能譜CT 聯(lián)合MR 高分辨率管壁成像對頸動脈斑塊成分分析、病理對照及診斷效能

林光耀，隋愿，李依明，李玉舟，鄭吟詩，黃文起

（河南省商丘市第一人民醫(yī)院影像中心，河南 商丘 476000）

頸動脈粥樣硬化是引起缺血性腦卒中的常見危險因素，也是導(dǎo)致腦血管意外死亡原因之一[1]。研究發(fā)現(xiàn)，不穩(wěn)定斑塊的破裂、脫落以及動脈粥樣硬化斑塊的成分是引起缺血性腦卒中的重要危險因素[2]。因此，識別動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)不穩(wěn)定成分是臨床早期進(jìn)行治療干預(yù)的重要依據(jù)。能譜CT 在傳統(tǒng)CT中引入了多參數(shù)的成像概念，根據(jù)不同物質(zhì)在不同單光子能量下的吸收系數(shù)不同，進(jìn)而對不同物質(zhì)的特征性吸收曲線進(jìn)行物質(zhì)分離，生成新的密度圖像，為臨床提供更多的信息，適于對頸動脈斑塊成分的分析和卒中風(fēng)險的預(yù)測[3]。MR 高分辨率管壁成像（High resolution vessel wall imaging，HR-VWI）可通過不同序列的信號特征來判斷斑塊內(nèi)各種主要成分及其比例，還可以通過注射對比劑的方式，了解富含新生毛細(xì)血管的纖維帽厚度、連續(xù)性及是否存在表面潰瘍[4]。本研究采用能譜CT 聯(lián)合MR HR-VWI對頸動脈斑塊成分進(jìn)行分析，并評估其對頸動脈斑塊穩(wěn)定性的診斷價值，現(xiàn)結(jié)果報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2018 年1 月—2020 年6 月于我院行頸動脈能譜CT 增強(qiáng)及MR HR-VWI，并接受頸動脈內(nèi)膜剝脫手術(shù)的頸動脈粥樣硬化患者42 例。納入標(biāo)準(zhǔn)：存在腦缺血或一過性腦缺血癥狀；經(jīng)診斷為頸動脈粥樣硬化；未合并對比劑過敏；未合并精神疾病或其他器官疾病。所有患者中，男25例，女17例，年齡54～80歲，平均（62.71±10.42）歲。吸煙16例，合并高血壓12例，糖尿病10例，冠心病3例，高脂血癥13 例。

1.2 研究方法

頸動脈CT 血管成像掃描方法：在患者入院后的第2 天采用美國GE DiscoveryHD 750 寶石能譜CT 對患者進(jìn)行檢查，掃描區(qū)域：取仰臥位，下至顱頂上至主動脈弓，由足向頭側(cè)掃描。經(jīng)患者肘靜脈采用高壓注射器注射300 mgI/kg 碘海醇（350 mgI/mL）對比劑，流率設(shè)定為4 mL/s。ROI 選為主動脈中部，閾值設(shè)置為100 HU，達(dá)峰后延遲4～6 s，掃描模式采取0.6 mm×0.625 mm GSI 進(jìn)行。將能譜掃描模式所得圖像載入GSI 觀察與分析系統(tǒng)，系統(tǒng)自動分析獲得最佳CNR 單能量圖像，測量斑塊各種成分的CT值；配對碘/水基物質(zhì)圖及有效原子序數(shù)；在斑塊上設(shè)定最小ROI（直徑5～10 mm），可得到相應(yīng)區(qū)域，獲取CT 值衰減曲線及能譜曲線（40～140 keV 各能量水平的CT 值）斜率；分別測量斑塊不同位置曲線斜率，并與物質(zhì)的CT 值衰減標(biāo)準(zhǔn)曲線對照，得出斑塊的成分。所有圖像均由兩名經(jīng)驗豐富的影像科醫(yī)生采用雙盲法閱片，如出現(xiàn)意見不一致的情況，則由第3 位醫(yī)生參與商定。能譜CT 判斷不穩(wěn)定性斑塊參考以下特征[5-6]：①脂質(zhì)壞死核心較大，CT 值＜60 HU，所占斑塊面積比例大于40%；②斑塊表面有潰瘍，原始圖像上可見龕影形成；③表面鈣化斑，增強(qiáng)圖像結(jié)合CT 平掃圖像在斑塊表面可見鈣化灶。

MR HR-VWI 檢查：采用美國GE 3.0T HD MR 掃描儀進(jìn)行，患者取平臥位，頭部盡量后仰。將雙側(cè)線圈貼附于患者頸部雙側(cè)，并用固定帶將線圈盡量束緊于頸部表面。各序列掃描參數(shù)：T1WI：TR 800.0 ms，TE 20.7 ms，F(xiàn)OV 16×16 cm，矩陣256×256，Thk/Sp 2.0/1.0 mm；PDWI：TR 2 000.0 ms，TE 12.17 ms，F(xiàn)OV 同上，矩陣同上，Thk/Sp 同上；T2WI：TR 2 000.0 ms，TE 204.4 ms，F(xiàn)OV 同上，矩陣同上，Thk/Sp 同上；3D TOF：TR 20.0 ms，TE 7.9 ms，F(xiàn)OV同上，矩陣同上，Thk/Sp 2.0/0.0 mm。掃描后由2 名具有高級職稱的MR 診斷醫(yī)師采用盲法對MR HR-VWI 圖像進(jìn)行斑塊組織成分分析、穩(wěn)定性判斷等處理，如出現(xiàn)意見不一致的情況，則由第3 位醫(yī)生參與商定。MR HR-VWI 判斷不穩(wěn)定性斑塊參考以下特征[7]：①薄纖維帽，增強(qiáng)T1WI 呈等信號，T2DW和PDWI 影像信號強(qiáng)弱不定，3D TOF 呈低信號；②較大的脂質(zhì)核，3D TOF 呈等信號，T1WI 等/高信號，PDWI 低/等信號，T2WI 低/等信號，增強(qiáng)T1WI 無強(qiáng)化，所占斑塊面積比例大于40%；③疏松間質(zhì)，表現(xiàn)為T1WI 等信號，T2WI 顯著高信號，增強(qiáng)T1WI 顯著強(qiáng)化；④斑塊表面有潰瘍形成，增強(qiáng)T1WI 可見龕影形成；⑤斑塊內(nèi)出血，T1WI 及3D TOF 序列斑塊內(nèi)高信號；⑥表面鈣化斑，表現(xiàn)為所有序列為低信號。

患者在接受檢查后7 天內(nèi)進(jìn)行頸動脈內(nèi)膜剝脫術(shù)治療，將頸動脈內(nèi)膜剝脫術(shù)后獲得的斑塊進(jìn)行病理分析，頸動脈斑塊標(biāo)準(zhǔn)病理學(xué)分型標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)美國心臟協(xié)會頒布的頸動脈斑塊分型標(biāo)準(zhǔn)[8]，Ⅰ型：初始病損表示為脂質(zhì)點；Ⅱ型：進(jìn)展性增厚病損表示脂質(zhì)條紋；Ⅲ型：粥樣斑塊前期，可見內(nèi)膜層和平滑肌層間形成脂核，介于Ⅱ型與Ⅳ型病損的中間狀態(tài)；Ⅳ型：粥樣硬化斑塊，纖維帽形成；Ⅴ型：纖維粥樣硬化斑塊，細(xì)胞外脂質(zhì)、出血壞死，出現(xiàn)鈣化、血栓、潰瘍等。穩(wěn)定斑塊包括Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型，不穩(wěn)定斑塊包括Ⅴ型。

以病理分析結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，與能譜CT、MR HR-VWI 分析結(jié)果進(jìn)行對照，判斷能譜CT、MR HR-VWI 在評價頸動脈斑塊的特異度（預(yù)測正確穩(wěn)定斑塊數(shù)與穩(wěn)定斑塊總數(shù)的比值）、敏感度（預(yù)測正確不穩(wěn)定斑塊數(shù)與不穩(wěn)定斑塊總數(shù)的比值）、準(zhǔn)確度（預(yù)測正確的斑塊與總斑塊數(shù)量的比值），以及對頸動脈穩(wěn)定性的診斷價值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 22.0 軟件處理，實驗數(shù)據(jù)計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，計數(shù)資料采用（%）表示。組間計量資料兩兩比較采用t 檢驗分析，多組比較采用方差分析。計數(shù)資料采用χ2檢驗。檢驗水準(zhǔn)為α=0.05，P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者術(shù)后頸動脈斑塊病理分析結(jié)果

42 例患者術(shù)后共取得53 塊斑塊。左側(cè)24塊（男11例，女8例），右側(cè)29塊（男14例，女9例）。斑塊類型包括Ⅰ型3塊（5.66%）、Ⅱ型4 塊（7.55%）、Ⅲ型4 塊（7.55%）、Ⅳ型10 塊（18.87%）、Ⅴ型32 塊（60.37%）。斑塊內(nèi)成分包括纖維斑塊12塊（22.64%）、脂質(zhì)斑塊25 塊（47.17%）、內(nèi)部出血斑塊9 塊（16.98%）、鈣化斑塊7 塊（13.21%）。

2.2 頸動脈斑塊能譜CT 檢查結(jié)果

42 例患者共檢出49 塊斑塊，其中纖維斑塊13塊（26.53%），脂質(zhì)斑塊22 塊（44.90%），內(nèi)部出血斑塊9 塊（18.37%），鈣化斑塊5 塊（10.20%）。不同成分的斑塊能譜曲線斜率及有效原子序數(shù)由高到低依次為：鈣化斑塊、內(nèi)部出血斑塊、纖維斑塊以及脂質(zhì)斑塊，不同成分的斑塊能譜曲線斜率及有效原子序數(shù)相比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表1。頸動脈斑塊的CT 圖像和能譜曲線圖，見圖1。

表1 頸動脈斑塊能譜CT 分析參數(shù)比較

2.3 頸動脈斑塊MR HR-VWI 檢查結(jié)果

42 例患者共檢出51 塊斑塊，其中纖維斑塊12塊（23.53%），脂質(zhì)斑塊22 塊（43.14%），內(nèi)部出血斑塊9 塊（17.65%），鈣化斑塊8 塊（15.68%）。纖維斑塊以T1WI 等信號（5/12，41.67%）和3D TOF 帶狀低信號（8/12，66.67%）為主，PDWI 和T2WI 多變不特定。脂質(zhì)斑塊T1WI（15/22，68.18%）、PDWI（17/22，77.27%）、3D TOF（16/22，72.73%）等信號或稍高信號多見，T2WI 信號不特定。內(nèi)部出血斑塊T1WI（8/9，88.89%）、PDWI（7/9，77.78%）、T2WI（7/9，77.78%）高信號多見，3D TOF（8/9，88.89%）混雜或高信號多見。鈣化斑塊T1WI（6/8，75.00%）、PDWI（5/8，62.50%）、T2WI（5/8，62.50%）、3D TOF（7/8，87.50%）均多見不規(guī)則低信號，見表2，圖2。

表2 頸動脈斑塊MR HR-VWI 檢查結(jié)果

2.4 能譜CT 聯(lián)合MR HR-VWI 對頸動脈斑塊的診斷效能

以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，42 例患者術(shù)后共取得53塊斑塊，其中穩(wěn)定斑塊21塊，不穩(wěn)定斑塊32 塊。能譜CT 檢出49 塊斑塊，檢出率為92.45%，其中穩(wěn)定斑塊20塊，不穩(wěn)定斑塊28塊，準(zhǔn)確度為88.68%（47/53），特異度為85.71%（18/21），敏感度為78.13%（25/32）。MRHR-VWI檢出51塊斑塊，檢出率為96.23%，其中穩(wěn)定斑塊21塊，不穩(wěn)定斑塊30塊，準(zhǔn)確度為94.34%（50/53），特異度為90.48%（19/21），敏感度為81.25%（26/32）。能譜CT與MRHRVWI檢出率、準(zhǔn)確度、特異度和敏感度相比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。能譜CT聯(lián)合MRHR-VWI診斷頸動脈斑塊穩(wěn)定性的曲線下面積（0.914（95%CI0.827～0.984））高于能譜CT（0.819（95%CI0.698～0.941））和MRHR-VWI（0.859（95%CI0.750～0.967）），見表3，圖3。

表3 能譜CT 和MR HR-VWI 對頸動脈斑塊的診斷價值（n，%）

3 討論

頸動脈粥樣硬化是缺血性腦卒中的高危因素，而頸動脈斑塊的性質(zhì)和穩(wěn)定性對急性心腦血管事件的發(fā)生有著獨(dú)立預(yù)測作用[9]。頸動脈斑塊可分為穩(wěn)定斑塊和不穩(wěn)定斑塊，其中不穩(wěn)定性斑塊即易出現(xiàn)脫落的斑塊，對缺血性腦卒中的風(fēng)險更高[10]。隨著能譜CT、MR HR-VWI 等檢查的應(yīng)用，頸動脈斑塊的檢出率得到較大提升，對于斑塊定性、定量分析及成分的研究也得到進(jìn)一步的發(fā)展[11-12]。

能譜CT 影像后處理技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高圖像對比度，增強(qiáng)后的頸動脈斑塊圖像可得到更加清晰細(xì)致的顯示和分析，減少金屬偽影的影響，同時通過對能譜曲線的分析，對斑塊成分的診斷以及不同物質(zhì)的構(gòu)成比例更加準(zhǔn)確[13]。

本研究中能譜CT 檢查結(jié)果顯示，不同成分的斑塊能譜曲線斜率及有效原子序數(shù)相比有明顯差異，其能譜曲線斜率及有效原子序數(shù)由高到低依次為：鈣化斑塊、內(nèi)部出血斑塊、纖維斑塊以及脂質(zhì)斑塊。由能譜曲線圖可以看出，纖維成分斑塊曲線與肌肉組織相似，表現(xiàn)為衰減曲線，隨著能量的增高而逐漸下降。脂質(zhì)斑塊因富含脂肪組織，出現(xiàn)類似脂肪的弓背向上或反勺子狀的上升曲線，而內(nèi)部出血斑塊成分與血液相近，能譜曲線的斜率均為正值，兩者均是隨著能量增高而逐漸增高。鈣化斑塊因富含鈣物質(zhì)，能譜曲線呈現(xiàn)出與脂質(zhì)斑塊相反的衰減曲線，呈坡式下行。臨床實踐過程中頸動脈斑塊往往內(nèi)部成分復(fù)雜，能譜成像利用物質(zhì)分離技術(shù)能夠在對組織圖像等進(jìn)行獲得的同時，用某幾種特定的已知物質(zhì)配對（鈣脂配對等），對頸動脈斑塊內(nèi)物質(zhì)進(jìn)行定量分析和鑒別，以評價斑塊性質(zhì)[14-15]。

MR HR-VWI 具有無創(chuàng)的優(yōu)勢，可以在體外揭示斑塊內(nèi)構(gòu)造，判斷斑塊內(nèi)成分及評價斑塊易損性，為臨床預(yù)測腦血管事件提供依據(jù)和參考的客觀指標(biāo)[16-17]。本研究中，MR HR-VWI 檢查結(jié)果顯示，纖維斑塊以T1WI 等信號、3D TOF 帶狀低信號為主，其中纖維帽是鑒別斑塊穩(wěn)定性的重要結(jié)構(gòu)，3D TOF的低信號帶提示纖維帽組織存在變薄或重構(gòu)等狀態(tài)，若同時伴隨鄰近管腔的高信號，提示其可能存在破裂[18]。脂質(zhì)斑塊T1WI、PDWI、3D TOF 等信號多見，原因與脂肪組織氫離子含量較高有關(guān)[19]。內(nèi)部出血斑塊T1WI、PDWI、T2WI 高信號多見，3D TOF 混雜或高信號多見，主要取決于該斑塊內(nèi)含鐵血紅素的氧化狀態(tài)[20]。鈣化斑塊T1WI、PDWI、T2WI、3D TOF均多見不規(guī)則低信號，較容易辨別，但是在較小的鈣化與脂質(zhì)等其他物質(zhì)混雜存在的情況下，會出現(xiàn)混雜信號僅憑單純MR HR-VWI 影像較難鑒別[21]。

本研究以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，比較能譜CT 與MR HR-VWI 檢出率、準(zhǔn)確度、特異度和敏感度均無明顯差異。能譜CT 聯(lián)合MR HR-VWI 診斷頸動脈斑塊穩(wěn)定性的曲線下面積（0.914（95%CI 0.827～0.984））高于能譜CT 和MR HR-VWI 單獨(dú)檢測。能譜CT 聯(lián)合MR HR-VWI 通過不同工作原理，多個方面提供頸動脈斑塊形態(tài)和成分特征，全面顯示斑塊內(nèi)部病變結(jié)構(gòu)特征，提高對頸動脈斑塊穩(wěn)定性的診斷效能，對臨床制定患者治療方案和手術(shù)選擇提供有效參考。

本研究仍存在一些局限性，因斑塊來源有限，均通過手術(shù)取得，多為復(fù)雜的不穩(wěn)定斑塊，并且樣本量較小，能否反映頸動脈粥樣硬化患者群體情況，仍有待后續(xù)進(jìn)一步積累樣本進(jìn)行證實。

綜上所述，應(yīng)用能譜CT、MR HR-VWI 均能有效分析頸動脈粥樣硬化患者頸動脈斑塊成分，能譜CT 聯(lián)合MR HR-VWI 可提高對頸動脈斑塊穩(wěn)定性的診斷效能，為動脈粥樣硬化患者的診斷和治療提供臨床參考依據(jù)。