甲狀腺上動脈的影像學研究進展及臨床意義

秦坤坤，孫建男，王坤鵬，王偉燦

1. 牡丹江醫學院，黑龍江 牡丹江 157011；2. 大慶油田總醫院 CT室，黑龍江 大慶 163001

引言

近年來，隨著生活方式和食物結構的改變，人口老齡化的增長，世界上大多數地區甲狀腺癌的發病率都在不同程度上升，甲狀腺癌已經成為頭頸部以及內分泌系統最常見的惡性腫瘤之一[1]。甲狀腺癌多發于我國沿海發達地區，城市患病率高于農村，而且在人群中常發于中年人，男性發病率遠遠低于女性[2]。甲狀腺及甲狀旁腺是富含血供的腺體，疾病種類繁多，如甲狀腺惡性腫瘤、單純性甲狀腺腫、Graves病以及甲狀旁腺功能亢進等[3]，往往需要手術和介入治療。

甲狀腺動脈是營養甲狀腺和甲狀旁腺等器官及鄰近肌肉組織的主要血管。甲狀腺上動脈不良結扎出血是術中危及生命的常見原因[4]。隨著甲狀腺小切口手術及血管介入技術的發展，甲狀腺上動脈解剖學的臨床意義與日俱增。甲狀腺上動脈的特點是管徑纖細，起源變異率高，走行分布復雜，受設備及技術所限，是臨床的隱匿盲區，其解剖形態學多見于專業的解剖學書籍，但多為簡要概括，尚未有統一標準[5]。近年來隨著解剖學及影像學的發展，研究甲狀腺動脈的技術方法得到了質的飛躍。

1 甲狀腺上動脈生理學

甲狀腺是人體最重要的內分泌腺體之一[6]。當甲狀腺激素分泌增多，促使交感腎上腺系統興奮，心跳加速，心輸出量增大，甲狀腺動脈擴張，影響其血流量增加[7]，反之，甲狀腺動脈血流動力學狀態改變可以反映甲狀腺激素水平變化，從而輔助診斷甲狀腺功能亢進或減低[8]。甲狀腺血流狀態與甲狀腺疾病有著密切關系，甲狀腺腫瘤的惡性程度越高，血供越豐富，惡性甲狀腺腫瘤的供血動脈迂曲擴張，分支增多，血管結構混亂[9]。

2 甲狀腺上動脈影像學

2.1 影像學評估甲狀腺上動脈的血流狀態的臨床應用

目前可以反映甲狀腺動脈血流狀態的影像學方法有超聲和MRA，超聲和MRA打破了以往DSA和常規CTA不可避免的輻射風險，同時彌補了血流動態信息的空白。其中超聲多普勒掃描可以結合B模式和M模式顯示血流速度及頻譜形態（圖1），方便、快捷、經濟實用，敏感度高。

圖1 甲狀腺上動脈的彩色多普勒超聲圖

2.1.1 超聲

超聲可以提供彩色多普勒血流顯像、彩色多普勒能量圖以及多普勒頻譜等數據分析[10]。超聲評估甲狀腺上動脈（Superior Thyroid Artery，STA）的應用范圍多為輔助診斷甲狀腺毒癥病因、評估甲狀腺功能障礙相關疾病的治療效果及術前輔助診斷甲狀腺腫瘤良惡性。

Joish等[11]對208名甲狀腺功能正常的成年人進行雙側STA多普勒超聲檢查，獲得的平均峰值收縮期速度（Peak Systolic Velocity，PSV） 為（16.94±5.3）cm/s， 平 均 搏動指數（Pulsatility Index，PI）為 0.93±0.31，阻力指數（Resistance Index，RI）為 0.55 ±0.13，并且在不同性別中沒有顯著差異（P＞0.05）。與Joish觀點不同的是，Macedo等[12]研究結果中，正常成年人的平均PSV（25.84 cm/s）、PI（1.03）、RI（0.62）以及女性STA的PSV更高。Uchida等[13]通過超聲檢測有效證實Graves病STA的PSV高于40～50 cm/s。綜上，通過超聲檢測STA的PSV是區分甲狀腺毒癥病因的輔助手段，有利于選擇不同的治療方法。

Smith等[14]通過超聲測量出貝伐單抗干預后正常大鼠STA流速增加，確定了貝伐單抗治療Graves病和碘缺乏癥的機制是通過增加血管生成和血管分布。吳茂英[15]通過彩色多譜勒超聲檢測甲狀腺功能亢進癥患者的STA內徑及血流峰值在治療前后有明顯的變化，得出彩色多普勒超聲對甲狀腺功能亢進癥的診治評估具有重要的臨床意義，可在臨床上推廣使用。此外，國內外多名學者指出多普勒超聲評估甲狀腺血管模式和速度參數可以提供重要的信息，惡性腫瘤供血動脈的Vmax/Vmin比值、PI和RI顯著高于良性腫瘤，有助于在術前對良惡性甲狀腺腫瘤進行正確的鑒別診斷[10]。進一步分析提示甲狀腺惡性病灶血流分級、腫塊大小與STA的Vmax、Vmin測量值呈正相關，與Vmax/Vmin、PI、RI測量值呈負相關[16-17]。

2.1.2 磁共振血管造影

磁共振血管造影（Magnetic Resonance Angiography，MRA）可分為三維增強MRA和非增強MRA，后者包括相位對比（Phase Contrast，PC）法和時間飛躍（Time of Flight，TOF）法，MRA相比超聲具有更高的準確度及特異度[18]。MRI序列提供關于血管橫截面在一個心動周期內隨時間變化的信息，而CT掃描僅在一個時刻提供結果，因此，MRA的數據比CT要豐富得多。

MRA可以提供頸動脈的解剖形態學和血流動力學信息[19-21]，甲狀腺上動脈細小，而MRA受血流、偽影影響因素較多，所以運用MRA觀察甲狀腺上動脈的研究較少。目前MRA分析甲狀腺上動脈的應用范圍多為面部動脈重建的術前評估，術前了解細小動脈的流速及形態，為臨床選擇合適的受體血管做出指導。

Bettoni等[22]通過運用3.0T MRI采用3D PCA 和 2D Cine MRI-PC序列探索頸外動脈分支的解剖學和形態學特征，發現STA占頸外動脈分支血流分布的16.5±10%，STA屬于血流速度分組中的“中間流動”組（21.8±14）mL/min，而且由非增強MRA檢測細小動脈的血流狀態有助于指導外科醫生選擇合適的面部重建受體血管。通過非增強MRA同時可以探索STA幾何特征[23]，可以測量直徑和觀測起源類型。Benichi等[24]運用增強MRA觀察并報道了一例甲狀腺上動脈罕見來源于頸內動脈的病例。

增強MRA和非增強MRA兩者比較，增強MRA使用造影劑顯示的圖像更清晰，非增強MRA優點是無需使用造影劑避免了腎臟毒性和過敏風險，PC技術具有飽和效應，TOF技術具有低空間分辨率和運動偽影等缺點，對頸部動脈的研究具有局限性，非增強MRA常用于造影劑過敏或腎功能不全的患者[25-27]。

2.2 影像學檢測甲狀腺上動脈起源、分支及走行的臨床應用

DSA及CT可以立體三維觀察甲狀腺上動脈，以往頸部動脈成像的黃金標準是DSA，具有優異的空間和時間分辨率，而風險包括侵入性強、成本高、并發癥多等特點，限制了其在術前甲狀腺動脈篩查的應用[28]。目前DSA評估甲狀腺上動脈的臨床應用范圍多為甲狀腺疾病介入治療前測量STA直徑，以便選擇合適的導管及栓塞微粒。

2.2.1 DSA

目前DSA在甲狀腺動脈解剖形態學研究方面多為側重于介入指導治療，如選擇性動脈栓塞治療。Nomura等[29]報道了一例頸動脈支架置入術后出現甲狀腺上動脈穿孔的病例。肖海鵬等[30]經介入血管造影測出Garves病甲狀腺上動脈內徑約為2.0～5.5 mm。Luo等[31]在運用選擇性動脈栓塞介入術中，發現16例患者中有4例假性動脈瘤發生在頸外動脈（External Carotid Artery，ECA）發出的 STA 上。Gupta等[32]通過運用DSA研究了15個患者的STA，他發現STA的起源是可預測的，由ECA發起的超過70%，其次是頸總動脈（Common Carotid Artery，CCA）分叉和CCA。

2.2.2 CT

CT可以利用X射線衰減程度實現自動去骨以獲得多種后處理圖像可以實現三維立體的測量[33]，為解剖結構提供了視覺上的清晰再現以及精確診斷的優異性。CTA較DSA降低了有創風險，頸部CTA逐漸成為評價頸部血管疾病的主要成像手段，它具有準確、無創、分辨率高等優勢。目前頸部CTA應用廣泛，對甲狀腺上動脈評估多為甲狀腺腫瘤術前分析，了解甲狀腺上動脈起源、分布及走行變異。

（1）普通螺旋CT單能量掃描技術。劉歷等[34]探索了64排螺旋CT下各種圖像后處理技術能更好地顯示STA，研究認為最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP）及曲面重組（Curved Planar Reformation，CPR）能很好地顯示其起源及分支，多軸向投照重建法（Multiaxial projection reconstruction，MPR） 及 容 積 再 現（Volume Rendering，VR）能夠準確定位并能全方位的顯示其走行，為后續的研究做出了良好開端。Esen等[35]使用64排CT統計發現STA多數起源于ECA，右側約為64.5%，左側超過39.7%，以上可能與Gupta等[32]使用DSA納入樣本量過小有關，也可能是人群種族或設備差異所致。

隨著螺旋CT技術的發展，影像科醫生開始深入探索更多甲狀腺動脈測量參數的相關研究，如圖2。庹光芳等[36]通過256層螺旋CT掃描，發現在與起始動脈夾角方面，STA多為銳角；他還發現在STA內徑和面積在性別及左右側具有統計學差異。陳俊等[37]運用640層螺旋CT研究的患者均患有甲狀腺疾病，該樣本中所有患者甲狀腺的病變均由甲狀腺動脈供血，相應的患側供血動脈多表現為直徑增粗、走行扭曲，而病變位置與供血動脈關系密切，這些信息可以為術中結扎細小血管提供依據。

圖2 CTA顯示甲狀腺上動脈的VR圖像

（2）雙能量CT掃描技術。由于甲狀腺對碘造影劑及輻射具有高敏感性，同時為了降低腎臟毒性、心臟負擔等，影像科醫生更加關注雙能量CT（Dual Energy CT，DECT）低劑量低輻射技術來評估甲狀腺動脈的研究進展。DECT技術包括以下 ：雙源CT（Dual Source CT，DSCT）通過使用兩個同時工作的X射線管，能譜CT快速峰值千伏電壓切換和雙層檢測系統。

單源DECT由單個X射線管進行雙能量光譜CT掃描，在低電壓80 kVp和高電壓140 kVp之間進行瞬時電壓切換，以產生101組單能量范圍為40～140 keV的虛擬單色圖像[38]。曹鋒等[39]利用寶石能譜CT中的最佳單能量技術統計發現：甲狀腺腫瘤動脈血管成像的最佳單能量keV值區間為54～68 keV，他證實了DECT通過結合使用低管電壓、低能量光譜及迭代重建，可以顯著減少對比劑量和輻射劑量，為雙能量CT研究甲狀腺供血動脈詳細解剖及形態打下良好基礎。

通過查閱國內外文獻，雖然尚未有人運用DSCT對細小甲狀腺供血動脈的研究，但是隨著DSCT低輻射劑量掃描技術和圖像后處理軟件的不斷發展，基于以上論述推理DSCT是可以評估甲狀腺動脈的，不僅能利用其“低劑量低輻射”快速掃描技術的優勢，還能利用其多種后處理技術顯示高質量圖像的優勢。

3 甲狀腺動脈影像學研究的臨床意義

研究表明，了解甲狀腺動脈及其分支個體變異的模式對于頭頸部的手術和介入放射治療至關重要，密切關系著不同的最佳治療方案[40]。根據外科醫生的經驗，甲狀腺切除術主要并發癥包括出血、喉返神經損傷和甲狀旁腺功能減退[41]，術前熟知STA解剖可以盡量避免這些并發癥。對于內科醫生來說，熟知甲狀腺動脈血流參數有助于區分甲狀腺功能亢進病因及選擇合適的治療方法，如：Graves’病的治療方法包括服用抗甲狀腺藥物、放射性同位素治療以及甲狀腺次全切除術，而破壞性甲狀腺炎通常選擇保守的治療方法[42]。

越來越多的甲狀腺手術選擇改良低位小切口以及腔鏡術式[43]，不僅保留頸部生理功能，還能最大程度達到美觀，但兩者均具有非常有限的視野，通常使得術中解剖學取向精確變得困難。如果對STA變異缺乏知識或經驗，比如一條血管被誤認為是另一條血管，可能會導致致命的錯誤[44]。

4 總結

綜上所述，DSA、超聲、MRA及寶石能譜CT對甲狀腺上動脈解剖學及血流動力學特點的評估有著不同的切入方向及顯示效果，各有優勢和不足，不同的影像方法起到互補作用，輔助臨床了解甲狀腺供血動脈及周圍組織毗鄰關系，對指導內科、手術及介入等治療具有重大意義。