能谱CT判断颈动脉粥样硬化斑块成分及稳定性的临床价值

刘良进 曾艳妮 徐佳 毕俊英

江汉大学附属湖北省第三人民医院放射科，武汉 430033

缺血性脑卒中是威胁人类生命健康的一大疾病，颈动脉粥样硬化病变是导致该病发生的重要危险因素[1]。以往临床大多通过评估颈动脉管腔狭窄程度来判断颈动脉粥样硬化的病变程度，进而预测缺血性脑卒中事件的发生风险[2-3]。然而，有临床研究发现，颈动脉狭窄程度低于70%的颈动脉粥样硬化患者依然存在较大的缺血性脑卒中的发生风险[4]。近年来，国内外临床报道普遍证实，相对于颈动脉狭窄程度来说，颈动脉粥样硬化斑块成分及其稳定性能有能够更有效、更准确的预测缺血性脑卒中的发生发展[5-6]。因此，早期识别颈动脉粥样硬化斑块的成分及其稳定性对缺血性脑卒中的临床诊断、治疗和预防具有重要临床意义。能谱CT动脉成像技术是一种新兴的影像学检查方法，具有简便、快速、安全、经济等优势。本研究选取2017年1月至2018年12月本院收治的46例颈动脉粥样硬化者为研究对象，进行颈动脉超声和能谱CT动脉成像检查，并与病理结果进行对照，探讨能谱CT判断颈动脉粥样硬化斑块成分及稳定性的临床价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2017年1月至2018年12月拟接受颈动脉内膜剥脱术治疗的46例颈动脉粥样硬化患者为研究对象，其中男性29例，女性17例；年龄53～77岁，平均（61.35±7.41）岁。纳入标准：存在脑缺血或一过性脑缺血症状；临床明确诊断为颈动脉粥样硬化，且经超声、MRI或者CTA检查颈动脉内膜增厚≥同层血管直径的30%；排除标准：对比剂过敏者；存在精神疾病，不能正常沟通者；存在多发性大动脉炎者。所有入组患者术前接受颈动脉超声检查和头颈部能谱CT扫描。本研究经我院医学伦理委员会审核批准，且患者对本研究均知情并于能谱CT扫描前签署知情同意书。

1.2 颈动脉超声检查

采用多普勒超声诊断仪（美国Philips公司，型号：iU22型）实施颈动脉超声检查。检查时，患者取仰卧位，上抬双肩，检查一侧颈动脉时，将头偏向对侧约45°，使检查侧血管充分暴露。在颈部位置放置探头，探头频率为3.5 MHz，以锁骨上窝水平胸锁乳突肌为起点，自下向上，沿着颈部动脉实施扫查，依次显示主动脉弓、颈总动脉、颈内动脉、颈总分叉、颈外动脉和椎动脉。观察动脉远端管壁回声、内中膜厚度、光滑度、有无粥样硬化斑块及斑块大小、位置、有无出血等情况。检查完一侧颈动脉之后，以相同的方法检查另一侧颈动脉。由两名经验丰富的超声科医生根据超声结果对斑块进行评估：斑块回声低于血管壁回声，且后方伴或不伴声影为脂质软斑块；斑块回声强于或接近于管壁回声，且伴声影为钙化硬斑；斑块回声中等为纤维性斑块；斑块回声不均，既有强回声又有低回声为混合斑。其中脂质软斑和混合斑为不稳定斑块，钙化硬斑和纤维性斑块为稳定斑块。

1.3 能谱CTA分析

采用能谱CT（美国GE公司，型号：256排Revolution CT）进行头颈部CTA扫描。指导患者取仰卧位，以主动脉弓上缘至颅内鞍上2 cm水平作为扫描范围，自头部向足部进行扫描。对比剂采用碘帕醇注射液（规格为370 mgI/mL，剂量为65 mL），通过CT专用双筒高压注射器经静脉注射，注射流率控制在5.0 mL/s。扫描具体参数如下：管电压80/140 kV，管电流630 mA，准直器宽40 ×0.625 mm，层厚0.625 mm，层间隔0.625 mm，螺距0.984:1，转速5 s，矩阵512×512。

扫描完成后，将所有混合能量图经过处理得到单能量图像，并载入能谱GE AWV 4.6工作站进行图像后处理，选择合适的感兴趣区（ROI），运用能谱CT专用分析软件对检出斑块进行分析，得到斑块相应的能谱曲线、有效原子序数，并计算能谱衰减曲线的斜率。斜率=能谱曲线上两点的CT值的差/两点的能量差。本研究中所有图像均由两名经验丰富的影像科医生采用双盲法阅片，分析斑块内成分，如果出现两位医生判断结果不一致的情况，则邀请第三位专科医生进行商定。斑块含有钙化成分定为钙化斑块，斑块含有脂质成分定为脂质斑块，斑块含有纤维基质成分定为纤维基质斑块，斑块内出血为血栓样组织成分斑块；含有两种成分以上定为混合斑。其中脂质斑块、血栓样组织成分斑块和混合斑为不稳定斑块，钙化斑块和纤维基质斑块为稳定斑块。

1.4 颈动脉内膜剥脱术后斑块的处理

所有患者均在能谱CT检查后7 d内接受颈动脉内膜斑块剥脱术治疗，将术后取出斑块置入中性福尔马林溶液中，固定，进行常规脱水、包埋、切片、HE染色和免疫组化，分析斑块的成分和稳定性。根据AHA最新指南[7]，斑块分为I～VI型：I型为初始病变，肉眼观察不到阳性特征，电镜下可见少量含脂滴泡沫细胞；II型为轻微病变，肉眼可见细纹，电镜下可见大量巨噬细胞；III型为介于II型和IV型之间的病损状态；IV型为为粥样硬化瘤，肉眼可见明显的脂质核心；V型为纤维粥样硬化斑块，伴随脂质核心为Va型，伴随脂质核心且存在明显钙化为Vb型，无脂质核心为Vc型；VI型病变是在IV和V型病损基础上的复杂病变，伴随溃疡者为VIc型，伴随斑块下出血者为VIb型，伴随血栓形成者为VIc型病变。稳定斑块包括I、II、III、IV、Va、Vb、Vc型，不稳定斑块（又称易损斑块）包括VIa、VIb和VIc型。

1.5 观察指标

以病理检查结果为金标准，计算超声和能谱CT诊断的准确度、敏感度、特异度。比较不同成分斑块的能谱曲线斜率和有效原子序数。

1.6 统计学方法

所有数据均采用SPSS22.0统计学软件进行处理分析。其中斑块检出情况等计数资料以n（%）的形式表示，进行χ2检验；斑块中组分参数等计量参数以均数±标准差（±s）的形式表示，组间比较采用单因素方差分析。以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 颈动脉粥样硬化斑块检出情况

如表1所示。46例患者共发现119处斑块，依据病理结果共86处不稳定斑块和33处稳定斑块；颈动脉超声检查共发现105处斑块，包括65处不稳定斑块和40处稳定斑块；能谱CT检查共发现114处斑块，包括81处不稳定斑块和33处稳定斑块。以病理检查结果作为不稳定斑块检出的金标准，能谱CT斑块检出率（95.80%）略高于颈动脉超声（89.08%），差异无统计学意义（P>0.05）；能谱CT与超声的准确度为94.74%vs68.87%、敏感度96.3%vs73.97%、特异度90.91%vs63.64%，能谱CT显著优于颈动脉超声。

表1 颈动脉超声查和能谱CT的诊断性评价

2.2 能谱CTA对颈动脉粥样硬化斑块成分分析

能谱CTA检测出的114处斑块中，钙化斑块12处，占10.53%；纤维基质成分斑块21处，所占比例为18.42%；脂质斑块45处，所占比例为39.47%；血栓样组织成分斑块17处，所占比例为14.91%；混合斑19例，占16.67%。

脂质成分与脂肪相似，脂质成分斑块的能谱曲线呈弓背向上或反勺子状的上升曲线，曲线斜率为负值，且随着能量增加而逐渐增高，CT值也随之逐渐增高，见图1。纤维基质成分和肌肉相近，这种成分斑块的能谱曲线表现为衰减曲线，曲线的斜率均为正值，且随着能量增加而逐渐增高，CT值随之减小，见图2。血栓样组织成分与血液相近，这种成分斑块的能谱曲线表现为衰减曲线，曲线的斜率均为正值，且随着能量增加而逐渐增高，CT值随之减小，纤维基质成分在低能量区的衰减幅度明显大于血栓样组织成分斑块的衰减程度，见图3。钙化斑块与骨骼相似，钙化斑块的能谱曲线为衰减曲线，呈坡式下行，曲线的斜率为正值，随能量增加而逐渐增高，CT值随之减小，见图4。钙化斑块及混合斑块内3种成分的能谱曲线斜率及有效原子序数由高至低依次为：钙化斑块>纤维基质成分斑块>血栓样组织成分斑块>脂质斑块，见表2。

表2 斑块内不同成分能谱曲线分析参数（±s）

表2 斑块内不同成分能谱曲线分析参数（±s）

斑块成分 能谱曲线斜率 有效原子序数钙化斑块 3.71±0.48 11.49±1.04纤维基质成分 2.35±0.57 8.61±0.63血栓样组织成分 0.46±0.10 7.28±0.56脂质成分 -3.51±0.76 3.25±0.81

图1 颈动脉脂质斑块能谱曲线

图2 颈动脉纤维基质成分斑块能谱曲线

图3 颈动脉血栓样组织成分斑块能谱曲线

图4 颈动脉钙化斑块能谱曲线

3 讨论

既往研究证实，颈动脉粥样硬化斑块形成、脱落、破裂是缺血性脑卒中的重要病理基础和主要危险因素[8-9]。尽管颈动脉管腔的狭窄严重程度仍是临床上判断颈动脉粥样硬化病情和选择治疗方案的重要依据，但近年来大量研究证据表明，颈动脉粥样硬化斑块的成分相对于颈动脉管腔狭窄程度来说，能更有效的评估缺血性脑卒中、急性脑梗死等急性缺血性事件的发生、进展情况[10-12]。颈动脉粥样硬化易损斑块富含脂质，钙化较少，纤维帽薄，极易发生脱落、破裂、糜烂、溃疡、钙化结节、出血等病变，进而导致血栓形成，这些因素均是导致缺血性脑卒中的重要原因[13-15]。因此，如何能够快速识别出不稳定，易发生脱落、破裂、糜烂、出血等病变的易损斑块已成为当今动脉粥样硬化斑块评估缺血性事件的研究热点。

超声检查能够准确判断颈部动脉内膜中层厚度、管腔狭窄程度、斑块的部位，且具有成像速度快、无创性、操作简便等优点，是目前临床上评估颈动脉粥样硬化斑块应用最广泛的方法，然而该方法无法实现量化评估斑块中钙化含量和脂质含量，加之该检查方式在很大程度上受到操作人员技术水平的影响，使得该方法在评价易损斑块准确性方面存在不足[16-18]。近年来，随着能谱CT的广泛应用，能谱CT凭借其特有的物质分离技术和能谱技术，在血管疾病诊断方面越来越受到重视[19-20]。本研究通过超声和能谱CTA两种影像学方法对颈动脉粥样硬化斑块进行检测，结果显示经颈动脉超声检查共发现105处斑块（包括65处不稳定斑块和40处稳定斑块），斑块检出率为95.80%（105/119）；经能谱CT检查共发现114处斑块（包括81处不稳定斑块和33处稳定斑块），斑块检出率为95.80%（114/119），能谱CT斑块检出率（95.80%）略高于颈动脉超声（89.08%），差异无统计学意义（P>0.05）。以病理检查结果作为不稳定斑块检出的金标准，能谱CT不稳定斑块的诊断价值（准确度、敏感度和特异度）显著优于颈动脉超声，提示能谱CT在判断斑块性质方面具有明显优势。

能谱CT通过单源瞬时kVp切换技术，在极短时间内完成高低能量的切换，采集到单能量图像及物质对图像，并获得相应的能谱曲线及有效原子序数。能谱CT凭借其特有的物质CT衰减曲线，能够准确有效区分斑块内的纤维成分、脂质成分以及血栓样组织成份，同时凭借其特有的物质分离技术，对斑块内的物质进行定量分析和鉴别。能谱CT评价评价斑块组成成分与组织学具有良好的相关性，也就是说，成分相似的物质，其能谱曲线也极具相似性[21]。动脉粥样硬化混合斑块内脂质成分较为复杂，包括胆固醇、中性脂肪和磷脂等，其物质构成基本与皮下脂肪组织相似；混合斑块内纤维基质成分大部分是由平滑肌细胞和结缔组织构成，其物质构成与肌肉组织大致相似；混合斑块内血栓样组织成分是由斑块内新生血管破裂出血或因纤维帽破裂导致血液流入斑块所形成；颈动脉钙化斑块物质构成与颈部骨骼相似[22]。本研究利用同层皮下脂肪、肌肉、血液及骨骼为基准来分析混合斑块内3种主要成分及钙化斑块成分的能谱曲线。分析结果显示，能谱CTA能够识别动脉粥样硬化斑块的钙化及混合斑块内脂质、纤维基质及斑块内出血情况，但几者之间的CT值存在明显重叠，容易出现过度判断或误判。进一步对所得能谱曲线、有效原子序数进行定量分析，结果显示，钙化斑块及混合斑块内3种成分的能谱曲线斜率及有效原子序数由高至低依次为：钙化斑块>纤维基质成分斑块>血栓样组织成分斑块>脂质斑块，表明结合CT值及能谱CT量化参数能够更准确的评估斑块成分。

综上所述，能谱CT能够准确分析斑块内成分，为临床识别不稳定斑块提供量化依据，在判断颈动脉粥样硬化斑块成分及稳定性方面存在着重要的临床应用价值。