慢性腎病病人冠狀動脈鈣化影像檢查研究進展

殷常青 張龍江 朱海濤， 王冬青*

慢性腎臟疾?。╟hronic kidney disease，CKD）的發(fā)病率及病死率很高，約45%的CKD 病人在透析或腎移植之前就存在心血管事件[1]。冠狀動脈鈣化（coronary artery calcification,CAC）是CKD 病人未來發(fā)生心血管事件的非傳統(tǒng)危險因素，對CKD 病人未來心血管事件發(fā)生的預測準確性較高[2-3]。因此，定性和定量分析冠狀動脈鈣化對于CKD 病人未來心血管事件危險性分層具有重要意義。本文就影像檢查手段在CKD 病人冠狀動脈鈣化定性定量檢測中的價值及其局限性進行綜述。

1 CKD 病人的CAC 發(fā)病機制及危險因素

CKD 病人的CAC 形成是一個程序化、多因素調(diào)控的主動過程。CKD 病人CAC 發(fā)生發(fā)展的危險因素可以分為傳統(tǒng)因素及非傳統(tǒng)因素[4-6]。傳統(tǒng)因素包括年齡、性別、高血壓、糖尿病、血脂異常（高/低密度脂蛋白）、吸煙史及家族史等。研究[7-8]發(fā)現(xiàn)年齡、性別、高血壓、糖尿病、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、尿蛋白、甲狀旁腺激素、血脂異常和吸煙是CKD 病人CAC發(fā)生發(fā)展的獨立危險因素。非傳統(tǒng)因素包括血鈣、血磷、腎小球濾過率（glomerular filtration rate，GFR）等。Bundy 等[9]基于1 123 例CKD 病人的縱向研究證明了估計腎小球濾過率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）的下降是CKD 病人CAC 進展的獨立相關(guān)因素。低水平eGFR 是未透析的CKD 病人CAC 的發(fā)生和發(fā)展的獨立危險因素[10]。鈣磷代謝異常是CKD 病人冠狀動脈中膜發(fā)生鈣化及其嚴重程度的危險因素[11]。有研究發(fā)現(xiàn)成纖維生長因子-23（fibroblast growth factor 23,FGF-23）是CKD 透析病人CAC 的重要啟動因子[12-13]；心臟瓣膜鈣化、總甲狀旁腺激素（parathyroid hormone, PTH）水平、骨質(zhì)疏松的程度與透析病人CAC 的發(fā)生發(fā)展存在顯著正相關(guān)[16-17]；胎球蛋白A（fetuin-A）、基質(zhì)Gla 蛋白（matrix Gla protein,MGP）是CKD 病人CAC 的抑制因子[14-15]?；贑KD 病人基因組學的研究[18]發(fā)現(xiàn)chr9p21、COL4A1、ATP2B1、ABCA4 等基因與CAC 發(fā)生和進展具有高度的相關(guān)性。生活習慣和行為對CKD 病人CAC 的發(fā)生和發(fā)展也可有重要影響[19-20]，但這一結(jié)論仍需要大樣本的隊列隨訪數(shù)據(jù)進一步論證。

2 CKD 病人CAC 影像檢查

多層CT（multi-slice CT，MSCT）、血管內(nèi)超聲（intravenous ultrasound，IVUS）、光學相干斷層掃描（optical coherence tomography，OCT）、冠狀動脈造影（coronary artery angiography，CAG） 等技術(shù)是當前CKD 病人CAC 定性及定量檢測的主要手段。

2.1 MSCT 文獻[21]報道MSCT 檢測CAC 的敏感度、特異度、準確度分別為88%、52%、76%。MSCT在檢測CKD 病人CAC 方面具有以下特點及優(yōu)勢：信噪比高；鈣化檢出率高，尤其是微小鈣化的檢出；結(jié)合前瞻性或回顧性心電門控技術(shù)，鈣化定量分析重復性好；對鈣化栓塞的顯示敏感性高[22]。常用于CKD病人CAC 的MSCT 檢查方式包括心電門控和常規(guī)胸部掃描。心電門控掃描方案對CAC 的定性及定量分析準確，但存在輻射劑量較大的缺陷。常規(guī)胸部掃描方案可以有效地降低輻射劑量，但定性定量分析的準確性仍存在爭議[23-24]。

CKD 病人基于MSCT 影像的CAC 定量分析主要有2 種模型：一是將CAC 的CT 值分為4 個等級，以90 HU 為閾值，每增加100 HU，鈣化嚴重程度增加一個等級；二是基于Broderick 公式F=（D/100）-0.5（D 為鈣化灶CT 值，F(xiàn) 為加權(quán)因子）計算CAC 積分值[22]。隨著CAC 積分值的增加，CKD 病人的心血管事件的發(fā)生率明顯增加[25]。CAC 嚴重程度是CKD病人心血管事件的獨立預測因素。研究[26]顯示對于eGFR＜90 mL/（min·1.73 m2）的CKD 病人，當CAC積分＞100 時，發(fā)生心血管事件死亡或者急性心肌梗死的概率是CAC 積分≤100 的4 倍。也有研究[27-30]表明基于MSCT 平掃影像獲得的CAC 積分值在預測CKD 病人心血管事件特異性和準確性存在一定的變異度；將MSCT 血管成像與CAC 積分值相結(jié)合，可以更好地評估血管阻塞嚴重程度并預測CKD病人心血管事件的發(fā)生風險。MSCT 血管成像由于具有輻射劑量且容易發(fā)生對比劑腎損害，一直是CKD 病人的使用“禁區(qū)”。研究[29]顯示70 kV 與30 mL 對比劑的條件下行冠狀動脈CT 血管成像，可以在滿足影像質(zhì)量的前提下將輻射劑量降低至0.2 mSv，并能最大程度地防止腎臟損傷。Tao 等[30]基于701 例腎病綜合征病人的研究證明，靜脈注射CT對比劑并不會引發(fā)腎病綜合征病人急性腎功能損傷的危險。

綜上所述，MSCT 平掃和血管成像在CKD 病人CAC 定性和定量檢測中具有非常重要的臨床價值。高密度偽影、線束硬化偽影、部分容積效應、呼吸運動偽影、部分容積效應等因素會影響MSCT 影像質(zhì)量，進而降低CAC 定性及定量計算的準確性。如何通過改善掃描技術(shù)，有效地克服以上的不足是未來MSCT 平掃和血管成像在CKD 病人CAC 定性和定量檢測中的主要研究方向。

2.2 IVUS IVUS 能夠精確地顯示CKD 病人冠狀動脈血管管腔形態(tài)和管壁結(jié)構(gòu)，評估斑塊成分，是診斷CKD 冠狀動脈粥樣鈣化定性檢測的金標準。血管鈣化的超聲影像特征是回聲密集（高回聲）伴陰影。射頻血管內(nèi)超聲（radiofrequency intravenous ultrasound，RF-IVUS）技術(shù)相比于血管內(nèi)超聲，具有敏感性、特異性和預測準確性高的特點。在IVUS中，可以依據(jù)弧度（以度為單位，用圓心的量角器測量）和長度（使用電動變速器回縮）實現(xiàn)CAC 的定量評估，敏感度為86.7%，特異度為93.3%，預測準確度為92.3%[31]。IVUS 在CKD 病人的CAC 定性和定量檢測中存在一定的局限性：①只能在二維平面內(nèi)測量鈣化值，不能評估病變累計長度，因此無法確定總的鈣化值；②CAC 嚴重的CKD 病人是IVUS 檢查的禁忌；③IVUS 屬于有創(chuàng)檢查，可以引起一系列并發(fā)癥，如動脈夾層、支架貼壁不良、支架斷裂等；④檢查費用昂貴，目前尚難以臨床推廣應用[21]。

2.3 OCT OCT 上可見CKD 病人的CAC 表現(xiàn)為一個信號不均勻或信號缺失區(qū)域，可同時清晰描繪病變的前緣、后緣和（或）側(cè)緣。與IVUS 不同，OCT可以對CKD 病人的CAC 的組成成分進行有效檢測，如可以區(qū)分鈣化與纖維組織、脂質(zhì)或壞死成分，是實現(xiàn)鈣化定性檢測的主要手段。OCT 可以測量CKD 病人CAC 的厚度、面積和體積，實現(xiàn)定量檢測。OCT 對CKD 病人CAC 病變檢測準確性較高（敏感度為96%，特異度為97%），同時能夠?qū)Σ∽兊姆植紖^(qū)域、鈣化面積及體積等指標進行定量分析和評價[32]。研究[32]發(fā)現(xiàn)OCT 可以利用CKD 病人冠狀動脈斑塊中非罪犯病變特征來計算斑塊的脂質(zhì)指數(shù)、鈣及膽固醇結(jié)晶含量，預測斑塊破裂風險。目前，OCT在CKD 病人冠狀動脈斑塊鈣化檢測中仍存在以下局限性：①僅能實現(xiàn)血管壁外層的成像，鈣化顯示效果欠佳。②評價CAC 嚴重程度的能力和價值有限，尤其是存在血流減慢或者閉塞的病人，鈣化定量評估的準確性將受到嚴重影響。③在左主干、前降支、回旋支、右冠狀動脈開口或極度迂曲的血管壁上發(fā)生的鈣化，阻斷球囊通過，不適合行OCT 檢查。CKD 病人的CAC 發(fā)生范圍較為廣泛，因此OCT在CKD 病人中的應用具有一定的局限性[32]。

2.4 CAG IVUS 與OCT 是CAC 檢測的金標準。與IVUS 或OCT 相比，CAG 敏感性為低至中等，但其具有相對較高的陽性預測價值[31]。

3 小結(jié)與展望

綜上所述，與IVUS、OCT 和冠狀動脈造影相比，MSCT 仍是目前CKD 病人CAC 定性和定量檢測的主要手段。目前人工智能能否基于常規(guī)胸部掃描影像實現(xiàn)CKD 病人CAC 定性和定量評估，值得進一步深入研究。如何將多種低劑量CT 掃描方式相結(jié)合，從而降低CAC 檢查的輻射劑量，并可準確、可重復地測量CAC 積分，仍需要大量臨床研究來驗證[33]。隨著基于CT 影像衍生的無創(chuàng)性冠狀動脈血流儲備分數(shù)（fractional flow reserve-CT，F(xiàn)FRCT）的應用普及，F(xiàn)FRCT可以獲得CKD 病人冠狀動脈的功能學信息，聯(lián)合冠狀動脈鈣化定量分析，對于預測CKD 病人的心血管事件具有重要臨床價值。

目前，MSCT 是臨床檢查CAC 的主要手段，改善其在檢測CAC 時存在的劑量、準確性以及可重復性等問題，是將來研究所需要關(guān)注的重點內(nèi)容。同時，由于MSCT 區(qū)分內(nèi)膜鈣化和中膜鈣化存在局限性，如何結(jié)合多種檢查手段有效區(qū)分CKD 病人內(nèi)膜與中膜鈣化，對于改善和預防心血管疾病具有重要意義。