CCTA定量斑塊特征及血管周圍脂肪在急性冠脈綜合征中的臨床價(jià)值

韓婷婷，穆玥，洪葉，黃明剛

急性冠脈綜合征(acute coronary syndrome，ACS)是最常見的心血管系統(tǒng)急危重癥，也是導(dǎo)致冠心病患者發(fā)生不良心血管事件的主要原因，它具有起病急、病情進(jìn)展迅速、病死率高的特點(diǎn)[1]。研究表明，冠狀動(dòng)脈粥樣硬化不穩(wěn)定斑塊破裂和血栓形成導(dǎo)致管腔完全或不完全性閉塞引起的急性心肌缺血是ACS發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[2]。Skiba等[3]研究發(fā)現(xiàn)，由于血管周圍脂肪組織與血管壁間存在密切相互作用，當(dāng)脂肪組織功能失調(diào)時(shí)，分泌大量促炎性脂肪因子和細(xì)胞因子，可直接作用于鄰近血管壁，導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能障礙和氧化應(yīng)激，進(jìn)而影響動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的發(fā)生、發(fā)展及脫穩(wěn)定化進(jìn)程，故血管周圍脂肪組織與ACS的發(fā)生可能存在一定關(guān)系。心外膜脂肪組織(epicardial adipose tissue，EAT)起源于棕色脂肪組織，直接包裹于冠狀動(dòng)脈和心肌表面，分為冠狀動(dòng)脈外膜周圍脂肪組織(pericoronary adipose tissue，PCAT)及心肌表面脂肪組織，由于PCAT直接覆蓋在冠狀動(dòng)脈外膜上，因此與遠(yuǎn)距離的脂肪庫相比，PCAT對(duì)心血管疾病和代謝綜合征發(fā)生產(chǎn)生的影響更大[4]。目前國內(nèi)外關(guān)于冠狀動(dòng)脈CT血管成像(coronary CT angiography，CCTA)定量分析ACS患者斑塊特征、血管周圍脂肪的相關(guān)報(bào)道并不多，本研究旨在通過CCTA定量分析ACS患者斑塊特征以及PCAT、EAT等相關(guān)參數(shù)進(jìn)一步探討其臨床應(yīng)用價(jià)值。

材料與方法

1.研究對(duì)象

以本院胸痛中心2019年2月-2020年6月收治并住院的35例ACS患者為研究對(duì)象(ACS組)，其中不穩(wěn)定性心絞痛17例，ST段抬高型心肌梗死10例，非ST段抬高型心肌梗死8例。另同期選取35例穩(wěn)定型心絞痛(stable angina pectoris，SAP)患者作為對(duì)照(SAP組)。入選患者先行CCTA檢查隨后進(jìn)行冠狀動(dòng)脈血管成像(coronary angiography，CAG)檢查，結(jié)果顯示均為單支血管單個(gè)病變。臨床診斷符合美國心臟病協(xié)會(huì)(American Heart Association，AHA)指南中冠心病及ACS診斷標(biāo)準(zhǔn)，表現(xiàn)為典型的發(fā)作性或壓榨性胸痛，隨后均經(jīng)CAG、心電圖及心肌酶檢查等確診。排除既往行經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈內(nèi)介入治療或冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后、慢性完全性閉塞者、肝腎功能不全、甲狀腺功能亢進(jìn)、CCTA圖像質(zhì)量不佳者。一般資料由住院資料或詢問病史等方式獲得，包括基線資料，高血壓(收縮壓≥140 mmHg 和/或舒張壓≥90 mmHg)、糖尿病、血脂情況、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)、吸煙史(正在吸煙或6個(gè)月內(nèi)戒煙)等。

2.CCTA檢查及參數(shù)測定

檢查方法：采用320排640層寬體探測器CT掃描儀(Acquilion one Vision Edition，Canon Medical Systems，日本)，前瞻性或回顧性心電門控技術(shù)進(jìn)行掃描，檢查過程中密切監(jiān)測心電圖。采用雙筒高壓注射器以4.5～5.5 mL/s流率經(jīng)右肘靜脈注入60 mL非離子型對(duì)比劑碘普羅胺(370 mg I/mL)及30 mL生理鹽水。掃描范圍：氣管分叉水平至心臟膈面下，設(shè)定主動(dòng)脈根部斷面為檢測層面，采用SureStart對(duì)比劑追蹤軟件進(jìn)行智能觸發(fā)掃描，閾值為300～330 HU，一次屏氣完成心臟掃描。掃描參數(shù)：管電壓100～120 kV，管電流200～400 mA，掃描視野為FOV-M，探測器準(zhǔn)直為320×0.5 mm，轉(zhuǎn)速0.275 r/s，層厚0.5 cm。

圖像后處理：將原始圖像數(shù)據(jù)傳至佳能Vitrea FX 3.0后處理工作站，選擇心動(dòng)周期最佳時(shí)相進(jìn)行圖像三維重組，包括容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)、最大密度投影(maximal intensity projection，MIP)、多平面重組(curved planar reconstruction，CPR)。

數(shù)據(jù)測量：PCAT厚度定義為冠狀動(dòng)脈與心包或冠狀動(dòng)脈與心臟表面內(nèi)臟層垂直厚度之和，當(dāng)冠狀動(dòng)脈與心臟之間存在兩個(gè)垂直的內(nèi)臟層厚度時(shí)，選擇較短的厚度。于CPR短軸分別測量罪犯血管最小管腔面積處的PCAT厚度以及病變近遠(yuǎn)端無斑塊處的PCAT厚度，PCAT比值=2 (A2+B2)/(A1+B1+A3+B3)，見圖1。EAT厚度及CT值測量在2D圖像模式中進(jìn)行，分別于橫軸面前降支、回旋支、右冠狀動(dòng)脈血管中段心外膜脂肪組織最厚的層面，垂直于心肌表面測量EAT厚度，并于相同區(qū)域冠狀動(dòng)脈周圍放置圓形興趣區(qū)(ROI)大小控制為20 mm2，記錄ROI內(nèi)EAT的CT值(圖2～3)。采用半自動(dòng)軟件自動(dòng)計(jì)算罪犯病變部位的各斑塊負(fù)荷、狹窄程度及重建指數(shù)(remodeling index，RI)。進(jìn)入Vitrea工作站的心血管斑塊分析軟件，采用Average方式進(jìn)行斑塊分析，設(shè)定不同CT值范圍區(qū)分斑塊的不同成分[5]，依次將總斑塊(total plaque，TP)劃分為鈣化斑塊(calcified plaque，CP，351～1300 HU)與非鈣化斑塊(non-calci-fied plaque ，NCP，-30～350 HU)，進(jìn)一步將NCP分為低衰減NCP(-30～30 HU)、中衰減NCP(31～130 HU)和高衰減NCP(131～350 HU)，分別計(jì)算其斑塊負(fù)荷(斑塊負(fù)荷=斑塊體積/血管體積×100%)。狹窄程度=斑塊面積/參考部位的血管橫截面積，參考部位的血管橫截面積定義為：(近+遠(yuǎn)端正常血管橫截面積)/2。正性重構(gòu)(positive reconstruction，PR)用RI表示，RI=血管橫斷面病變處管腔面積/近端參考點(diǎn)(無斑塊)管腔面積，RI>1.0判定為正性重構(gòu)，RI=1.0為無重構(gòu)，RI<1.0為負(fù)性重構(gòu)。入選患者CCTA圖像均由2名高年資放射科醫(yī)師分別閱片并評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量，意見出現(xiàn)分歧時(shí)，經(jīng)討論取得一致結(jié)果。為保證結(jié)論的準(zhǔn)確性，所有數(shù)據(jù)測量由兩名經(jīng)過培訓(xùn)的醫(yī)師完成，每處測量3次取其平均值，最后綜合評(píng)價(jià)兩人所測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性后納入數(shù)據(jù)庫。

圖1 PCAT比值測量，PCAT比值=2(A2+B2)/(A1+B1+A3+B3)。 圖2 CCTA測量右冠狀動(dòng)脈周圍 EAT厚度。 圖3 CCTA測量右冠狀動(dòng)脈周圍 EAT CT值。

3.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

1.兩組一般資料比較

ACS組與SAP組年齡、性別比例、冠脈危險(xiǎn)因素等一般資料差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

2.兩組冠狀動(dòng)脈周圍脂肪的定量分析

ACS組PCAT比值高于SAP組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)；而兩組平均EAT厚度及密度比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

3.兩組斑塊定量參數(shù)的比較

ACS組的TP、NCP、低衰減NCP、中衰減NCP負(fù)荷及RI均明顯高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，表3)；而狹窄程度、CP負(fù)荷、高衰減NCP在兩組間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表3。

表1 兩組患者一般資料比較

表2 PCAT與EAT厚度及密度的比較

表3 斑塊定量參數(shù)的比較

4.各類型斑塊負(fù)荷在ACS診斷中的價(jià)值比較

ROC曲線分析顯示：PCAT比值、TP、NCP、低衰減NCP、中衰減NCP的AUC分別為0.762(95%CI：0.648～0.875)、0.786(95%CI：0.679～0.892)、0.825(95%CI：0.730～0.919)、0.888(95%CI：0.811～0.966)、0.683(95%CI：0.555～0.810)；敏感度分別為71.4%、85.7%、68.6%、82.9%、71.4%；特異度為分別為74.3%、62.9%、82.9%、82.9%、62.9%。根據(jù)AUC大小診斷效率由高到低依次為：低衰減NCP、NCP、TP、PCAT比值、中衰減NCP，見圖4。

圖4 各類型斑塊負(fù)荷、PCAT比值對(duì)ACS診斷效能的ROC曲線。

討 論

ACS是由急性心肌缺血引起的一組臨床綜合征，冠狀動(dòng)脈粥樣硬化不穩(wěn)定斑塊的破裂或糜爛所致的完全或不完全閉塞性血栓形成是其主要的病理學(xué)基礎(chǔ)[6]。因此，定量評(píng)估冠狀動(dòng)脈斑塊性質(zhì)對(duì)心血管疾病危險(xiǎn)分層以及指導(dǎo)個(gè)體化一、二級(jí)預(yù)防具有一定的臨床價(jià)值。研究表明[7]，與冠狀動(dòng)脈血管狹窄率相比，斑塊性質(zhì)的評(píng)估對(duì)心血管不良事件的預(yù)測價(jià)值更高。本研究結(jié)果顯示，ACS組冠脈病變狹窄率高于SAP組，但兩組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這與有關(guān)報(bào)道[8]一致，可見狹窄率并不能單獨(dú)應(yīng)用于心血管疾病危險(xiǎn)程度的分層和管理，也無法完全滿足ACS防治的要求。

韋章誠等[9]研究發(fā)現(xiàn)，ACS組的NCP、TP負(fù)荷、RI及狹窄率均高于SAP組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)，證實(shí)斑塊成分特征與ACS發(fā)生有著不同程度的關(guān)聯(lián)。另有研究表明[10]，斑塊負(fù)荷較大的病變是心血管不良事件發(fā)生一致且普遍的預(yù)測因子，并且ACS與SAP患者相比，前者NCP對(duì)TP負(fù)荷的貢獻(xiàn)更大。本研究結(jié)果顯示，ACS患者的TP、NCP負(fù)荷均高于SAP患者，而CP負(fù)荷兩組間無明顯差異，原因可能是ACS患者的斑塊類型主要為NCP，它富含巨噬細(xì)胞等多種炎性細(xì)胞，同時(shí)分隔血液和斑塊的纖維帽菲薄，故其分泌的組織因子和蛋白酶很容易將薄的纖維帽溶解，導(dǎo)致斑塊破裂、引發(fā)血栓形成，進(jìn)而增加急性心血管事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)；而CP的主要成分為羥基磷灰石，其并不構(gòu)成動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的炎癥成分，因此CP通常比較穩(wěn)定，多見于SAP患者。

研究發(fā)現(xiàn)[11]，與SAP患者相同狹窄率的斑塊相比，ACS患者的罪犯病變斑塊往往表現(xiàn)為低衰減、正性重構(gòu)更大的特點(diǎn)。有研究證實(shí)[12]，連續(xù)CCTA檢測出的高危斑塊(high risk plaque，HRP)進(jìn)展是ACS的獨(dú)立預(yù)測指標(biāo)，其中ACS患者中低衰減斑塊(low attenuation plaque，LAP)出現(xiàn)的頻率明顯高于SAP患者。已往的研究并未對(duì)NCP進(jìn)行詳細(xì)劃分，故本研究采用半自動(dòng)軟件將NCP分為：低衰減(-30～30 HU)、中衰減(31～130 HU)、高衰減(131～350 HU)的斑塊負(fù)荷深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ACS的罪犯病變與SAP患者相比其低、中衰減NCP負(fù)荷明顯增加(P<0.05)，而高衰減NCP兩組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這與先前的研究結(jié)果一致[12-13]。Motoyama等[14]研究發(fā)現(xiàn)，通過CCTA識(shí)別密度≤30 HU的NCP與經(jīng)血管內(nèi)超聲(intravascular ultrasound，IVUS)驗(yàn)證的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化易損斑塊的壞死核心密切相關(guān)，這就可以解釋，本研究結(jié)果中低衰減NCP與ACS的關(guān)系密切，而高衰減NCP在兩組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。此外ROC曲線顯示，低衰減NCP的AUC值最大，且最佳臨界點(diǎn)出現(xiàn)在敏感度及特異度值均為82.9%時(shí)，整體表現(xiàn)最優(yōu)，表明低衰減NCP對(duì)于ACS的診斷效能較其它類型斑塊更高，需要重點(diǎn)關(guān)注。

本研究CCTA 結(jié)果顯示，ACS患者RI均值為1.1，正性重建比例高達(dá)66%，以正性重建為主；而SAP患者RI均值為0.8，正性重建比例僅占20%，主要表現(xiàn)為負(fù)性重建。冠狀動(dòng)脈血管重建是指在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化過程中，管腔受血液動(dòng)力學(xué)的作用其結(jié)構(gòu)發(fā)生代償性的變化。血管正性重建早期為了減少斑塊對(duì)血管管腔的侵犯機(jī)體會(huì)代償性降低管腔狹窄程度，但研究表明正性重建多與ACS發(fā)生密切相關(guān)，原因只能從斑塊成分上的差異進(jìn)行解釋。ACS患者的斑塊類型主要為NCP，通常有著薄纖維帽的NCP容易出現(xiàn)血管重建的生物學(xué)行為，且以正性重建為主；隨著病程進(jìn)展，斑塊鈣鹽沉積，病情處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)管腔已基本喪失代償能力，進(jìn)而發(fā)生負(fù)性重建[15]，因此血管重建與斑塊成分關(guān)系密切，相信隨著影像學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，其具體發(fā)生機(jī)制還會(huì)得到不斷的揭示。

由于PCAT在生理解剖上最接近冠狀動(dòng)脈，故當(dāng)PCAT功能失調(diào)時(shí)可產(chǎn)生大量炎癥細(xì)胞因子直接作用于血管壁，進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的發(fā)生與發(fā)展，因此它與冠心病的關(guān)系可能比整個(gè)心包脂肪組織的關(guān)系更為密切[16]。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)[17]分析1403例ACS患者的CCTA和臨床資料，發(fā)現(xiàn)PCAT內(nèi)出現(xiàn)的“fat stranding”表型可用于預(yù)測急性斑塊破裂或自發(fā)性冠脈夾層的風(fēng)險(xiǎn)，以及識(shí)別潛在高風(fēng)險(xiǎn)斑塊的存在。國外學(xué)者[18]研究發(fā)現(xiàn)，EAT的CT值與冠狀動(dòng)脈鈣化積分(Agaston評(píng)分)呈顯著負(fù)相關(guān)，并提出EAT的CT值對(duì)于冠狀動(dòng)脈病變具有潛在預(yù)測價(jià)值。Okubo等[19]通過測量103例患者的PCAT厚度，發(fā)現(xiàn)易損斑塊與PCAT厚度有關(guān)，而與心外膜脂肪組織厚度無關(guān)，其中高PCAT比值(>1.19)是斑塊易損性的獨(dú)立相關(guān)因素。本研究采用同樣的測量方法結(jié)果顯示，PCAT比值在ACS與SAP患者中差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，而EAT厚度及密度顯示無差異，原因可能與PCAT表型的多樣性以及其在生理解剖上距離冠狀動(dòng)脈較整個(gè)心外膜脂肪組織更近、產(chǎn)生的炎性反應(yīng)程度更強(qiáng)有關(guān)；其次本研究樣本量較少且未對(duì)研究對(duì)象的年齡、BMI進(jìn)行分層，未來需要擴(kuò)大樣本量并對(duì)年齡、BMI嚴(yán)格分層后進(jìn)行研究。ROC曲線顯示，PCAT比值的AUC值0.762(95%CI：0.648～0.875)，敏感度71.4%，特異度74.3%，在本研究中PCAT比值為定量指標(biāo)，不能充分反映脂肪組織的炎性活動(dòng)程度，相比之下PCAT CT衰減這種新型影像學(xué)生物指標(biāo)的改變對(duì)ACS的診斷可能會(huì)更具有意義，未來需要更大規(guī)模、前瞻性的研究進(jìn)一步證實(shí)。

隨著CT技術(shù)的快速發(fā)展，CCTA在心血管成像領(lǐng)域以其無創(chuàng)、快速、高分辨率成像等優(yōu)勢，已然成為冠心病患者的首選檢查手段。通過CCTA定量斑塊特征及血管周圍脂肪組織綜合評(píng)估病情，有助于冠心病危險(xiǎn)程度的分層、治療與管理，值得臨床合理推廣應(yīng)用。本研究的不足：樣本量較少、存在一定選擇偏倚；目前國內(nèi)外文獻(xiàn)對(duì)于血管周圍脂肪組織的測量方法尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；在CCTA檢查中存在部分斑塊與對(duì)比劑的CT值重疊，容易受部分容積效應(yīng)影響。筆者今后將擴(kuò)大樣本量，并增加PCAT CT衰減這種新型影像學(xué)生物指標(biāo)進(jìn)一步研究。