維斑塊和斑塊內(nèi)出血，可能與脂質(zhì)斑塊內(nèi)局部發(fā)生壞死、其邊緣炎性細(xì)胞浸潤(rùn)或斑塊內(nèi)微量出血有關(guān)；2處病理結(jié)果為斑塊內(nèi)出血，而其能譜曲線表現(xiàn)為纖維斑塊，其原因可能為器械外力導(dǎo)致斑塊內(nèi)新發(fā)出血。

在與病理結(jié)果對(duì)比時(shí)，我們還發(fā)現(xiàn)能譜CTA分析脂質(zhì)斑塊時(shí)，有少數(shù)斑塊的能譜曲線呈弓背向上，但其有效原子序數(shù)表現(xiàn)為纖維斑塊，其原因可能是部分脂質(zhì)斑塊發(fā)生壞死、邊緣炎性細(xì)胞浸潤(rùn)或新生滋養(yǎng)血管破裂引起斑塊內(nèi)微量出血，進(jìn)而導(dǎo)致斑塊有效原子序數(shù)指標(biāo)值偏高。

綜上所述，能譜CTA能夠客觀判斷頸動(dòng)脈斑塊斑塊的主要成分，進(jìn)而反映出斑塊的易損性，對(duì)頸動(dòng)脈斑塊的診斷和治療具有一定的參考價(jià)值。此外，本研究存在一定的局限：首先，本研究的樣本量相對(duì)較少，結(jié)果可能存在偏倚；其次，本研究ROI的放置位置與病理切片所對(duì)應(yīng)的位置可能存在一定偏差，影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；最后，由于本研究未評(píng)估斑塊中各成分所占的比例，僅分析了斑塊的主要成分。

利益沖突：所有作者均申明不存在利益沖突。