基于CTA評價頸動脈斑塊易損性與分布位置之間的相關(guān)性*

趙藝楠，顧艷，劉穎，郭中萍

［1.錦州醫(yī)科大學（連云港市第一人民醫(yī)院）研究生培養(yǎng)基地，遼寧 錦州 121000；2.連云港市第一人民醫(yī)院醫(yī)學影像科，江蘇 連云港 222000；3.南京醫(yī)科大學（連云港市第一人民醫(yī)院）研究生培養(yǎng)基地，江蘇 南京 211166］

近年來，腦卒中事件發(fā)生率呈上升趨勢，動脈粥樣硬化是缺血性卒中的重要影響因素［1］，大約30%的缺血性腦卒中與動脈粥樣硬化中的頸動脈易損斑塊破裂有關(guān)［2］，目前，基于影像學頸動脈斑塊的風險分層已經(jīng)從單純評估頸動脈狹窄程度轉(zhuǎn)變?yōu)榉治鲱i動脈斑塊成分，從而對斑塊進行更精準的評估。

在既往的研究中，人們將影像學特征與病理組織學特征進行對比［3-4］，將單純的鈣化斑塊視為穩(wěn)定斑塊，斑塊的高危特征包括斑塊內(nèi)出血（intra-plaque hemorrhage,IPH）、富含脂質(zhì)的壞死核心（lipid-rich necrotic core,LRNC）、薄纖維帽、斑塊表面潰瘍等。CTA 應(yīng)用廣泛，可快速執(zhí)行并進行多平面重建，充分評估血管，可以直觀地觀察到斑塊的形態(tài)，還可以通過測量CT 值對其組成的成分進行分析［5］，DE WEERT 等［6］利用CT 值與病理組織學對照，將斑塊分為脂質(zhì)斑塊（CT 值＜60 HU）、鈣化斑塊（CT 值＞130 HU）、混合斑塊（CT 值60～130 HU），用來分析斑塊成分，既往的研究［7］表明，頸內(nèi)動脈外膜環(huán)形鈣化厚度＜2 mm，且鄰近低密度斑塊厚度≥2 mm 這一影像學征象對IPH 具有高度預測性，這種征象稱為“餐巾環(huán)征”。此外，頸動脈斑塊易損性與斑塊厚度也具有相關(guān)性，鈣化斑塊厚度每增加1 mm 就會降低患者同側(cè)中風或短暫性腦缺血發(fā)作的概率［8］，然而低密度斑塊厚度的增加會使斑塊易損性升高［4］。

除了探究頸動脈斑塊的易損性，過去的研究中還發(fā)現(xiàn)頸動脈斑塊的形成與頸動脈幾何形態(tài)及血流動力學相關(guān)，頸動脈粥樣硬化斑塊往往發(fā)生在頸動脈分叉處，這一點已得到充分證實［9］，其中高危斑塊容易出現(xiàn)在分流處附近和穩(wěn)定斑塊的遠端［10］，之前的研究只在縱向上分析了頸動脈斑塊的好發(fā)位置，即頸動脈分叉處，目前還沒有研究證實從CTA 橫斷面上評估斑塊易損性是否與斑塊分布位置相關(guān)，所以探究高危斑塊的好發(fā)位置對于完善頸動脈斑塊風險分級具有重要意義，本次實驗旨在利用CTA 探究短暫性腦缺血發(fā)作（transient ischemic attack,TIA）患者橫斷面上頸動脈分叉處斑塊分布位置與斑塊特征、易損性之間的關(guān)系，以期豐富頸動脈斑塊高危特征的相關(guān)因素，為TIA 患者尋找責任病灶提供參考價值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

本研究回顧性分析2020 年10 月至2021 年10月因TIA 在連云港市第一人民醫(yī)院接受頭頸部CTA 檢查的頸動脈粥樣硬化的患者。所有患者臨床資料和影像學資料完整；所有患者檢查前均簽署知情同意書。

納入標準：①完成頭頸部CTA 檢查，單側(cè)或雙側(cè)頸動脈分叉處有動脈粥樣硬化斑塊的患者。②患者就診前3 天內(nèi)具有TIA 癥狀（局部腦或視網(wǎng)膜缺血引起的短暫性神經(jīng)功能缺損，臨床癥狀一般不超過1 h，最長不超過24 h）。③研究所涉及臨床資料完整無缺失（能夠詳細記錄是否符合TIA 典型癥狀表現(xiàn)）。④圖像質(zhì)量評價達優(yōu)良級別（圖像清晰，無偽影）。排除標準：①頭頸動脈瘤或頭頸動脈夾層患者。②嚴重肝、腎疾病患者。③血液病患者。④嚴重感染患者。⑤有惡性腫瘤病史的患者。⑥行CTA 前有急性期溶栓、血管內(nèi)介入治療、頸動脈內(nèi)膜剝脫術(shù)或既往有顱內(nèi)支架植入患者。

1.2 研究方法

1.2.1 頭頸部CTA 檢查及參數(shù)設(shè)定 ①設(shè)備和試劑：使用西門子Somatom Definition Flash 雙源CT掃描儀。掃描參數(shù)設(shè)置如下：電流125 mA，電壓100 kV，準直16 mm×0.6 mm，層厚0.75 mm。還使用了靜脈留置導管、雙桿釋放注射器、碘克沙醇造影劑（320 mgI/mL，江蘇恒瑞制藥有限公司，中國），對比劑增強使用18-G 套管針于肘前靜脈穿刺，以3～5 mL/s 的速度注射非離子型含碘對比劑碘克沙醇（320 mgI/mL）（對比劑注射總量和流速依據(jù)患者體重和掃描范圍進行個體化定量），在對比劑注射完畢后以相同速度繼續(xù)追加注射30 mL生理鹽水。②掃描方法：所有接受頸動脈CTA 的患者均無心力衰竭史或碘造影劑禁忌癥。患者取仰臥位，CT 覆蓋范圍從主動脈弓到頸動脈虹吸段，患者從腳到頭進行掃描。對比劑注射前后對圖像進行檢查。掃描時間為8～12 s 應(yīng)用造影劑示蹤法，在主動脈弓或頸動脈層面選擇感興趣區(qū)監(jiān)測CT 值，CT 值超過100 HU 時，延遲4 s 自動觸發(fā)掃描，當達到閾值時，指示患者在間隔4 s 后屏住呼吸開始掃描。所有患者的影像檢查均由經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)生進行。囑患者掃描期間不要吞咽、移動頭及身體，以便使用三維重建技術(shù)對收集的數(shù)據(jù)獲取所需的血管圖像。

1.2.2 圖像分析和指數(shù)測量 ①圖像分析：使用GPACS 系統(tǒng)分析頸總動脈分叉處有斑塊的節(jié)段，并使用統(tǒng)一的窗口寬度和窗口水平進行測量（WW=800 和WL=300）。②頸動脈斑塊測量和斑塊分析：每例圖像均由兩名從事頭頸部影像診斷工作五年以上的影像科醫(yī)生閱片，兩位閱片者均不知道患者臨床相關(guān)資料，對結(jié)果產(chǎn)生分歧時，商量統(tǒng)一意見后決定。選擇頸總動脈分叉處的斑塊，在軸位圖像中從近段到遠段選擇斑塊的最大橫截面積作為斑塊測量點，GPACS 系統(tǒng)工具用于勾勒斑塊特征。將頸動脈斑塊的邊界線即感興趣區(qū)勾畫出來。分別記錄斑塊面積（plaque area,PA）、血管面積（lumen area,LA）、參考管腔面積（reference lumen area,RLA）、斑塊厚度、斑塊長度（斑塊從出現(xiàn)到消失的層數(shù)×掃描層厚0.75），計算斑塊負荷（plaque burden,PB）（PB=PA/LA×100%）、重塑指數(shù)（remodeling index,RI）（RI=LA/RLA）和狹窄率。參考血管面積是沒有斑塊的近端和遠端管腔面積之和的平均值。狹窄程度的判斷按照北美有癥狀頸動脈內(nèi)膜切除試驗和歐洲頸動脈外科試驗協(xié)作組標準：即狹窄度＝（頸內(nèi)動脈遠端外徑-頸內(nèi)動脈最狹窄處內(nèi)徑）/頸內(nèi)動脈遠端外徑×100%（管腔狹窄率0%～49%為輕度狹窄，50%～69%為中度狹窄，70%～99%為重度狹窄，管腔狹窄率100%為完全閉塞）。③斑塊CT值測量：選擇軸位圖像上頸總動脈分叉處斑塊最大橫截面積層面，畫出非鈣化斑塊的邊緣作為興趣區(qū)域（region of interest,ROI），并盡量避免將鈣化及脂肪組織納入，取ROI 所畫范圍內(nèi)CT 值的平均值。④斑塊分布：選擇軸位圖像上頸總動脈分叉處斑塊最大橫截面積層面，將橫截面管腔均分為4 個90°的扇形，即腹側(cè)壁、背側(cè)壁、內(nèi)側(cè)壁、外側(cè)壁，分叉處的兩個相鄰管壁為內(nèi)側(cè)，相對側(cè)為外側(cè)，若斑塊橫跨兩個區(qū)域則以斑塊最厚處所在的區(qū)域為準（見圖1、圖2）。

圖1 將橫截面劃分為四個區(qū)域演示

圖2 四種斑塊位置演示

1.2.3 斑塊風險 參照OLIVER 等［11］通過對頸動脈CTA 上斑塊的形態(tài)學特征與頸動脈內(nèi)膜剝離術(shù)后的組織學標本對照結(jié)果，分為高危斑塊和低危斑塊。①高危斑塊（滿足以下五條中的一條）。低密度斑塊：平均CT 值＜130 HU，表示主要包括斑塊內(nèi)出血、富含脂質(zhì)的壞死核心和纖維成分［6］。餐巾環(huán)征：頸內(nèi)動脈外膜環(huán)形鈣化厚徑＜2 mm，且鄰近低密度斑塊厚徑≥2 mm［7］（見圖3）。斑塊潰瘍：造影劑延伸至斑塊內(nèi)（通常至少1 mm），高度≥1 mm［12］（見圖3）。點狀鈣化：定義為斑塊鈣化部分直徑＜3 mm［8］（見圖3）。②低危斑塊。鈣化斑塊：斑塊CT 值＞130 HU［6］。

圖3 斑塊高危特征

1.3 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 26.0 進行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計量資料采用均數(shù)標準差（）描述，比較用t檢驗；非正態(tài)分布的計量資料則采用中位數(shù)四分位數(shù)間距M［P25,P75］ 描述，比較用Mann-WhitneyU檢驗；計數(shù)資料用百分率（%）表示，比較用χ2檢驗。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 頸動脈斑塊患者的基線數(shù)據(jù)

本次研究范圍內(nèi)共有2 196 名患者進行了頭頸部CTA 檢查，其中單側(cè)或雙側(cè)頸總動脈分叉處形成粥樣硬化斑塊患者737 例，排除了病史資料不全以及無典型TIA 癥狀的患者262 例，合并頭頸動脈瘤患者168 例，頸動脈夾層患者4 例和椎動脈夾層患者5 例，發(fā)生頸內(nèi)動脈閉塞的患者69 例及顱內(nèi)大腦中動脈閉塞的53 例，惡性腫瘤等病史49 例，圖像質(zhì)量差有偽影的患者38 例，最后共有89 名患者的納入研究，平均年齡68.5（49～91）歲，女性占27%，男性占73%。

89 例患者中，34 例患者單側(cè)頸總動脈分叉有斑塊，55 例患者兩側(cè)頸動脈動脈分叉有斑塊，共獲得了144 條頸動脈斑塊的橫截面圖像，兩位診斷組醫(yī)生對所有的患者圖像評價均無分歧。

根據(jù)斑塊的特征，判斷符合斑塊內(nèi)出血、富含脂質(zhì)的壞死核心和纖維成分的混合斑塊有56條，伴有潰瘍的斑塊有9 條，伴有點狀鈣化的有47 條。根據(jù)斑塊是否具有高危特征將頸動脈分為高危組79 條和低危組65 條。根據(jù)斑塊在頸動脈分叉處的橫斷面分布再分成四個亞組，即腹側(cè)、背側(cè)、內(nèi)側(cè)、外側(cè)組。

2.2 高危組和低危組間斑塊特征分析

高危和低危兩組斑塊間，斑塊的厚度、長度、最大橫截面積、PB 及管腔狹窄程度較低危組更加顯著（P＜0.05）；其中斑塊分布位置中斑塊位于外側(cè)壁和背側(cè)壁在兩組間差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），高危組多發(fā)生于背側(cè)壁，而低危組多發(fā)生于外側(cè)壁。斑塊的重構(gòu)指數(shù)在兩組間差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 高、低危組斑塊分布位置和特征差異

2.3 斑塊分布位置與斑塊易損性的相關(guān)因素分析

在高低危兩組斑塊中，分布在頸總動脈分叉處背側(cè)的斑塊，高危組斑塊的厚度、長度、最大橫截面積均顯著大于低危組（P＜0.05），見表2。分布在外側(cè)壁的斑塊，低危組的斑塊最大橫截面積及PB 顯著小于高危組（P＜0.05）；兩組頸動脈斑塊的RI 及狹窄率差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表3。

表2 CTA 檢查相關(guān)指標對背側(cè)壁斑塊易損性的診斷價值（）

表2 CTA 檢查相關(guān)指標對背側(cè)壁斑塊易損性的診斷價值（）

表3 CTA 檢查相關(guān)指標對外側(cè)壁斑塊易損性的診斷價值（）

表3 CTA 檢查相關(guān)指標對外側(cè)壁斑塊易損性的診斷價值（）

2.4 斑塊分布位置與平均CT 值

高危組中斑塊分布在內(nèi)側(cè)、外側(cè)、背側(cè)、腹側(cè)四個組的平均CT 值分別為（27.15±25.74）HU，（50±28.97）HU，（34.06±24.83）HU，（30.94±23.89）。高危斑塊的平均CT 值在四個組間差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見圖4。

圖4 斑塊分布位置與平均密度之間的關(guān)系

3 討論

本研究采用CTA 技術(shù)，探究了144 條頸動脈斑塊易損性和分布位置之間的關(guān)系，筆者的研究發(fā)現(xiàn)，高危斑塊好發(fā)于頸動脈分叉處管壁的背側(cè)，其斑塊厚度、長度及最大橫截面積較低危組更加顯著（P＜0.05），低危斑塊則好發(fā)于分叉處管壁的外側(cè)（P＜0.05），這個發(fā)現(xiàn)具有重要價值，提示了頸動脈斑塊的易損性與斑塊分布位置密切相關(guān)。

高危斑塊破裂常導致同側(cè)缺血性腦卒中的發(fā)生，如果能在斑塊破裂前及時治療，患者遠期預后大大提高。斑塊最常見的高危特征是纖維脂質(zhì)斑塊，這類斑塊多由IPH、LRNC 和纖維成分組成，它們和斑塊易損性和中風風險增加密切相關(guān)。

在本次研究中，重點分析了頸動脈分叉處的斑塊特征，主要是因為頸動脈斑塊常發(fā)生在動脈分叉處附近，這與頸動脈分叉處獨特的解剖特點和血流動力學相關(guān)。既往的研究發(fā)現(xiàn)［12-13］，血液在流動過程中會對血管壁產(chǎn)生壓力，包括壁壓（WP，垂直于血管壁）和壁剪應(yīng)力（WSS，平行于血管壁），內(nèi)皮細胞對低WP、WSS 的聯(lián)合作用作出反應(yīng)，促進動脈粥樣硬化的形成，局部低WP斑塊與管壁厚度存在著密切的相關(guān)性，低WP 處更易形成動脈粥樣硬化，尤其是形成脂質(zhì)斑塊。我們的研究顯示，分布在背側(cè)的高危斑塊的厚度較低危斑塊更加顯著，所以，這些斑塊的周圍可能存在較低的WP，并且高WSS 已被證明會誘導內(nèi)皮細胞行為的特異性變化，加劇炎癥并刺激動脈粥樣硬化和脂質(zhì)核心的進展［14］，高危斑塊在橫斷面上的分布位置與壁切應(yīng)力之間的關(guān)聯(lián)需要進一步確定，未來可以通過計算流體動力學模擬驗證不同分布位置高危斑塊的高壁切應(yīng)力。

筆者還對兩組頸動脈管腔狹窄程度、斑塊的長度、斑塊最大橫截面積及PB 進行了分析，結(jié)果顯示發(fā)生在背側(cè)的斑塊長度更長、橫截面積更大，這兩項斑塊特征都與斑塊易損性呈正相關(guān)，這也證實了本次實驗中背側(cè)斑塊的風險性更高，其中PB、RI 和狹窄率與斑塊易損性及分布位置沒有顯著的相關(guān)性，表明僅評估頸動脈狹窄程度會低估病變的危險性［15-16］，本次研究還發(fā)現(xiàn)不同分布位置的高危斑塊，發(fā)生在外側(cè)的高危斑塊，其平均CT 值在四組中最高，提示發(fā)生在外側(cè)的斑塊較其他位置的斑塊具有較好的穩(wěn)定性，目前在橫斷面對頸動脈分叉處斑塊分布位置的研究甚少，需要對橫斷面上頸動脈血流動力學與幾何特征進行更深入的研究。

本研究的局限性：為了確保ROI 均勻分布，研究者選擇了最大頸動脈分叉斑塊的位置來建立每個ROI，但在CTA 上，有時會不可避免的將動脈周圍脂肪組織納入ROI，部分鈣化斑塊會存在硬化偽影，在確定斑塊破裂風險評估的具體閾值或范圍方面，未來將面臨挑戰(zhàn)。

綜上，研究發(fā)現(xiàn)在TIA 患者中，高危斑塊傾向于分布在頸動脈分叉處的背側(cè)管壁，且頸動脈分叉處斑塊的橫斷面積越大、PB 越大，斑塊越趨向于不穩(wěn)定，這些發(fā)現(xiàn)可以幫助臨床醫(yī)師對于已經(jīng)發(fā)生TIA 的患者判斷責任病灶，并盡早處理，以提高患者的預后。