能譜CT血管成像評價頸動脈粥樣硬化斑塊成分的臨床分析*

王正通 王小強 陳月芹 陳夫濤 秦文恒 孫占國

(濟寧醫學院附屬醫院，濟寧，272029)

缺血性腦卒中發病率呈逐年上升趨勢[1]。研究顯示，頸動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[2]。目前，臨床上主要采用超聲、常規CTA或MR血管壁成像檢測頸動脈斑塊，其中超聲是首選篩查手段，臨床應用廣泛，但其對斑塊脂質壞死與斑塊內出血的鑒別困難，加之超聲評估斑塊內部結構具有主觀性，導致斑塊成分及易損性分析存在不足[3]；常規CTA僅通過測量斑塊CT值來評價斑塊的組織成分，參數單一，對斑塊易損性的界定亦存在較大局限性[4]； MR血管壁增強成像被認為是評估頸動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，如設備依賴性強、檢查時間長、對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通過瞬時雙電壓切換實現單源同向雙能成像，將傳統的混合能量分解為101個單能量，最佳單能量圖像可提高圖像的對比噪聲比,有利于識別頸動脈的小斑塊[6-7]，并可通過能譜曲線及有效原子序數判斷斑塊成分，是評估斑塊穩定性的有效補充檢查[8]。目前能譜CTA與組織病理學結果進行對比的相關研究仍不充分，有必要進一步驗證分析。本文回顧性分析頸動脈粥樣硬化患者的頸動脈斑塊多參數能譜CTA數據，同時與組織病理學結果對照，以探討能譜CTA對頸動脈斑塊成分的評估價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

收集2019年1月至2020年12月，于濟寧醫學院附屬醫院就診并經超聲篩查擬行頸動脈內膜剝脫術的頸動脈粥樣硬化癥患者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。納入標準：1)超聲篩查提示單側或雙側頸動脈分叉區2cm范圍內至少1處以非鈣化成分為主的斑塊，斑塊長徑≥3cm，致管腔狹窄率>70%；2)無碘對比劑使用禁忌。排除標準：1)CT發現頸動脈斑塊鈣化較重；2)患有其它心源性或精神性疾病對研究產生影響的患者；3)患者或其親屬拒絕簽署知情同意書；4)單方面拒絕進一步診治的患者。44例患者行頸動脈能譜CTA共檢出49處斑塊，其中5例患者的一側頸動脈存在兩處較大斑塊(與超聲檢查結果一致)。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GE公司256排Revolution CT)掃描儀行GE-GSI掃描模式下頸部CTA檢查。患者仰臥位于掃描床，雙手置于身體兩側，掃描范圍自主動脈弓至大腦動脈環上緣水平。采用雙筒高壓注射器經肘正中靜脈注射碘普羅胺注射液(370mgI/mL)，對比劑用量及注射流速根據患者體重指數個性化選擇，最后注入20mL生理鹽水沖管。掃描監測位置為主動脈弓下緣水平的胸主動脈，閾值為120Hu，于造影劑團注10s開始監測，達到閾值后6s啟動掃描。掃描參數：管電壓為80/140kV，管電流225mA；層厚0.625mm，螺距0.984∶1，球管轉速0.6s/rot，矩陣512×512。

將重建后的影像數據傳至AW Server圖像后處理工作站進行容積再現(VR)、多平面重建(MPR)、曲面重建(CPR)等；使用能譜分析平臺(GSI Viewer)獲取斑塊的能譜曲線及有效原子序數圖，即于頸動脈管腔最狹窄層面選擇斑塊的感興趣區(region of interest,ROI)，ROI避開斑塊的鈣化部分，另將同樣大小的ROI置于相應層面皮下脂肪、肌肉，獲得相對應的參考能譜曲線及有效原子序數圖，斑塊內出血的能譜曲線以標準血曲線為參考。觀察斑塊的能譜曲線與皮下脂肪、肌肉和標準血曲線的相似性，同時記錄斑塊有效原子序數值。

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

斑塊有效原子序數：在斑塊相同位置上測量ROI的有效原子序數，每個ROI重復測量3次取平均值。

1.3 手術及病理學檢測

44例患者均于影像學檢查后1～2周內行頸動脈內膜剝脫術，手術由我院具有15年以上工作經驗的高年資神經血管外科醫生完成，手術過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位資深病理科醫生分別鏡下觀察分析斑塊成分，結果分析不一致時，通過協商達成一致。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 能譜CTA GSI綜合分析

49處斑塊中，24處表現為纖維斑塊能譜曲線(圖1)，18處表現為脂質斑塊能譜曲線(圖2)，7處表現為斑塊內出血能譜曲線(圖3)。其中，脂質斑塊的能譜曲線近似于皮下脂肪呈弓背向上形態，CT值隨著keV的升高而增大；纖維斑塊、斑塊內出血的能譜曲線近似于肌肉和標準血均呈弓背向下形態，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的差異具有統計學意義(P<0.001)，兩兩比較均有統計學差異(P<0.001)，且大小排序為纖維基質>斑塊內出血>脂質成分(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.有效原子序數散點圖:斑塊的能譜曲線及斜率以及有效原子序數與肌肉相似，故判斷為纖維斑塊;d.病理圖(HE染色，×100)：右側頸內動脈纖維斑塊，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.有效原子序數散點圖:斑塊的能譜曲線及斜率以及有效原子序數與皮下脂肪相似，故判斷為脂質斑塊;d.病理圖(HE染色，×100)：右側頸內動脈脂質斑塊，大量脂類壞死組織，伴少許纖維細胞及泡沫細胞增生。

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，引入標準血曲線(blood)；c.有效原子序數散點圖:斑塊的能譜曲線及斜率與標準血相似，其有效原子序數值介于脂質板塊與纖維斑塊有效原子序數值之間，故判斷為斑塊內出血;d.病理圖(HE染色，×100)：左側頸內動脈斑塊內出血，管壁纖維化并玻璃樣變性、黏液變性、炎細胞浸潤，內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比較

2.2 能譜CTA結果與病理診斷結果一致性比較

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

表2 能譜CTA與病理診斷結果一致性比較(n=49)

3 討論

常規CTA評估頸動脈粥樣斑塊位置及所致管腔狹窄程度具有重要價值，但其對斑塊性質的評估能力有限[9-10]。能譜CTA通過綜合分析能譜曲線及其斜率、有效原子序數等多種參數，能夠對動脈斑塊成分進行準確的術前評估。能譜CTA的能譜曲線代表著斑塊的ROI在不同keV下CT值變化的規律，其形態及斜率有助于判斷斑塊的組成成分；有效原子序數能直接反映ROI內部無機物的有效原子序數，進而通過量化參數反映斑塊的組織構成。

本研究通過對比頸動脈斑塊與頸部肌肉、脂肪及標準血等物質的能譜曲線及有效原子序數，共檢出纖維斑塊24處，脂質斑塊18處，斑塊內出血7處。斑塊脂質成分的能譜曲線形態呈弓背向上，其斜率為負值；纖維基質、斑塊內出血的能譜曲線形態均呈弓背向下，其斜率為正值，且斑塊內出血的能譜曲線比纖維基質能譜曲線明顯低平。分析表明3種斑塊組織成分的曲線斜率、有效原子序數均存在顯著差異，提示根據能譜曲線及斜率、有效原子序數可有效區分斑塊中的纖維基質、脂質及斑塊內出血等成分。

本研究分析能譜CTA結果與病理結果一致性評估，得出2種檢查技術對斑塊成分診斷結果的一致性Kappa值均大于0.75，即能譜CTA對頸動脈斑塊成分的診斷結果與病理診斷結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診斷結果與病理結果不相符。2處病理結果為纖維斑塊，而其能譜曲線表現為脂質斑塊的原因可能為器械外力導致斑塊內部分脂質成分發生外溢；2處病理結果為脂質斑塊，而其能譜曲線分別表現為纖維斑塊和斑塊內出血，可能與脂質斑塊內局部發生壞死、其邊緣炎性細胞浸潤或斑塊內微量出血有關；2處病理結果為斑塊內出血，而其能譜曲線表現為纖維斑塊，其原因可能為器械外力導致斑塊內新發出血。

在與病理結果對比時，我們還發現能譜CTA分析脂質斑塊時，有少數斑塊的能譜曲線呈弓背向上，但其有效原子序數表現為纖維斑塊，其原因可能是部分脂質斑塊發生壞死、邊緣炎性細胞浸潤或新生滋養血管破裂引起斑塊內微量出血，進而導致斑塊有效原子序數指標值偏高。

綜上所述，能譜CTA能夠客觀判斷頸動脈斑塊斑塊的主要成分，進而反映出斑塊的易損性，對頸動脈斑塊的診斷和治療具有一定的參考價值。此外，本研究存在一定的局限：首先，本研究的樣本量相對較少，結果可能存在偏倚；其次，本研究ROI的放置位置與病理切片所對應的位置可能存在一定偏差，影響數據的準確性；最后，由于本研究未評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。