18F-NaF摄取阳性与颈动脉斑块纤维帽破裂之间的相关性

刘昭言，欧阳雪晖，高 飞，程 齐

1内蒙古自治区人民医院影像医学科，内蒙古 呼和浩特 010017；2内蒙古医科大学研究生学院，内蒙古 呼和浩特010017

缺血性脑卒中是威胁人类健康最严重的疾病之一，其最常见的潜在病因是颈动脉易损斑块的破裂［1］。颈动脉的易损斑块一般指与破裂和血栓栓塞事件风险增加相关的不稳定病变［2］。早期识别颈动脉易损斑块，并准确评价粥样硬化斑块的稳定性，可以为临床治疗提供可靠的依据。有学者从组织学上制定了易损斑块的定义和标准，其中主要的一项标准是斑块表面的纤维帽破裂（FCR）［3-4］。目前临床了解斑块情况主要借助影像学检查［5-7］。高分辨磁共振血管壁成像（HR-VWI）作为一种常用的无创影像技术［8］，目前在临床工作中已经开始推广应用［9］。它具有较高的软组织分辨率，可以从斑块FCR等方面对斑块的易损特征作出一定评估，从而诊断易损斑块［3,10］。随着研究的不断深入，微钙化对动脉粥样硬化斑块的稳定性方面发挥着重要的作用。有学者首次用模型证实了薄FC处存在的微钙化可使其表面应力加倍，导致斑块破裂［11］；研究表明微钙化在破坏动脉粥样硬化斑块稳定中起重要作用，微钙化可以增加斑块的易损性，促使斑块发生破裂［12］。目前，氟-18-氟化钠正电子发射断层成像术-计算机断层成像术（18F-NaF PET/CT）技术是检测斑块微钙化的最准确的无创性影像学方法［13-15］，可以推测18F-NaF摄取阳性与FCR可能存在一定相关性，但目前此领域尚未有人展开研究。本研究旨在研究探究18F-NaF PET/CT 摄取阳性与斑块表面FCR之间是否具有相关性，进一步深度探究影像学技术对易损斑块的准确评估，为早期识别易损斑块提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究收集2020年12月1日～2021年12月30日在我院神经外科已确诊颈动脉粥样硬化并符合标准的患者，共31例纳入研究，患者一般资料（表1）。纳入标准：CEA术前的颈动脉粥样硬化患者；经超声筛查颈动脉内膜中层厚度≥2 mm；分别行HR-VWI 和18F-NaF PET/CT检查；患者及家属均签署知情同意书。排除标准：孕妇或哺乳期妇女；近期感染或血管炎患者；18F-NaF注射前血糖不低于150 mg/mL；合并恶性肿瘤；患有严重肝、肾疾病；体内有金属物质（例如心脏起搏器）等所有存在MRI禁忌证者；精神状况不稳定，不能配合检查者。本研究经我院医学伦理委员会批准。

表1 患者的一般资料Tab.1 Clinical baseline data of patients

1.2 主要仪器

正电子发射计算机断层扫描-计算机扫描显像仪（西门子,BIOGRAPH mCT Flow 64-4R PET/CT）；回旋加速器（日本Sumitomo HM-10型）；3.0T 磁共振（西门子）配置32 通道头颈动脉联合线圈；MR-VPD软件。

1.3 研究方法

1.3.1 实验方法 患者入院后行HR-VWI 检查，并用MR-VPD 软件对斑块FCR 情况进行分析。并于HRVWI检查后1周内行18F-NaF PET/CT检查。根据18FNaF在颈动脉的摄取程度，将患者分为18F-NaF摄取阳性组和18F-NaF摄取阴性组。分析组间斑块FCR的差异是否存在统计学意义。

1.3.218F-NaF PET/CT检查（1）18F-NaF PET/CT扫描方法：受检者均至少禁食6 h。记录患者身高、体质量。安静休息20 min后取仰卧位，按5.55 MBq/kg的剂量从肘静脉注射18F-NaF，静卧50～60 min后行PET显像；（2）18F-NaF PET/CT图像处理及分析：图像处理：将图像传输到MedEX工作站，选择相应的PET图像和CT 图像进行融合，并分别取横断面、矢状面、冠状面。半定量分析：选取颈动脉分叉处斑块区域18F-NaF显影处勾画感兴趣区，后处理机器自动测算感兴趣区的最大标准化摄取量（SUVmax），将冠状位、矢状位、横断位3个方位的SUVmax的平均值作为斑块整体的SUVmax，并以颈静脉的平均标准化摄取量（SUVmean）作为血池背SUV，计算靶-本底比值（TBR，TBR=局部感兴趣区SUVmax/颈静脉区域SUVmean）。由2位经验丰富的医师在不了解患者情况的前提下独立分析，以保证组内及组间18F-NaF PET/CT显像结果可重复性。定性分析：定义病变（含有粥样硬化斑块）节段较邻近正常节段的18F-NaF摄取增高则为阳性。18F-NaF摄取阳性标准为病变节段SUVmax大于临近颈动脉正常节段相同指标2个标准差，或绝对定量大于临近正常节段相同指标的25%，否则为阴性。邻近正常节段定义为距病变节段1 cm以上的非病变血管节段［16］（图1）。

图1 18F-NaF摄取阳性PET/CT图像Fig.1 PET/CT images with positive18F-NaF uptake.The locations of the cross markers in the figure is carotid plaque positive for18F-NaF uptake.

1.3.3 HR-VWI检查（1）扫描方法：患者佩戴头颈联合线圈，取仰卧位行MRI扫描。应用标准的颈动脉多对比成像方案扫描，然后对颈动脉进行3D-TOF序列、3DMPRAGE特殊成像序列、2D-T1-TSE序列、2D-T2-TSE序列的扫描；（2）HR-VWI图像处理及分析：由2位影像科医师对图像分级评分，对扫描的所有序列MRI图像根据血管轮廓清晰程度及血管壁信噪比按照从差到好的顺序分为1～4级，≤2级的低质量图像将不计入统计。将图像质量合格的MRI图像传到MRI-Plaque View后处理系统。

2位经验丰富的影像科医师在不了解患者临床资料的前提下独立使用MR-VPD软件，观察有无纤维帽及其完整性。在T1WI和T2WI序列上，纤维帽表现为等信号或稍高信号。在3D-TOF序列上，完整的FC表现为血流、斑块间完整的带状低信号，FCR表现为断裂、缺损的低信号带（图2）。判断斑块有无纤维帽以及纤维帽是否破裂，2位医师结果若存在分歧，则加入第3人意见，以多数人的分析结果为准。

图2 斑块FCR的HR-VWI图像Fig.2 HR-VWI image of plaque FCR.A: Plaque surface niche in T1WI represents FCR(white arrow);B: Plaque surface niche in T2WI represents FCR (white arrow);C: A defective hypointense band on the plaque surface with blood flow signal into the niche on the 3D TOF sequence indicating the presence of FCR(white arrow).

1.4 统计学分析

采用SPSS25.0软件对实验数据进行统计学分析，连续计量资料的正态检验采用Shapiro-Wilk检验法，计量资料以均数±标准差表示，组间比较行t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者情况

31例患者中，双侧颈动脉分叉处均有斑块的患者有23例，其余8例为单侧颈动脉斑块，共收集54枚斑块。

2.2 18F-NaF PET/CT显像结果

2.2.1 患者颈动脉18F-NaF PET/CT显像情况 在54条动脉粥样硬化的颈动脉中，18F-NaF显影阳性的颈动脉为33条，18F-NaF显影阴性的颈动脉为21条。颈动脉显像阳性率为61.11%，阴性率为38.89%。

2.2.218F-NaF PET/CT显像阳性组与阴性组之间颈动脉SUVmax与TBR比较 阳性组SUVmax为1.458±0.332，阴性组SUVmax为1.149±0.307，差异有统计学意义（t=3.914，P=0.001）。阳性组TBR为2.560±0.709，阴性组TBR 为1.778±0.393，差异有统计学意义（t=3.899，P=0.001，图3）。

图3 18F-NaF PET/CT 显像阳性与阴性颈动脉SUVmax及TBR的比较Fig.3 Comparison of positive and negative carotid SUVmaxand TBR in18F-NaF PET/CT imaging.A: SUVmaxwas higher in the18F-NaF positive group than in the negative group,P<0.05;B: TBR was higher in the18F-NaF positive group than in the negative group,P<0.05.

2.3 18F-NaF阳性组与阴性组FCR情况对比

18F-NaF阳性组中存在FCR的斑块为21枚（58%），阴性组中存在FCR破裂的斑块为4枚（19%），两组FCR占比的差异有统计学意义（t=2.034，P=0.045，表2），18FNaF摄取阳性的斑块存在FCR的概率更大。

表2 18F-NaF PET/CT 显像阳性与阴性颈动脉斑块FCR情况统计表Tab.2 Statistical table of positive and negative carotid plaque FCR on18F-NaF PET/CT imaging

3 讨论

在易损斑块的病理组织学标准中，FCR是斑块的危险特征之一。一项相关研究探讨了流体动力学在基底动脉斑块FCR中的作用，筛选有基底动脉斑块（50%～99%狭窄）的患者。通过高分辨率MRI评估纤维帽的完整性，表明FCR与急性梗死显著相关［17］。另一项对778例受试者的9项MRI研究的Meta分析显示，患者随后的中风或短暂性脑缺血发作可通过薄的FC与FCR显著且独立地预测［18］。在颈动脉斑块表面，一般把100 μm作为区分FC薄厚的标准［19］，但是要注意病理学上的FC为μm级别，一般的影像学检查手段是达不到这个分辨率的，因此在影像学中通常把脂质和与血管腔之间的部分作为FC，一样能够评估FC薄厚与斑块是否高危之间的联系；而FC的薄厚与其他一些斑块特征也有一定相关性：一项研究将受试者分为薄纤维帽粥样硬化斑块（TCFA）组与非TCFA组，结果表明TCFA组的斑块体积及百分比、最小管腔面积均明显大于非TCFA组，低密度斑块的出现率和CT值小于非TCFA组，这说明了斑块相关定量参数中低密度斑块的体积和体积百分比以及正性重构预测TCFA有较高的准确性，值得临床推广应用［20］。但本研究发现在非增强的HR-VWI中FC的薄厚评价效果不是很理想，两次检测结果的差异往往较大，所以本研究并没有具体的分析FC的薄厚，只分析了FCR的存在情况。既往研究表明，与18F-NaF摄取相关的活动性微钙化可在斑块表面产生局部机械应力，可直接导致斑块表面FCR［21］。有研究采用18F-NaF PET/MRI检测斑块，发现非钙化薄纤维帽粥样硬化斑块主要位于TBR>1.28的节段，表明18F-NaF PET/MRI在临床实践中检测到高危FC是可行的，并且可能有助于识别高风险的患者，反映18F-NaF摄取量的TBR值可以提高对高风险斑块特征的识别［22］。本研究采用18F-NaF PET/CT与HR-VWI结合检测斑块的FCR情况，这与上述研究用18F-NaF PET/MRI检测是异曲同工的。本研究结果表示18F-NaF摄取阳性的斑块FCR的占比较阴性组更高，这说明18F-NaF的摄取量在一定程度上反映了斑块FCR情况，18F-NaF摄取量高，斑块存在FCR的风险更大；相反，18F-NaF摄取量少，斑块存在FCR的风险较低。在临床使用中，可以根据18F-NaF摄取量，预测斑块FCR情况，进而评估斑块易损性，这与之前学者的研究观点基本相符，值得进一步研究及推广。在国内此领域尚未有人研究18F-NaF 摄取阳性与FCR之间是否具有一定关联性。本研究更深一步探究了18F-NaF PET/CT摄取阳性与斑块表面FCR之间具有相关性，深度探究18F-NaF PET/CT与HR-VWI两种影像学技术一定程度上可以对易损斑块进行早期准确评估，为早期识别易损斑块提供依据，对广大具有动脉硬化斑块的患者早期选择治疗方法具有指导意义。

综上，18F-NaF摄取阳性的斑块FCR的占比较18FNaF摄取阴性的斑块更多,18F-NaF摄取在一定程度上反映了斑块FCR情况，进而评估斑块易损性。