CT评价主动脉弹性与冠状动脉钙化的相关性

李燕花，訾 媛，宫凤玲，于 鹏，陈伟彬，张惠英，马春梅，徐永平

(1.华北理工大学附属医院CT室，3.核医学科，4.放射科，河北 唐山 063000；2.华北理工大学研究生学院，河北 唐山 063210)

CT评价主动脉弹性与冠状动脉钙化的相关性

李燕花1,2，訾 媛1,2，宫凤玲1*，于 鹏3，陈伟彬1，张惠英1，马春梅1，徐永平4

(1.华北理工大学附属医院CT室，3.核医学科，4.放射科，河北 唐山 063000；2.华北理工大学研究生学院，河北 唐山 063210)

目的 采用CT探讨主动脉弹性与冠状动脉钙化的相关性。方法 搜集我院拟诊为冠心病并接受冠状动脉CTA检查病例，将图像质量能满足主动脉弹性测量的111例患者纳为研究对象，分为钙化阴性组(n=43)和钙化阳性组 (n=68)，根据钙化积分值将钙化阳性组分为轻度、中度、重度钙化3组。将原始数据每隔5%R-R间期进行全时相自动离线重建，测量各R-R间期主动脉横截面积及直径，计算评价主动脉弹性的4个参考指标：直径变化率(%A0)、动脉可扩张度(A0D)、动脉顺应性(A0C)及动脉僵硬度(A0SI)。分析主动脉弹性与冠状动脉钙化的关系。结果 钙化阳性组的%A0、A0D、A0C小于钙化阴性组，而A0SI大于钙化阴性组(P均<0.05)。钙化阳性组中轻度、中度、重度钙化3组间主动脉弹性差异无统计学意义(P均>0.05)。冠状动脉钙化积分与%A0、A0D、A0C呈负相关，与A0SI呈正相关。结论 主动脉弹性与冠状动脉钙化积分有相关性，两者联合应用可以为早期诊断冠心病提供依据。

体层摄影术，X线计算机；冠状动脉疾病；主动脉弹性；冠状动脉钙化

主动脉弹性是指单位压力作用下血管腔的直径、横截面积或体积的变化，是评价亚临床血管病变的敏感指标[1]，与冠状动脉粥样硬化程度及心血管事件的发生率密切相关[2-3]。冠状动脉钙化(coronary artery calcium， CAC)是冠心病的特异性标志[4]，是粥样斑块发展到一定时期形成的病变。有研究[5-6]表明，CAC和主动脉弹性可用于评价冠状动脉硬化程度，而其相关性研究少见。本研究采用256层螺旋CT心电门控技术一站式评价升主动脉弹性与CAC的关系，旨在为临床早期诊断冠心病提供依据。

1 资料与方法

1.1一般资料 收集2015年9月—2016年8月在我院拟诊为冠心病而接受冠状动脉CTA检查的病例。纳入标准：顺利完成冠状动脉CTA检查，图像质量能满足升主动脉弹性的测量。剔除标准：严重心律不齐、有经皮冠状动脉介入治疗手术史、主动脉瘤或夹层、急性心肌梗死、严重主动脉狭窄等疾病。共111例患者纳为研究对象，其中男39例、女72例，年龄26～83岁，平均(59.2±10.2)岁。根据患者冠状动脉有无钙化分为钙化阴性组(n=43)和钙化阳性组(n=68)，根据冠状动脉钙化积分(calcium scoring， CS)，将钙化阳性组分为轻度钙化组(0

1.2仪器与方法 CT扫描前测量患者坐位肱动脉收缩压及舒张压，测量2次，取平均值。采用Philips iCT 256层螺旋CT进行冠状动脉钙化积分扫描，扫描参数：机架旋转速度0.33 s，管电压120 kV，管电流400 mAs，准直器及探测器宽度0.625 mm×96，层厚0.9 mm，间距0.9 mm，螺距0.2。然后行回顾性心电门控扫描，扫描参数：机架旋转速度0.27 s，管电压120～140 kV，管电流800～1 000 mAs，准直器及探测器宽度0.625 mm×128，层厚0.9 mm，间距0.45 mm，螺距0.16，矩阵512×512。扫描范围均为气管隆突下至心脏膈面。通过肘前静脉留置针先注射20 ml生理盐水，流速4～5 ml/s，随后以同样流速注射对比剂碘普罗胺(370 mgI/ml)，注射完毕后追加20 ml生理盐水。监控ROI放置于降主动脉，CT值达到80 HU时自动触发扫描[7]。扫描结束后将所有原始图像数据传输至EBW后处理工作站进行图像后处理，运用自动分析软件分析并记录钙化积分。

1.3升主动脉弹性测量与评估 将原始数据每隔5%R-R间期进行全时相自动离线重建，共得到20个时相的数据。采用AVA(Artery Vessel Analysis)软件，沿着血管走形方向选中血管起点与终点，自动生成经过血管中心的曲线(图1A)，并计算垂直于该曲线的任意血管的横截面面积。为保证测量层面的一致性，以主动脉窦结合部为参考层面(图1A)，取其上方25 mm(约右肺动脉干水平)升主动脉层面为ROI层面(图1B)，软件自动勾画出升主动脉轮廓，并计算ROI层面横截面面积和直径。

采用ROI层面的直径变化率(%A0)、动脉可扩张度(A0D)、动脉顺应性(A0C)及动脉僵硬度(A0SI)评价主动脉弹性[8-10]。其计算公式为：%A0=100×(Ds-Dd)/Dd，A0D=[(Ss-Sd)/Sd]/dP，A0C=(Ss-Sd)/dP，A0SI=ln(Ps/Pd)/[(Ds-Dd)/Dd]，其中Ds、Dd为1个心动周期中升主动脉ROI层面最大及最小直径，Ss、Sd为最大及最小面积，Ps、Pd为外周收缩压及舒张压，dP为脉压差，ln为自然对数。

2 结果

钙化阳性组患者年龄、体质量指数、脉压、高血压及糖尿病患者比例高于钙化阴性组，差异有统计学意义(P均<0.05)。2组间性别组成、心率、高血脂比例差异无统计学意义(P均>0.05)，见表1。钙化阳性组的%A0、A0D、A0C小于钙化阴性组，A0SI大于钙化阴性组(P均<0.05)，见表2。钙化阳性组中轻、中、重3组间主动脉弹性各个指标差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表3。

相关性分析显示钙化积分与%A0、A0D、A0C呈负相关(%A0：r=-0.338，P<0.001；A0D：r=-0.259，P=0.006；A0C：r=-0.229，P=0.016)，钙化积分与A0SI呈正相关(r=0.293，P=0.002)。

表1 钙化阴性组与钙化阳性组临床资料比较

表2 钙化阴性组与钙化阳性组主动脉弹性指标比较±s)

表3 钙化阳性组中轻度、中度、重度钙化组间主动脉弹性指标比较±s)

图1 主动脉弹性测量方法 A.沿血管中心曲线生成垂直于该曲线的管腔横截面，选取主动脉窦结合部为参考层面(黑箭)； B.取参考层面上方25 mm(约右肺动脉干水平)升主动脉层面为ROI层面，软件自动勾勒出主动脉轮廓并得出主动脉横截面面积

3 讨论

主动脉是心脏血液射出的第一通道，在一定程度上反映了血管壁内皮细胞的功能变化，主动脉弹性的降低是早期血管损害的标志[11]，其主要原因是动脉硬化，包括管壁增厚、管壁钙化、胶原增生、弹力纤维减少或断裂。冠状动脉粥样硬化性钙化发生于动脉内膜，主要由动脉粥样斑块进展而来[12]，检测冠状动脉钙化并做定量分析，能在一定范围提示动脉硬化程度[6]。内皮细胞损伤是冠状动脉粥样斑块发生的始动环节，研究[13]表明，钙化积分越高，发生冠心病的可能性越大。理论研究表明动脉钙化与动脉弹性下降发生发展机制有相似之处，钙化会导致动脉弹性下降。

目前，动脉弹性评价依赖于特定仪器及相应影像学方法。超声技术最先用于评价血管弹性，但以浅表动脉为主，且受操作者影响较大，重复性及一致性均较差。MRI软组织分辨力高，在心脏功能评价方面得到应用，徐磊等[14]研究证实，MR弹性成像评价主动脉壁硬度具有可行性，但限制因素较多，临床未能普及。MDCT空间分辨率和时间分辨率高，且简便易行，已广泛应用于临床冠状动脉钙化积分的测量及冠状动脉成像。本研究运用回顾性心电门控技术检查心脏的同时，可测量并计算出主动脉弹性的4个参考指标值，无需重复扫描，从而实现对钙化积分与主动脉弹性的一站式评价。

本研究结果显示，钙化阳性组患者年龄、体质量指数、脉压、高血压、糖尿病、高血脂比例均高于钙化阴性组，差异有统计学意义(P均<0.05)，提示冠状动脉钙化与年龄、高血压及糖尿病等冠心病危险因素有关，这与张剑等[15]研究结果相符。钙化阳性组主动脉弹性指标%A0、A0D、A0C均小于钙化阴性组，而A0SI大于钙化阴性组，差异有统计学意义(P均<0.05)。但钙化阳性组中轻度、中度、重度组组间主动脉弹性指标均无统计学意义(P均>0.05)，笔者推测原因可能是：①冠心病发展过程中，动脉弹性变化较为敏感，冠状动脉钙化斑块尚未形成，主动脉弹性已经下降至最低值，而动脉粥样硬化发展到一定时期才出现钙化，因此钙化患者的病程较长，动脉弹性结构已经出现不可逆的严重损伤；②钙化阳性各组研究样本例数不足也可能对结果产生一定影响；③钙化阳性根据钙化积分值大小分为轻、中、重3组，可能分组时采用的钙化积分值未能够为分析钙化严重程度与主动脉弹性的相关性提供很好的切入点，导致组间差异不明显。

本研究相关分析显示，冠状动脉钙化积分与%A0、A0D、A0C呈负相关，与A0SI呈正相关，说明随着钙化积分的增加，A0SI亦增加，而%A0、A0D、A0C减小，动脉弹性逐渐下降，但两者并非同步发生。王振威等[16]研究亦证实冠状动脉出现钙化、混合斑块者，主动脉弹性减低，出现非钙化斑块者主动脉弹性无明显变化。相关研究[17]表明，主动脉弹性不仅与年龄、性别相关，与冠心病的多种危险因素如高血压、高血脂、糖尿病亦相关。

综上所述，256层螺旋CT显示冠状动脉积分与主动脉弹性具有相关性，两者相结合有助于亚临床冠心病的检出及临床及时干预。

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Correlation between aortic elasticity and coronary artery calcification evaluated by CT

LIYanhua1,2,ZIYuan1,2,GONGFengling1*,YUPeng3,CHENWeibin1,ZHANGHuiying1,MAChunmei1,XUYongping4

(1.CTDivision, 3.DepartmentofNuclearMedicine, 4.DepartmentofRadiology,NorthChinaUniversityofScienceandTechnologyAffiliatedHospital,Tangshan063000,China; 2.FacultyofGraduateStudents，NorthChinaUniversityofScienceandTechnology，Tangshan063210,China)

Objective To discuss the correlation between aortic elasticity and coronary artery calcification by CT. Methods Totally 111 patients who were diagnosed of coronary artery disease underwent coronary artery CTA. The images were qualified for aortic elasticity measurement. All patients were divided into calcification negative group (n=43) and calcification positive group (n=68).The calcification positive group was further divided into light, medium, and serious groups according to their calcification scores. The ascending aortic images were reconstructed every 5% R-R intervals. The cross-sectional areas and diameters of aortic in each R-R interval were measured automatically, then diameter variation rate (%A0), aortic distensibility (A0D), aortic compliance (A0C) and aortic stiffness (A0SI) were calculated to evaluate aortic elasticity. Correlation between aortic elasticity and coronary artery calcification were analyzed. Results %A0,A0D, A0C were lower and A0SI was higher in calcification positive group than those in calcification negative group (allP<0.05). There was no significant differences in the four reference indexes of aortic elasticity among light, medium, and serious groups in calcification positive group (allP>0.05). Correlation analysis demonstrated negative correlations between %A0, A0D, A0C and calcification scores, and a positive correlation between A0SI and calcification scores. Conclusion Aortic elasticity is correlated with coronary artery calcification, and the combination of them will be beneficial for the early diagnosis of coronary heart disease.

Tomography, X-ray computed; Coronary disease; Aortic elasticity; Coronary artery calcification

李燕花(1991—)，女，江西抚州人，在读硕士。研究方向：心血管影像学。E-mail: leeyanhua0105@163.com

宫凤玲，华北理工大学附属医院CT室，063000。E-mail: gongfengl@163.com

2016-11-30

2017-02-18

R543; R814.42

A

1003-3289(2017)06-0880-04

10.13929/j.1003-3289.201611152