第10章：颈动脉的临床 CT 成像（Clinical CT Imaging of Carotid Arteries）

10.1 引言（Introduction）

颈动脉粥样硬化性疾病在一般人群中非常常见,64 岁以上男性中患病率为 75%、女性为 62%,据报道是所有缺血性卒中的 30% 的原因,因此颈动脉成像评估是急性卒中预防和管理的重要组成部分。CT,尤其是 CT 血管造影（CTA）,在颈动脉评估中已占据主导地位,在很大程度上取代了诊断性颈动脉血管造影。CT 在急诊环境中因速度快、相对安全而广泛可用,因此已成为急性脑缺血症状患者的首选成像方式。新型 CT 扫描仪可在 15 秒内完成从主动脉弓至颅顶的颈动脉成像,这一短采集时间减少了患者运动伪影、降低了对比剂用量并提高了对比剂计时的准确性。CTA 是一种非血流依赖的技术,具有高空间分辨率,这使其在狭窄测量和颈动脉斑块特征化方面具有很高的准确性;CTA 还能评估颈动脉的近闭塞、串联病变、侧支血流以及伴发的颅内动脉粥样硬化性疾病。

10.2 CTA 成像协议（CTA Imaging Protocol）

本机构 64 排 CT 扫描仪上用于颈部颈动脉的 CTA 协议:激活的探测器数 64;机架旋转时间 0.5 s;头尾方向采集;准直 0.625 mm;螺距 1.375:1;120 kV;200–350 mA;噪声指数为 4 的剂量调制。重建 1.25 mm 厚、间隔 1 mm 的切片用于血管评估,0.625 mm 原始数据图像用于生成最大密度投影（MIP）图像,2.5 mm 厚、间隔 2 mm 的切片用于软组织评估。对于上述 CTA 采集,以 5 mL/s 的速度注射 50 mL 碘对比剂,然后追加 25 mL 生理盐水;通常使用 18 号静脉导管,一般选择右侧注射,原因有二:一是左头臂静脉进入上腔静脉的走行较为横向,更容易出现未稀释的对比剂遮挡大血管开口;二是老年人常见的主动脉扩张可压迫头臂静脉,造成对比剂滞留并反流至颈静脉。

对比剂计时的准确性是动脉强化和 CTA 图像质量的关键决定因素。对于最多 16 排的多排扫描仪,一些作者使用对比剂注射与扫描开始之间的固定延迟(如 25 s)已获成功;然而,鉴于患者之间(尤其是心功能不全或血管狭窄患者)的血流生理变异,以及 64 排 CT 极快的成像时间,需要使用团注跟踪技术或预扫描时序团注来准确计时。在团注跟踪中,注射主团后,实时以低剂量动态扫描监测目标血管;当达到预设强化阈值时,床移到起始位置并开始扫描。该技术的主要缺点是阈值达到与扫描开始之间存在固有延迟(约 4 s),加上计算机重建团注跟踪图像的延迟(2 s),合计 6 s 的延迟通常需要注射更多的对比剂。作者认为时序团注方法更优,因为 CTA 可在纯动脉期完成,颈动脉和椎动脉强化最佳,颈部静脉强化最小;且时序团注方法没有固有延迟,CTA 所用对比剂体积可保持尽量低(60 mL);此外,CTA 之前所做的灌注 CT 序列可被用作时序团注,无需额外注射对比剂。在一项使用颈动脉狭窄体模与非离子型对比剂的研究中,其他作者发现 150–200 HU 的对比密度可获得最准确的 CTA 狭窄评估;按照本机构协议,动脉强化平均值约 310 HU。后处理由技术员在扫描仪或 3D 实验室完成:双侧颈动脉分叉以矢状斜位获取 MIP,大血管开口和颅外颈动脉以冠状位获取 MIP;并按 NASCET 标准(下文描述)对颈动脉狭窄程度进行计算机辅助分析。新型 CT 扫描仪快速采集 CTA 图像可产生多种血流伪影,识别这些伪影对放射科医生至关重要,以免被假性夹层、假性闭塞和假性静脉血栓形成等表现误导。CTA 的典型辐射剂量在 5–7 mSv 范围;可采用多种方法降低辐射剂量,如调整采集参数(kVp、螺距、机架旋转时间和 mA)以及使用 x–y–z 轴调制,即管电流根据层面处患者体型与衰减值逐层变化。

10.3 用 CT 做颈动脉管腔测量（Carotid Luminal Measurements Using CT）

管腔狭窄是颈动脉狭窄程度和严重性的标准报告参数,其广泛使用主要基于多项随机临床试验的结果,包括 NASCET、ECST 和退伍军人事务合作研究项目试验,这些试验在常规血管造影评估下证明颈动脉内膜切除术后,管腔狭窄 ≥ 70% 的患者缺血性卒中风险显著降低。管腔狭窄程度传统上由导管血管造影测量,然而越来越多地使用 CTA 和其他无创技术测量,这些方法在表征管腔狭窄程度方面已被证明与常规血管造影等效。

使用 CTA 或 MRA 测量管腔狭窄在临床环境中引出一些问题。首先,有多种方法可用来表征颈动脉狭窄程度,包括 NASCET 法、ECST 法和颈总动脉法,这些方法在所引用的参考动脉段上有所不同,对同一绝对残余管腔会得出不同的百分比测量值;此外,有不同的可视化方法(MIP、体积渲染、表面阴影显示 SSD)可用于显示同一数据集,从而增加了管腔狭窄测量的变异性;此外还存在观察者间变异性,因为在典型临床实践中,神经放射科医生只是"目测"颈动脉管腔,只在少数病例中获取定量测量;测量颈动脉狭窄的最高精度已知通过使用放大的轴位图像并严格垂直于血管长轴测量来实现;管腔狭窄的测量受图像质量(尤其是对比剂注射质量)的影响;必须使用合适的窗宽和窗位以避免颈动脉狭窄量化的变异性——窗过窄可能导致高估狭窄程度,宽窗更适合颈动脉狭窄评估。Fox 等提出了一种替代方法来直接计算狭窄百分比(表 10.1):测量最小管腔直径(mm)并推断相应的狭窄程度——最小管腔 1.3 mm 对应 70% 狭窄,2.2 mm 对应 50% 狭窄。最近,后处理工作站上已有软件可对 CTA 上颈动脉管腔进行半自动分割,并对直径和面积进行自动定量测量,这种方法有可能缓解上述一些局限性,此类软件的使用最近已得到验证。

10.4 用 CT 做颈动脉管壁特征化（Carotid Wall Characterization Using CT）

管腔狭窄被广泛用于评估颈动脉狭窄严重性,主要基于多项随机临床试验的结果,这些试验证明在常规血管造影评估下管腔狭窄 ≥ 70% 的患者中,与单纯药物治疗相比,颈动脉内膜切除术后缺血性卒中风险降低。然而,≥ 70% 的颈动脉狭窄仅出现在不到 10% 的患者中,而 < 70% 的颈动脉狭窄在一般人群中非常常见(64 岁以上男性 70%、女性 60%)。在 < 70% 颈动脉狭窄的患者中,高分辨率管腔成像无法提供对相关卒中风险的任何洞察,因为血管造影只能在斑块占据管壁面积 > 40% 时才能检出动脉粥样硬化。常规血管造影上的管腔狭窄只是颈动脉粥样硬化过程的间接测量,因为病变发生在血管壁而非管腔。事实上,管腔狭窄开始仅在 > 40% 管壁被斑块占据时,因此血管造影无法在早期阶段检出动脉粥样硬化。然而,导致卒中的斑块并发症可发生在动脉粥样硬化的早期阶段,这种现象在冠状动脉中也有描述(相当比例的急性心肌梗死发生于正常或亚临界狭窄的冠状动脉斑块破裂)。因此,需要管腔狭窄以外的参数来更可靠地预测卒中风险,尤其是在 < 70% 狭窄的患者中。斑块形态学和组成已被建议作为管腔狭窄测量的补充,以评估颈动脉粥样硬化性疾病,从而产生了"易损斑块"的概念。已提出多种颈动脉斑块形态学特征作为"易损斑块"的潜在标志,可能与卒中风险增加相关,其中研究最多的是颈总动脉(CCA)内膜-中层厚度;栓塞现象也被报道与纤维帽变薄和随后的溃疡相关,纤维帽位于动脉粥样硬化斑块表面,其溃疡导致斑块内坏死脂质碎屑释放到母血管,尤其在斑块脂质含量高的情况下;相反,颈动脉斑块钙化似乎具有保护作用。颈动脉粥样硬化斑块的无创体内成像对于临床决策和治疗具有相当大的前景,这种成像传统上通过超声实现,近来也通过磁共振成像实现。

最近,使用组织学作为金标准,现代多排各向同性分辨率 CTA 评估颈动脉动脉粥样硬化斑块的组织学组成(包括非钙化组分)和特征的能力得到证明。在该研究中,CTA 和组织学对颈动脉斑块分类的一致性为 72.6%,对钙化达到完全一致,对大脂质核心与组织学具有良好相关性。CTA 在检测溃疡和测量纤维帽厚度方面也准确。利用上述标准化的计算机化 CTA 评估,Wintermark 等进行了一项回顾性横断面研究,以识别与缺血性卒中发生显著相关的颈动脉动脉粥样硬化斑块 CT 特征。该研究揭示,少数颈动脉壁 CT 特征与急性颈动脉卒中显著相关:具体而言,急性颈动脉卒中风险增加与管壁体积增大、纤维帽变薄、脂质簇数量增加以及脂质簇更接近管腔相关;钙化簇数量是一个保护因素。该初步研究存在若干局限性:设计为横断面且仅涉及少数患者;作者结论是其结果需在大型队列研究中确认。在随后一项涉及大样本患者的回顾性队列研究中,识别了 14 例在基线颈部 CTA 与后续脑部随访成像之间发生新的颈动脉缺血性卒中的患者;确定了三个可预测这 14 例中 10 例颈动脉缺血性卒中的危险因素,包括两个临床危险因素(年龄 ≥ 75 岁和降压治疗)以及一个颈动脉动脉粥样硬化疾病的 CT 特征——最大颈动脉壁厚度 > 4 mm。这一新规则似乎简单易记,便于临床应用。

10.5 结论（Conclusion）

更好地理解颈动脉斑块组分在预测缺血性卒中的作用,对于设计未来颈动脉狭窄治疗试验非常重要。十年前的研究证明在特定人群中内膜切除术相对于药物治疗具有明确优势,然而这些研究是在已被证明能降低血管病患者卒中风险的药物治疗(如氯吡格雷、缓释双嘧达莫、阿司匹林、他汀类药物以及更积极的血压控制)被广泛使用之前进行的。随着过去几年间既改进了药物治疗又发展了创伤更小的经皮支架置入术,同样的问题必须再次加以探讨。如果作者的假设被证明正确,这些结果将提供一种相关的、标准化的和经过验证的、使用常规成像技术解读颈动脉壁所见的方法,可在未来试验中用于监测颈动脉壁组分,既可筛选患者进行治疗,又可确定药物治疗是否有效地改变了动脉粥样斑块的大小和组分。

本章个人批注

本章把 CTA 的"临床工作流"问题(协议、对比剂、计时)与"作为斑块成像工具的可行性"问题(管壁组分表征、卒中预测)区分得比较清楚,这一点是阅读时对我最有价值的。临床一侧的关键决定其实是"哪种管腔狭窄程度能预测手术获益"——这要回溯到 NASCET/ECST 这些用 DSA 测量的老试验,所以所有后续的"CTA 与 DSA 等效"的研究本质上是在用新工具复现老工具的决策阈值。一旦阈值确立,工具的物理原理就退居次要,这也是为什么本章花了相当篇幅谈 NASCET 测量法和它的变体。管壁特征化一侧则讲的是另一条故事线:DSA/CTA 的"管腔视角"是间接的,真正导致卒中的事件(纤维帽破裂、脂质核暴露)发生在管壁里,需要直接看管壁。这条故事线和 ch9 是直接对应的——ch9 的"易损斑块"概念在这里以 Wintermark 等的工作落到 CTA 上。本章在结论中提醒读者,二十年前的手术获益数据是建立在今天的标准化药物治疗(他汀、双抗)之前的,这其实是一个隐含的批判:现在再做内膜切除术 vs 药物的头对头试验,获益幅度可能比 NASCET 当时看到的小得多,但本章没有展开,这部分我希望在阅读时保持一个开放问题——即在当代药物治疗背景下,NASCET 70% 阈值是否仍是最优的手术指征。

与上下章的衔接（一段话）

本章位于 ch9(MRI 易损斑块)和 ch11(颈动脉定量 CT)之间,在主题上是"管腔 vs 管壁"二元论从 MRI 转向 CT 的过渡。ch9 已经确立"管腔狭窄作为唯一风险分层指标不够"这一观点,并以 MRI 详述了易损斑块的特征化能力;本章则在 CTA 侧重复了同样的论证——先讲 CTA 如何精确测量管腔(NASCET 等效性),再讲 CTA 同样能对管壁做组织学-影像学对应的组分评估(钙化、脂质核心、溃疡、纤维帽厚度),并以 Wintermark 的两个研究(横断面 + 队列)把"管壁 CT 特征 → 急性卒中"这一因果链在 CTA 上钉死。ch11 将从"管壁特征化"再退一步,聚焦于颈动脉定量 CT 这一更窄、更技术化的子主题(可能涉及密度测量、成分分数、自动分割),所以 ch10 是承上启下的一章——上承 MRI 易损斑块的概念,下启 CTA 量化分析的方法论。