基于能譜CT動脈造影的脊髓型頸椎病脊髓前動脈血流灌注特點

王 宇，滕紅林*，王鎮章，吳詩陽

1.溫州醫科大學附屬第一醫院脊柱外科，浙江 325000

2.溫州醫科大學附屬第一醫院影像科，浙江 325000

脊髓型頸椎?。–SM）是脊柱外科常見病、多發病，作為一類慢性脊髓損傷，其病理機制仍未完全闡明。脊髓慢性缺血被認為是慢性脊髓損傷的重要機制之一，但目前仍缺乏可靠的直接證據證明脊髓血液灌注減少與CSM的相關性［1-2］。脊髓的血供主要來源于脊髓前動脈（ASA）、脊髓后動脈和根動脈。在頸髓部位，脊髓后動脈和根動脈較細，側支血管網豐富，而ASA較粗，是脊髓前2/3組織的主要血供。因此，通過影像學手段來觀察ASA的走行和形態以了解脊髓血液供應的方式是相對可行的。

能譜CT自2008年問世以來，在臨床各個領域體現了巨大的應用價值。相較傳統CT，它不但能提高成像質量、有效消除偽影，而且具有多能量掃描、物質分離、定量分析的能力。在前期研究中，本研究組采用能譜CT動脈造影（CTA）對CSM患者進行ASA成像，發現成像成功率較高，并觀察到一些患者的頸椎ASA在頸髓受壓節段有明顯的梗阻現象［3］?；诖?，研究組進一步利用能譜CTA分別對CSM患者和健康人群進行頸椎ASA成像，對比研究生理狀態和病理狀態下頸椎ASA的形態和灌注特點。

1 資料與方法

1.1 研究對象

對照組為隨機招募的無CSM臨床表現及影像學表現的健康志愿者。病例組納入標準：①臨床診斷為CSM，MRI上有相應的頸髓受壓的影像學表現；②簽署“能譜CTA檢查知情同意書”。排除標準：①心、肝、腎等器官功能不全或碘劑過敏，不適合行CTA；②年齡＞ 75歲；③全身多發血管硬化、斑塊形成；④既往有頸椎手術史；⑤伴有頸椎外傷、頸椎腫瘤、感染等疾病；⑥各種原因導致ASA成像失敗。本研究過程符合世界醫學協會赫爾辛基宣言所述的倫理學標準，并已通過本院倫理委員會審批。

1.2 一般資料

2016年6月—2018年1月，共隨機招募健康志愿者16名（對照組），其中男11例、女5例，平均年齡54.8歲（31～ 70歲）；篩選CSM病例21例（病例組），其中男14例、女7例，平均年齡57.4歲（40 ～70歲）。病例組中，10例為單節段頸髓受壓（C3/C41例，C4/C53例，C5/C66例），11例為雙節段頸髓受壓（C3/C4/C54例，C4/C5/C65例，C5/C6/C72 例）。

1.3 能譜CTA掃描方法

采用美國GE Discovery CT750 HD能譜CT儀的GSI掃描模式對研究對象行平掃和動脈期增強掃描。掃描范圍：上起于枕骨隆突下至C7棘突下緣。對比劑選用碘海醇（含碘350 mg/mL），采用Acist型雙筒高壓注射，以5.0 mL/s速率注射75 mL，隨后以相同的速率注射0.9%氯化鈉溶液30 mL。先平掃，再延遲25 s，分別獲得平掃和動脈期圖像，兩期掃描參數保持一致。均采用GSI螺旋掃描模式，管電壓為80、140 kVp瞬時高速切換，管電流為260 mA，機架每轉旋轉時間為0.8 s，掃描視野為small head，探測器寬度為20 mm，螺距0.969∶1，層厚5 mm，層間距5 mm，顯示視野25 cm，矩陣512×512，重建層厚0.625 mm，重建間隔0.625 mm。將獲得的數據文件傳輸至ADW 4.6工作站進行最大密度投影、多平面重建、容積再現等處理。

1.4 圖像處理及數據分析

將一次檢查所獲得的平掃和動脈期數據文件經ADW 4.6工作站高級應用軟件Compare打開，均切換成碘基圖，觀察頸椎ASA的走行、充盈情況。在矢狀位二維重建圖像上，分別選取C1前弓，C2椎體中段，C2/C3、C3/C4、C4/C5、C5/C6、C6/C7椎間盤水平的橫斷面。在這些橫斷面上找到ASA，并在動脈范圍內圈定感興趣區域（ROI），ROI大小設定為略小于充盈處動脈的面積（圖1），并且每個橫斷面劃定的ROI大小保持一致，通過軟件自動測出該區域內的平均碘含量值。每個水平選擇平均分布的3個橫斷面，3個橫斷面ROI的平均值即為該節段的平均碘含量，以此來代表該節段ASA的血液灌注量。

1.5 統計學處理

采用SPSS 18.0軟件對數據進行統計學分析。對于對照組，將C1節段處的平均碘含量值設為“1”，其余節段平均碘含量數值表示為C1節段碘含量的相對值。應用Levene法檢驗樣本的方差齊性，方差齊則采用完全隨機方差分析比較各節段的相對碘含量差異，方差不齊則改用非參數檢驗（Friedman檢驗）比較各節段相對碘含量的差異，以P ＜ 0.05為差異有統計學意義。對于病例組，計算ASA壓迫部位上下相鄰各1個充盈節段的平均碘含量值為“充盈灌注量”（若動脈壓迫下方亦不充盈，則以壓迫部位上方相鄰1個充盈節段的碘含量值為“充盈灌注量”），ASA受壓最重處碘含量值為“壓迫灌注量”，計算受壓處動脈灌注減少率，動脈灌注減少率（%）=（充盈灌注量-壓迫灌注量）/充盈灌注量×100%。

圖1 ROI的選取Fig.1 ROI selection

2 結 果

對照組16例頸椎ASA均充盈良好，走行于頸髓前方正中，其中13例可觀察到脊髓前根動脈從側方匯入ASA，匯入的側支位置分布于C4～6節段（圖2）。根據各節段平均碘含量值的比較（圖3），可見對照組頸椎各節段ASA的血流灌注量較均勻，且從C1至C7血流灌注量有輕度逐漸增高趨勢。數據經Levene檢驗顯示方差不齊，采用Friedman檢驗顯示各節段平均碘含量值差異無統計學意義（P ＞ 0.05）。

病例組21例中，9例頸椎ASA充盈良好，無明顯受壓或梗阻；12例在頸髓受壓節段出現ASA充盈減弱，且其中4例受壓節段以下的動脈仍充盈不良，其余8例受壓節段以下動脈再次充盈（圖4）。12例ASA受壓充盈不良的病例平均受壓處動脈灌注減少率為（28.64±7.73）%（16.86% ～ 38.16%）。21例中有14例可觀察到脊髓前根動脈從側方匯入ASA，匯入的側支位置同樣分布于C4～6節段。在受壓節段以下動脈充盈不良的4例中，僅1例觀察到側支動脈匯入；而受壓節段以下動脈再次充盈的8例中有7例觀察到側支動脈匯入。

圖2 對照組頸椎ASA的CTA成像Fig.2 CTA image of ASA in control group

圖3 對照組C1 ～ 7各節段ASA相對平均碘含量（n=16）Fig.3 Relative iodine content at every cervical level（C1 - 7）of ASA in control group（n=16）

3 討 論

圖4 CSM典型病例MRI和能譜CTA影像Fig.4 MRI and spectral CTA of typical cases with CSM

能譜CT又稱雙能CT，在臨床上應用日漸廣泛，在動脈成像造影方面，目前能譜CT已較多應用于肺動脈栓塞、肺動脈高壓檢測［4］，冠狀動脈狹窄評估［5］，腦動脈瘤、動靜脈瘺診斷分析［6］，以及外周動脈疾病診斷和評估［7］等方面。盡管既往已有一些研究通過普通CTA對ASA進行成像［8-9］，并觀察到CSM患者的頸椎ASA似乎并沒有明顯受壓征象，但普通CTA往往需要通過增加造影劑的用量和掃描的輻射劑量來增加成像的成功率，因此增加了該項檢查的潛在并發癥和意外風險。另外，由于普通CTA缺乏對血流灌注的量化檢測手段，亦不利于開展精確的統計分析和對比研究。本研究應用能譜CTA檢測對照組和病例組的頸椎ASA，病例組僅有2例因成像質量不佳剔除研究，因此可認為應用能譜CTA成像ASA成功率高。此外，能譜CTA造影劑僅為常規劑量，一次能譜CTA檢查的輻射劑量經計算約為7.5 mSv，符合國家相關輻射劑量限制的規定。數字減影血管造影（DSA）被認為是診斷脊髓血管病變的金標準，但尚未見針對頸椎ASA和DSA的對比研究，因此仍需進一步的研究來比較DSA和能譜CTA診斷ASA狹窄的敏感性和特異性。另外，DSA為有創檢查，對脊髓血管的檢查操作繁瑣，并發癥風險相對較高，且不具備數據定量分析的功能［10-12］，因此能譜CTA的臨床應用前景可能將更為廣泛。

由于不同個體之間可能會存在動脈灌注量、碘劑分布量、檢查掃描時像等差別，從而導致個體間動脈碘含量絕對值的差異較大，不利于統計分析，因此本研究將對照組各個節段動脈平均碘含量值以C1節段數值的相對值來表示，通過對比發現，ASA在頸椎各個節段的血液灌注是較均勻的，且自C1至C7灌注量呈緩慢上升趨勢，此為進一步推算在ASA受壓時受壓節段大致的灌注減少量提供了依據，即可以通過計算受壓處上下相鄰各1個動脈充盈平面血流灌注量的平均值，來大致推算受壓處動脈在充盈狀態下應當具有的血流灌注量。另外，在所有37例研究對象中，有27例可觀察到有脊髓前根動脈自側方匯入ASA，且匯入的部位集中于C4～6節段，此現象與文獻報道［9］相符，這也解釋了自C1至C7灌注量呈緩慢上升趨勢的原因。

對于CSM患者頸椎ASA是否會同時受到壓迫或梗阻，目前文獻報道仍有爭議。Zhang等［8］利用普通CTA對CSM患者行頸椎ASA造影，發現盡管頸髓在MRI上表現為受壓，但相應ASA的充盈完整性并不受影響。而Yang等［9］通過CTA在頸髓受突出椎間盤壓迫的部位可同時觀察到ASA充盈缺損。Cheng等［13］則在大鼠頸髓慢性壓迫的動物模型中，利用micro-CT觀察到頸椎ASA受到壓迫。本研究利用能譜CTA觀察的21例CSM患者中，12例出現頸髓受壓部位ASA充盈不良，9例ASA充盈良好。通過ASA各節段的碘含量計算，證實12例動脈充盈不良者其受壓處動脈血流灌注減少率為（28.64±7.73）%，表明ASA僅為部分受壓，并未發生完全梗阻。9例動脈充盈良好病例中，受壓處動脈碘含量與鄰近節段相近。由于不同CSM患者頸髓受壓程度、受壓時間及受壓的部位都可能不同，因此可能造成僅有部分患者的ASA受到壓迫，且壓迫的程度亦不盡相同。

此外，在12例ASA充盈不良的病例中，僅有4例表現為受壓以下節段動脈均充盈不良，其余8例動脈再次充盈。一般認為，頸椎ASA自椎動脈的顱內段發出，沿脊髓表面向下走行，血流自上往下灌注，因此，理論上講，當動脈受到壓迫時，其下段血流灌注同樣會受到影響，但由于脊髓前根動脈在下頸椎節段可能有若干分支匯入ASA，以此可能代償受壓節段下方減少的血流灌注。在本組病例中，受壓節段以下動脈充盈不良的4例患者僅1例觀察到側支動脈匯入，而受壓節段以下動脈再次充盈的8例中有7例觀察到側支動脈匯入。當然，在能譜CTA中未觀察到脊髓前根動脈分支匯入并不一定意味著這些患者不存在前根動脈分支匯入的情況，可能由于這些分支動脈較細，無法在能譜CTA中觀察到，或者分支動脈也同時受到壓迫，而無法顯影。

本研究納入的病例較少，尤其對照組，尚無法研究可能出現的解剖變異，仍需要進一步大樣本的前瞻性研究來驗證本研究的發現和結論。本研究中也并未通過DSA等其他檢查或手段來驗證在能譜CTA中觀察到的ASA狹窄情況，無法評價該方法的敏感性和特異性，亦需要進一步的研究來驗證能譜CTA的診斷價值。

綜上所述，本研究發現能譜CTA對頸椎ASA成像的成功率高。健康狀態下頸椎ASA各節段血流灌注較均勻，且隨著脊髓前根動脈分支的匯入，下頸椎前動脈的血流灌注逐漸增多。部分CSM患者可在頸髓受壓迫處同時出現ASA受壓，但一般不會發生完全梗阻。由于下頸椎部位脊髓前根動脈的匯入，部分受壓節段以下ASA可重新充盈。這些發現有望為進一步研究ASA血流灌注減少與CSM發生、發展以及預后的關系奠定基礎。