心包脂肪組織體積與冠狀動脈CT血管造影管腔狹窄程度的相關(guān)性研究

董 莘 時文偉 秦 崇 敖國昆

①解放軍第309醫(yī)院放射科 北京 100091

心包脂肪組織(pericardial adipose tissue，PAT)指心外膜至纖維心包間脂肪組織(心包內(nèi)脂肪與心包范圍纖維)與心包外的縱隔脂肪組織即(心包外脂肪)二者之和。PAT可緩沖冠狀動脈因動脈脈沖和心臟收縮引起的扭轉(zhuǎn)外，還可分泌脂肪因子和促炎性反應因子，如腫瘤壞死因子α和白細胞介素6等。研究顯示，PAT體積與心血管危險因素有關(guān)[1]。然而，有關(guān)PAT體積與冠狀動脈管腔狹窄程度關(guān)系的研究較少。冠狀動脈CT血管造影(coronary computed tomographic angiography，CCTA)在非侵襲地評價冠狀動脈狹窄方面起到越來越重要的作用，其不僅可以顯示血管的狹窄程度，還可以提供斑塊特征等重要信息[2]。在CCTA圖像上，可以準確地測量PAT體積，且重復性好。本研究以CCTA圖像為基礎，探討PAT體積與冠狀動脈管腔狹窄程度的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2010年8月至2011年8月間在解放軍第309醫(yī)院行320排CTCA的1704例患者資料，其中74例由于嚴重心臟瓣膜病、心肌病、嚴重的心律不齊、冠狀動脈支架植入術(shù)或旁路移植術(shù)以及33例由于圖像質(zhì)量為4級排除在本研究之外[2]。在1597例患者中共發(fā)現(xiàn)382例1255個節(jié)段存在動脈斑塊，1215未發(fā)現(xiàn)斑塊；其中男性1090例，女性507例；年齡35～71歲。

1.2 掃描方法

掃描前獲得患者或其家屬知情同意，充分交代注意事項，訓練患者呼吸。為獲得理想的冠狀動脈影像，檢查前需測量心率，對安靜狀態(tài)下心率＞80次/min者，舌下含服受體阻滯劑(倍他樂克)降低心率。肘中靜脈留置20 G套管針，采用雙通道高壓注射器，以速率為4.5～5.5 ml/s注入40～50 ml非離子型對比劑優(yōu)維顯(370 mg I/ml)后以相同速率注入0.9%氯化鈉注射液30 ml。采用東芝Aquilion one 320排動態(tài)容積CT機進行檢查。掃描范圍自氣管隆突下1 cm至心臟膈面下，采用Sure start對比劑示蹤技術(shù)自動模式觸發(fā)，設定左心室水平降主動脈觸發(fā)閾值為200 HU。掃描模式為volume采集，X射線管轉(zhuǎn)速為0.35 s/r，容積數(shù)據(jù)采集范圍160 mm。管電壓為80～120 kV，管電流為350～550 mA。所有患者均采用前瞻性心電門控，心率＜70次/min時采集時相為70%～80%，心率≥70次/min時采集時相為R-R間期35%～80%。

1.3 圖像重建

將原始數(shù)據(jù)傳至Vitrea FX 3.1后處理工作站。瀏覽器自動重建的最佳收縮期或舒張期圖像，利用最清晰的一期圖像進行軸位重建，層厚0.5 mm，然后以此時相數(shù)據(jù)進行最大密度投影(MIP)、多平面重建(MPR)、曲面重建(CPR)和容積再現(xiàn)(VR)重建。行電影模式顯示。

1.4 圖像分析

所有圖像均由2位有經(jīng)驗的放射科醫(yī)師進行盲法分析，均不了解患者的臨床資料，如果雙方觀點不一致，則由其討論后得出共同結(jié)論。①根據(jù)中華放射學雜志心臟冠狀動脈多排CT臨床應用協(xié)作組《心臟冠狀動脈多排CT臨床應用專家共識》將冠狀動脈分為四支15個節(jié)段[3]；②冠狀動脈硬化性斑塊被定義為至少在兩個掃描平面顯示冠狀動脈壁存在清晰可辨的不同于管腔和圍繞血管心外脂肪的異常結(jié)構(gòu)；③根據(jù)冠狀動脈受累范圍分為單支病變、2支病變、3支病變和4支病變。根據(jù)組成又將斑塊分為鈣化斑塊(calcified plaque，CP)、非鈣化斑塊(non-calcified plaque，NCP)和混合斑塊(mixed plaque，MP)3類，NCP定義為斑塊的密度值高于周圍軟組織的密度而低于管腔的密度，CP定義為斑塊密度值高于管腔的密度值，如果斑塊中鈣化成分所占體積＜25%則歸為NCP；鈣化所占體積＞75%則歸為CP；鈣化所占體積在25%～75%定義為MP[4]。斑塊的范圍是指存在斑塊節(jié)段數(shù)的連續(xù)變量。同時描述病變導致的管腔狹窄程度，并分為5級，即無狹窄或管腔不規(guī)則(0～25%的狹窄)、輕度狹窄(＜50%的狹窄)、中度狹窄(50%～74%的狹窄)、重度狹窄(≥75%的狹窄)和閉塞(100%狹窄)[2]。

1.5 心包脂肪組織體積測定

在Vitrea FX 3.1后處理工作站用密度閾值的方法測定PAT體積。在增強CT圖像上設定CT值-190～-30 HU范圍為脂肪密度，在心包周圍任何符合該密度范圍的像素均定義為PAT。在右肺動脈水平沿心包膜向下手動描畫PAT輪廓，專用軟件自動計算出PAT體積(如圖1所示)。

圖1 手動描畫心包輪廓示意圖

1.6 統(tǒng)計學方法

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學分析。PAT體積與冠狀動脈病變支數(shù)和管腔狹窄程度的關(guān)系采用Pearson相關(guān)回歸分析；PAT體積與斑塊特征的關(guān)系采用t檢驗；多因素分析使用Cox比例風險回歸模型，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

382例冠心病單支病變189例(占49.5%)，2支病變141例(占36.9%)，3支病變45例(占11.8%)，4支病變7例(占1.8%)其PAT體積分別為(201.7±89.6)cm3、(230.1±99.3)cm3、(244.7±102.4)cm3和(289.2±56.1)cm3，與冠狀動脈病變支數(shù)呈正相關(guān)(r=0.911，P＜0.001)，見表1，如圖2所示。

圖2 患者男性，54歲，高血壓病，冠狀動脈三支病變(PAT體積279.8 cm3)

在382例患者中冠心病冠狀動脈無狹窄109例(占28.5%)、輕度狹窄137例(占35.9%)、中度狹窄86例(占36.9%)、重度狹窄38例(占22.5%)如圖3所示，閉塞為12例(占3.2%)，其PAT體積分別為與冠狀動脈狹窄程度呈正相關(guān)(r=0.877，P＜0.001)，見表2。

圖3 患者男性，55歲，糖尿病，冠狀動脈重度狹窄(PAT體積283.6 cm3)

表2 PAT體積與冠狀動脈狹窄程度的關(guān)系

在1215例無冠心病者PAT體積為(173.7±98.1)cm3。與之比較，存在CP、NCP、MP及多支血管病變的PAT體積大于無斑塊者，其差異有統(tǒng)計學意義(t=4.89，t=7.11，t=9.66，t=9.66，t=11.65；P＜0.05)，見表3；存在NCP者的PAT體積大于存在CP者，但無統(tǒng)計學意義(t=2.41，P＞0.05)；存在MP者的PAT體積分別大于存在CP和NCP者(t=5.83，t=2.75；P＜0.05)。在多因素Cox比例風險回歸模型分析，只有MP的PAT體積明顯大于無斑塊者。

表3 382例患者PAT體積與冠狀動脈斑塊組成的關(guān)系和Cox比例風險回歸分析

所有患者接受造影劑為優(yōu)維顯370，用量為40～50 ml；有效輻射劑量為(7.11±3.87) mSv。全部患者在接受CCTA檢查后復查血清肌酐和尿素氮水平均無明顯升高。

3 討論

正常成年人的心臟表面80%為PAT覆蓋，PAT可以分泌促炎癥和抗炎癥細胞因子。最重要的是PAT分泌的有害的脂肪細胞因子，包括白細胞介素(IL)-1β、IL-6、IL-8、IL-10、腫瘤壞死因子-α、來普汀、單核細胞趨化蛋白1、纖溶酶原激活物抑制1及抵抗素，這些因子均對血管炎和動脈硬化的發(fā)生和發(fā)展起促進作用[1，5]。研究顯示，與皮下脂肪相比PAT有更大的分泌炎性細胞因子的可能性。

目前，64排以上CT均可很好地顯示冠狀動脈硬化性病變，同時可以準確地測量PAT體積，且重復性好。Wang等[6]的研究顯示，冠狀動脈多支病變者的PAT體積明顯大于單支病變者。本研究結(jié)果亦顯示，PAT體積與冠狀動脈病變支數(shù)呈正相關(guān)，支持PAT體積愈大，冠狀動脈硬化病變支數(shù)愈多。結(jié)果還顯示，PAT體積與冠狀動脈狹窄程度呈正相關(guān)，PAT體積愈大，冠狀動脈狹窄愈嚴重。Schlett等[7]的研究顯示，冠心病高危病變者(＞50%的管腔狹窄)，或至少存在以下3個特征：陽性的管腔重構(gòu)、低密度斑塊以及斑點樣鈣化的PAT體積幾乎是無冠心病者的2倍。較小的PAT體積可以除外冠心病高危病變，提示PAT體積是冠心病重要的危險因素之一。

PAT體積與存在冠狀動脈斑塊及其組成相關(guān)。本研究單因素分析顯示存在CP和NCP者的PAT體積大于無斑塊者，而比較二者之間的PAT體積無統(tǒng)計學意義；存在MP者的PAT體積大于無斑塊CP和NCP者。多因素Cox比例風險回歸分析顯示，PAT體積明顯增大是存在MP的獨立預測因子。Alexopoulos等[8]的研究顯示，PAT體積與存在冠狀動脈斑塊、NCP和MP相關(guān)。提示大的PAT釋放更多的有害因子，導致了活動性冠狀動脈病變(NCP和MP)。Schlett等[7]的研究顯示，PAT體積與冠狀動脈CP相關(guān)。Yerramasu等[9]的研究顯示，PAT體積與冠狀動脈鈣化積分相關(guān)。Obaid等[10]的研究顯示，CP代表較晚期和較穩(wěn)定的冠狀動脈病變[3]。通過測量對脂肪相關(guān)性疾病有抑制作用的脂聯(lián)素研究顯示，低水平的脂聯(lián)素與NCP和MP相關(guān)，而與CP呈負相關(guān)[11-12]。

本研究使用320排CT檢查所有患者，患者接受的有效輻射劑量為(7.11±3.87)mSv，明顯低于64排CT的(13.21±0.82) mSv[13]。造影劑為優(yōu)維顯370，用量為40～50 ml，亦低于64排CT的50～70 ml[14]。全部參與本研究的患者在接受320排CCTA檢查后均無腎功能損害。

本研究尚存在不足。①本研究為單中心回顧性研究，結(jié)果需進一步的多中心前瞻性研究予以充實；②本研究未對NCP做進一步分級，其中脂肪性(低密度)斑塊較纖維性(軟組織密度)斑塊更不穩(wěn)定，代表活動性病變，與冠狀動脈不良事件相關(guān)，可能更與PAT體積相關(guān)；③考慮放射劑量，本研究未計算冠狀動脈積分；④有關(guān)脂肪密度范圍的界定尚無共識。本研究在增強CT圖像上設定CT值-190～-30 HU范圍為脂肪密度，其他研究選擇不同的上下限范圍作為脂肪密度，可能導致研究結(jié)果的差異。

綜上所述，PAT體積與冠狀動脈病變支數(shù)和狹窄程度呈正相關(guān)。PAT體積明顯增大是存在MP者的獨立預測因子，故PAT體積是冠心病重要的危險因素之一。

[1]Sacks HS，F(xiàn)ain JN.Humanepicardial fat：what is newand what is missing[J].Clin Exp Pharmacol Physiol，2011，38(12)：879-887.

[2]Matt D，Scheffel H，Leschka S，et al.Dual-source CT coronary angiography：image quality，mean heart rate，and heart rate variability[J].AJR Am J Roentgenol，2007，189(3)：567-573.

[3]中華放射學雜志心臟冠狀動脈多排CT臨床應用協(xié)作組.心臟冠狀動脈多排CT臨床應用專家共識[J].中華放射學雜志，2011，45(1)：9-17.

[4]Cheng VY，Wolak A，Gutstein A，et al.Lowdensity lipoprotein and noncalcified coronary plaque composition in patients with newly diagnosed coronary artery disease on computed tomographic angiography[J].Am J Cardiol，2010，15；105(6)：761-766.

[5]Katsiki N，Mikhailidis DP，WierzbickiAS.Epicardial fat and vascular risk：a narrative review[J].Curr Opin Cardiol，2013，28(4)：458-463.

[6]Wang J，Wang LJ，Peng YP，et al.Association of pericardial adipose tissue volume with presence and severity of coronary atherosclerosis[J].Clin Invest Med，2013，36(3)：E143-E150.

[7]Schlett CL，F(xiàn)erencik M，Kriegel MF，et al.Association of pericardial fat and coronary high-risk lesions as determined by cardiac CT[J].Atherosclerosis，2012，222(1)：129-134.

[8]Alexopoulos N，McLean DS，Janik M，et al.Epicardial adipose tissue and coronary artery plaque characteristics[J].Atherosclerosis，2010，210(1)：150-154.

[9]Yerramasu A，Dey D，Venuraju S，et al.Increased volume of epicardial fat is an independent risk factor for accelerated progression of sub-clinical coronary atherosclerosis[J].Atherosclerosis，2012，220(1)：223-230.

[10]Obaid DR，Calvert PA，Gopalan D，et al.Atherosclerotic plaque composition and classification identified by coronary computed tomography：assessment of computed tomography-generated plaque maps compared with virtual histology intravascular ultrasound and histology[J].Circ Cardiovasc Imaging，2013，6(5)：655-664.

[11]Hajer GR，van Haeften TW，Visseren FL.Adipose tissue dysfunction in obesity，diabetes，and vascular diseases[J].Eur Heart J，2008，29(24)：2959-2971.

[12]Broedl UC，Lebherz C，Lehrke M，et al.Lowadiponectin levels are an independent predictor of mixed and non-calcified coronary atherosclerotic plaques[J].PLoS One，2009，4(3)：e4733.

[13]Cho I，Min HS，Chun EJ，et al.Coronary atherosclerosis detected by coronary CT angiography inasymptomatic subjects with early chronic kidney disease[J].Atherosclerosis，2010，208(2)：406-411.

[14]Xu L，Zhang Z.Coronary CT angiography with low radiation dose[J].Int J Cardiovasc Imaging，2010，26(Suppl 1)：17-25.