冠状动脉钙化评分研究进展

任 靓，戴厚永

（1 南通大学医学院，江苏 226001；2 南通大学附属医院肾脏内科）

心血管疾病（cardiovascular disease,CVD）是终末期肾病（end-stage renal disease,ESRD）,尤其是维持性血液透析（maintenance hemodialysis,MHD）患者的主要并发症及死亡原因,而血管钙化尤其是冠状动脉钙化（coronary artery calcification,CAC）是ESRD 患者CVD 的重要表现,发生率80%～90%,严重影响患者预后[1]。早期识别CAC 并进行有效防治,对改善患者预后具有重要意义。

1 CAC 评分

当前有很多检测CAC 的方法,包括冠状动脉造影、血管内超声检查、光学相干断层扫描、低剂量胸部CT 等[2],而建立在胸部CT 基础上的CAC 评分凭借其无创、可重复、可靠等优势成为目前临床上最常用的风险预测工具[3]。包括电子束CT（EBCT）、多层螺旋CT（MSCT）在内的各种CT 扫描仪评估CAC 均具有高度可靠性和可重复性[4],重复检查可显示CAC动态过程。

CAC 评分能可靠预测ESRD 患者心血管事件风险。OBISESAN 等[5]研究发现,较高的CAC 评分与较高的CVD 发病风险密切相关,CAC 评分每增加1倍,CVD 发病风险增加14%,当CAC 评分大于300分,未来10 年心血管事件发生率达13.1%～25.6%[6]。KIM等[7]对ESRD 患者研究发现,CAC 评分的对数增加1个标准差,患者心血管疾病风险增加40%。此外,EBCT 测量的CAC 评分能成功预测ESRD 患者心血管死亡率。CHAIKRIANGKRAI 等[8]一项大规模长期流行病学研究显示,在慢性肾脏病（chronic kidney disease,CKD）和非CKD 无症状患者中,CAC 评分对心血管事件的预测价值优于踝臂指数和颈动脉内膜中层厚度,也优于Framingham 风险评分。在对ESRD患者进行10 年的队列前瞻性研究发现,重度钙化组（CAC 评分≥400 分）和低钙化组（CAC 评分＜400分）CVD 死亡率分别为35%和6%[1]。因此CAC 评分可作为预测ESRD 患者CVD 死亡风险的工具。一项前瞻性多种族队列研究纳入6 814 例45～84 岁参与者,基线时均无CVD 临床表现,CAC 评分为0 者10年CVD 事件发生率几乎全部低于5%,而CAC＞100分者10 年CVD 事件发生率高于7.5%[6],这可能为预防性治疗提供有价值切入点。对10 377 例无症状CVD 患者生存曲线分析发现,CAC 评分＞400 分患者3 年死亡率为5%,外推到10 年死亡率增至17%;CAC 评分＞1 000 分患者3 年死亡率为9.5%,外推10 年风险增至32%[9]。可见CAC 评分是一种可靠、可重复预测心血管事件发生风险的方法,对ESRD 患者的预后预测提供重要参考。

2 钙化评分技术

2.1 Agatston评分（AS） AS 最早由Agatston 等于1990 年提出[10],至今仍是量化CAC 的标准方法,也是临床上最常用的CAC 评分技术[11]。AS 方法简单,计算简便,容易编程到成像软件中,数十年来的临床实践支持其对临床风险的预测价值。AS 评分由CAC总面积和最大密度计算得出。一般将钙化CT 衰减阈值设置为130 Hu,将面积1 mm2以上的连续体积元素才算作钙化病变。单个钙化病变得分=病变面积×密度加权因子（DWF）。DWF 根据钙化病变最大CT 衰减阈值得出（130～199 Hu,DWF 为1;200～299 Hu为2;300～399 Hu 为3;≥400 Hu 为4）。将冠状动脉中所有病变的得分相加为AS 总分。

AS 也存在一些局限性。（1）与体积评分、质量评分相比,AS 各扫描层间变异较大,影响结果分析[12]。（2）AS 分值由计算而来,与钙化的“真值”有差异。（3）由于依赖于病变最大CT 衰减阈值,图像噪声和运动引起的微小变化对结果有较大影响。（4）由于最大Hu 低于阈值以及面积不到1 mm2的体素不被计数,加上相对较大的切片厚度,导致较小面积和较低密度的钙化病变被低估或遗漏[13]。（5）通过AS 计算得出的CAC 评分受钙化密度的影响很大,将高密度钙化灶作为心血管事件的危险因素。CAC 评分越高,代表有更大的CAC 面积和更多的冠状动脉外的钙化部位,CVD、癌症和全因死亡率的风险更高[14]。但有研究表明,在普通人群中更致密的冠状动脉钙化意味斑块更稳定,不容易破裂[11],对心血管事件具有保护作用,可能有更好的预后。血液透析治疗的ESRD 患者CAC 密度与死亡率呈反J 型关系,中等CAC 密度与最高死亡率和CVD 危险因素相关[15]。因此,增加密度对CAC 评分加权的标准AS 方法需要根据目标人群、疾病状态等不同情况进一步分类,从而更好预测CVD 风险。（6）AS 对不同冠状动脉节段钙化的权重相等,不能反映CAC 在血管不同区域的分布。与局灶性钙化相比,弥漫性CAC 越重,发生重大心血管事件的长期风险越高。

2.2 体积评分（VS） 1998 年开始有人使用电子束CT 体积评分研究冠状动脉疾病[16],其扫描参数与AS相同。VS 并不完全依赖于病变密度,而是估计钙化斑块真正体积。将超过衰减阈值（＞130 Hu）的体积记为钙化病变,钙化病变面积乘以CT 扫描的层厚即为该钙化病变的VS,所有钙化病灶VS 之和是总VS,与钙化区域分布无关。

与AS 相比,VS 不依赖于病变最大Hu,也不涉及加权因子,可重复性更好。此外,VS 扫描间可变性（9%～16%）小于AS（15%～22%）[17],更适合于对CAC的进展进行量化。再者,VS 评分不考虑钙化密度,消除了AS 提出的“与低密度钙化斑块相比,高密度CAC 与CVD 有更显著相关性”这一隐含假设。和AS一样,VS 依赖于识别钙化的CT 衰减阈值,并不代表钙化的真实体积。任何低于衰减阈值的低密度钙化（微钙化）不包括在体积分数中。因此,VS 受部分体积效应的影响,可能高估或低估钙化的真实体积。目前VS 在临床上的应用并不广泛。

2.3 质量评分（MS） MS 在定量CAC 方面具有更高的准确度和重现性[18],被认为是更好的测量方法。AS 和VS 均不能测量CAC 的真实“质量”,而MS 通过扫描不同密度的标准模体,计算出冠脉钙化病变中钙质量的绝对值[14]。由单个病变的校准因子[19]、体积和平均值Hu 的乘积得出质量分数。总MS 为所有单个病变MS 之和,不考虑钙化灶在冠脉内的区域分布。

MS 提供了钙化的真正定量测量,同时还考虑每个病变的平均Hu,而不是最大Hu。与AS 和VS 相比,MS 测量更准确,变量更少,重复性更好。在一项研究中,AS、VS 和MS 平均扫描间可变性分别为20.4%、13.9%和9.3%[14]。但MS 也未考虑不同冠脉钙化区域的临床价值,还未广泛应用于科学研究和临床实践。

3 总结与展望

在改进CAC 评分时,必须考虑冠脉钙化与机体其他部位钙化的相关性,如腹主动脉钙化、主动脉瓣钙化等[20]。还要考虑CAC 的分布模式,即弥漫性与集中性,与单支血管CAC 相比,多支血管CAC 的死亡率更高[21]。同时还需要通过降低管电压、管电流进一步减少CT 扫描辐射量,但不能降低检测效率。任何新的CAC 评分都需要具有可重复性,能相对容易和快速解释,并适应自动化算法[13]。

研究表明,CAC 评分未来可用于死因竞争风险估计。CAC 评分升高与某些非心血管疾病风险增加相关,包括癌症、CKD 和慢性阻塞性肺疾病[22-23]。因此,可以认为CAC 评分是反映个人一生暴露于心血管事件和非心血管事件风险因素的总和。另外,有研究发现CAC 评分可代表“血管动脉年龄”,更多地与动脉粥样硬化负担对应,而不是患者的实际年龄[5]。例如,一位存在几种心血管风险因素的55 岁男子,CAC 评分提示其冠状动脉与70 岁健康男子的冠状动脉一样老化[24]。动脉粥样硬化多民族研究显示,根据CAC 计算的血管年龄较实际年龄更能预测冠心病风险[25],这一结论可能有助于患者对风险估计的理解,改变生活方式和遵守治疗建议[26]。

综上所述,对CAC 测量已有各种评分技术,其中AS 应用最广泛。CAC 评分在CVD 风险预测中具有非常重要价值。CAC 评分策略应综合考虑总斑块负荷、钙化斑块分布,识别高风险斑块和长期风险,更充分评估钙化斑块活动性与严重程度。临床医生和放射科医生应加强合作,合理应用CAC 评分,制定治疗策略,改善患者预后。