冠狀動脈周圍脂肪組織與冠狀動脈血流動力學(xué)相關(guān)性研究

黃晶 喬瑾 羅倩 黃明剛

近年來，以冠心病為代表的心血管疾病發(fā)病率逐年增高，嚴(yán)重威脅人類生命健康［1］。冠狀動脈CT 血管成像（coronary CT angiography，CCTA）是可疑冠心病的首選檢查技術(shù)。然而，CCTA 僅能判斷冠脈解剖特征而不能評估功能變化［2］。血流儲備分?jǐn)?shù)（fractional flow reserve，F(xiàn)FR）是評估血管功能的金標(biāo)準(zhǔn)，由于其高昂費(fèi)用及有創(chuàng)操作導(dǎo)致應(yīng)用受限［3］，由此衍生出一種新技術(shù)——無創(chuàng)血流儲備分?jǐn)?shù)（non-invasive fractional flow reserve with CCTA，F(xiàn)FRCT），其具有較高的準(zhǔn)確性并能反映患者是否存在血流動力學(xué)異常。

冠狀動脈周圍脂肪組織（pericoronary adipose tissue，PCAT）可通過與血管的雙向內(nèi)分泌作用參與動脈粥樣硬化過程［4］。脂肪衰減指數(shù)（fat attenuation index，F(xiàn)AI）是一種評估PCAT 的新型生物學(xué)指標(biāo)［5］，可量化血管周圍炎癥水平。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AI 與斑塊成分相關(guān)［6］，并且FAI不低于-70.1HU可預(yù)測心血管不良事件的發(fā)生［7］。目前，學(xué)者多集中于對PCAT 與斑塊特征的相關(guān)研究，而關(guān)于PCAT 與血管功能之間的探索較少?；诖?，本研究旨在探討FAI 與FFRCT評價(jià)的冠狀動脈血流動力學(xué)意義之間的相關(guān)性，以及FAI 結(jié)合斑塊參數(shù)對冠脈病變特異性缺血的診斷效能。

資料與方法

1.研究對象

回顧性分析從2020 年9 月～2021 年10 月陜西省人民醫(yī)院心內(nèi)科收治入院的75 例穩(wěn)定性冠心病患者的基本資料，均連續(xù)接受CCTA 和冠狀動脈血管造影術(shù)（coronary angiography，CAG）檢查。研究對象納入標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）穩(wěn)定性冠心?。?］；（2）冠脈直徑狹窄率為50%以上；（3）每支血管單個病變；（4）CCTA 和CAG 間隔不超過1 個月。排除標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）既往心肌梗死、冠狀動脈支架或搭橋病史；（2）復(fù)雜先天性心臟病或冠脈發(fā)育異常；（3）血管完全閉塞或彌漫性鈣化；（4）肝腎功能不全或惡性腫瘤病史；（5）CCTA 圖像質(zhì)量差。所有患者均簽署知情同意書。

2.CCTA 圖像采集方法

使用佳能320 排640 層容積CT 掃描儀（Aquilion ONE，Toshiba Medical Systems）。掃描前行呼吸訓(xùn)練并舌下含服硝酸甘油片以擴(kuò)張血管?；颊呷⊙雠P位，根據(jù)定位像確定掃描范圍（氣管分叉水平至心臟膈面），采用前瞻性或回顧性心電門控技術(shù)掃描，密切檢測心電圖。設(shè)定主動脈根部橫斷面為觸發(fā)點(diǎn)，采用SureStart 對比劑追蹤技術(shù)進(jìn)行智能觸發(fā)掃描（閾值300～320 HU）。使用雙筒高壓注射器經(jīng)右肘靜脈注入60 ml 非離子型對比劑碘普羅胺（370 mg I/ml）及30 ml 生理鹽水，流率4.5～5.5 ml/s。掃描參數(shù)：管電壓90～120 kV，管電流200～300 mA，探測器準(zhǔn)直320×0.5 mm，轉(zhuǎn)速0.275 r/s，層厚0.5 mm。

3.FAI、FFRCT 及斑塊分析

FAI 測量：采用數(shù)坤科技FAI 智能分析軟件，該軟件能自動追蹤三支主要冠狀動脈40 mm 長度節(jié)段（左前降支及左回旋支測量范圍為起始至遠(yuǎn)端40 mm 處，右冠狀動脈測量范圍為距開口10 mm至遠(yuǎn)端50 mm 處），以-190～-30 HU 為閾值范圍對目標(biāo)脂肪進(jìn)行分割。通過手動修改其外擴(kuò)距離為目標(biāo)血管直徑，軟件可以自動計(jì)算相應(yīng)的FAI 值。

FFRCT測量：采用科亞醫(yī)療冠脈血流儲備分?jǐn)?shù)計(jì)算軟件（Deepvessel FFR，V1.0），由科亞實(shí)驗(yàn)室對冠脈進(jìn)行模擬重組分析，利用人工智能模擬出三支冠脈的FFRCT值。將FFRCT為0.8 設(shè)為閾值，即FFRCT≤0.8 代表心肌缺血，設(shè)為陽性組，F(xiàn)FRCT＞0.8 代表不會誘發(fā)心肌缺血［3］，設(shè)為陰性組。

斑塊分析：上傳數(shù)據(jù)至Vitrea FX 6.4.1 后處理工作站，采用半自動斑塊分析軟件定量斑塊參數(shù)，包括斑塊長度、直徑狹窄程度（diameter stenosis，DS）以及總斑塊（total plaque，TP）、鈣化斑塊（calcified plaque，CP，≥350 HU）、非鈣化斑塊（non-calcified plaque，NCP，＜350 HU）的體積和相應(yīng)負(fù)荷?？偘邏K定義為鈣化斑塊和非鈣化斑塊之和，斑塊負(fù)荷定義為斑塊與血管的體積百分比。所有數(shù)據(jù)分析均由兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)師測量，結(jié)果存在差異時(shí)由二者協(xié)商并最終達(dá)成一致意見。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 25.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。正態(tài)分布的定量資料用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)；非正態(tài)分布的定量資料用M（Qn）表示，組間比較采用Wilcoxon 秩和檢驗(yàn)；分類變量用數(shù)字或百分比（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。FAI和FFRCT的相關(guān)性采用Spearman相關(guān)分析。采用單因素/多變量Logistic 回歸分析，確定預(yù)測冠脈血流動力學(xué)異常的最佳模型。將單變量分析中有意義的變量繪制受試者操作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線并計(jì)算ROC 曲線下面積（area under curve，AUC）以評估相關(guān)參數(shù)對冠脈血流動力學(xué)異常的診斷價(jià)值。P＜0.05 作為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

1.基線資料

本研究最終納入75 例患者共計(jì)120 條血管，患者年齡（63.5±10.7）歲，其中男55 例（73.3%），女20 例（26.7%），BMI（24.6±2.6）kg/m2，心血管危險(xiǎn)因素包括高血壓46 例（61.3%）、糖尿病26 例（34.7%）、血脂異常25 例（33.3%）、目前吸煙24例（32.0%）、冠心病家族史7 例（9.3%）。

2.組間斑塊參數(shù)及FAI 比較

FFRCT陽性組中的FAI、斑塊長度、DS、TP 和NCP 負(fù)荷及體積均明顯高于FFRCT陰性組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而CP 負(fù)荷及體積在兩組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）（表1）。

表1 兩組間FAI 及斑塊定量參數(shù)比較

3.FAI 與FFRCT 的相關(guān)性分析

通過分析FAI 與FFRCT的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)兩者具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)r=-0.443（P＜0.001）（圖1）。

圖1 FAI 和FFRCT 的相關(guān)性分析

4.各參數(shù)對冠脈狹窄血流動力學(xué)異常的診斷效能比較

在單變量分析中，F(xiàn)AI、斑塊長度、DS、TP和NCP負(fù)荷及體積均是冠脈血流動力學(xué)異常的顯著相關(guān)因素（均P＜0.05），進(jìn)一步多變量Logistic 回歸分析可知，F(xiàn)AI、DS 是血流動力學(xué)異常的獨(dú)立預(yù)測因子（均P＜0.05）（表2）。

表2 單因素和多因素Logistic 回歸分析冠脈血流動力學(xué)異常的預(yù)測因素

ROC 曲線顯示，F(xiàn)AI 和DS 的AUC較大，聯(lián)合FAI 和DS 后AUC 增加到0.827，敏感度81.1%，特異度73.1%，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）（表3，圖2、3）。

圖2 各參數(shù)及聯(lián)合指標(biāo)的ROC 曲線

表3 各參數(shù)對血管狹窄血流動力學(xué)意義的診斷效能

討論

本研究發(fā)現(xiàn)PCAT 與冠脈血流動力學(xué)意義具有相關(guān)性，且FAI 和DS在預(yù)測冠脈血流動力學(xué)異常方面具有一定的診斷價(jià)值，聯(lián)合兩種指標(biāo)后的診斷效能明顯提高，表明聯(lián)合FAI和DS 在診斷冠脈病變特異性缺血方面為臨床提供了新方法。

既往研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AI 在血流受限病變中顯著高于非血流受限病變［9,10］，PCAT CT 衰減與FFR代表的血流動力學(xué)意義有很強(qiáng)的相關(guān)性（r=0.64）［11］，F(xiàn)AI 聯(lián)合冠脈最大面積狹窄率對鑒別血流動力學(xué)意義的狹窄有較高診斷價(jià)值［12］，以上均提示PCAT在識別冠脈血流動力學(xué)異常方面具有潛在價(jià)值。這與本研究結(jié)果一致，F(xiàn)AI 在FFRCT陽性組中顯著高于FFRCT陰性組，F(xiàn)AI 與FFRCT存在線性相關(guān)且FAI 是FFRCT陽性的獨(dú)立預(yù)測因子。這可能是由于動脈粥樣硬化這種慢性疾病通常以脂質(zhì)驅(qū)動的炎癥為特征［13］，通過促進(jìn)斑塊的發(fā)生、進(jìn)展及失穩(wěn)，導(dǎo)致冠脈狹窄以及血流動力學(xué)改變，繼而引發(fā)心肌缺血癥狀，特別是當(dāng)不穩(wěn)定斑塊破裂時(shí)會導(dǎo)致急性冠脈綜合征事件［14］。而PCAT因其獨(dú)特的解剖特點(diǎn)及復(fù)雜的內(nèi)分泌功能，能夠有效檢測冠脈炎癥［15］。當(dāng)冠狀動脈存在炎癥時(shí)，PCAT受多種炎癥因子刺激表現(xiàn)為脂-水相的轉(zhuǎn)化，該變化可通過CCTA量化為PCATCT衰減。FAI是針對掃描設(shè)備和技術(shù)、患者體型及重組算法進(jìn)行加權(quán)校正后的PCATCT衰減［16］。因此，F(xiàn)AI作為血管炎癥特異性評估指標(biāo)，可能與血管的血流動力學(xué)變化密切相關(guān)，本研究也證實(shí)了這一點(diǎn)，即FAI 是反映冠脈血流動力學(xué)變化的新參數(shù)，在診斷缺血性冠心病方面具有增量價(jià)值。

圖3 男，68 歲，左前降支病變血管測量評估。a)左前降支近段混合型斑塊（以NCP 為主）；b)NCP 體積585.4 mm3（紅色+藍(lán)色），CP 體積13.0 mm3；c)管腔狹窄程度70%；d)FAI為-66 HU；e)FFRCT 為0.77

本研究結(jié)果表明斑塊長度、TP 和NCP 負(fù)荷及體積在FFRCT兩組間存在一定差異，而CP 負(fù)荷及體積則無明顯差異。該結(jié)果也進(jìn)一步證實(shí)了斑塊性質(zhì)與冠脈血流動力學(xué)意義具有一定聯(lián)系［17］。斑塊長度越長對血管的功能影響越大［18］，Lu 等［19］也證實(shí)了在非重度狹窄患者中FFR 隨斑塊長度增大而持續(xù)下降，最終引起血流動力學(xué)異常。孫欣杰等［20］認(rèn)為冠脈斑塊長度、TP 負(fù)荷、低衰減斑塊是影響FFRCT的主要因素。TP 負(fù)荷增加與更顯著的心肌缺血有關(guān)，TP 體積大時(shí)炎性細(xì)胞聚集，內(nèi)部成分多樣，易出血或纖維帽破裂繼而誘發(fā)血流動力學(xué)異常。此研究還發(fā)現(xiàn)NCP 負(fù)荷及體積與心肌缺血相關(guān)，可能是由于NCP 包含壞死核心、纖維脂肪和纖維成分，而CP 成分主要是鈣鹽沉著，因此，NCP 較CP 更不穩(wěn)定，與血管內(nèi)皮功能障礙及炎癥活動關(guān)系更密切，更易誘發(fā)心肌缺血。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)DS 在兩組中的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），這與Driessen 等［21］的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，但是僅使用狹窄率對缺血的預(yù)測效果相對較差。這可能是因?yàn)楣诿}DS 與病變特異性缺血具有相關(guān)性，但二者并非完全吻合，還與微循環(huán)、內(nèi)皮功能狀態(tài)、斑塊等因素有關(guān)。另外在FAME 研究中也證實(shí)了該點(diǎn)，冠脈中度狹窄患者中約三分之一的病變導(dǎo)致冠狀動脈特異性缺血［22］。本研究入組對象均為中重度管腔狹窄的冠心病患者，因此得出了較為一致的結(jié)果。

通過ROC 曲線分析顯示，F(xiàn)AI 和DS 對冠脈血流動力學(xué)異常具有較高的診斷價(jià)值，當(dāng)二者聯(lián)合使用時(shí)診斷效能明顯提高。該結(jié)果表明，聯(lián)合FAI 和DS 可能有助于區(qū)分冠脈血流是否受限，減少基于直徑狹窄評估和FFR 評估之間的不一致問題。基于此，這樣的聯(lián)合指標(biāo)使用方式有可能進(jìn)一步擴(kuò)大FAI 的臨床應(yīng)用。此外，筆者推測FAI 可能對FFR 灰區(qū)（0.75～0.85）診斷具有增量價(jià)值，有待進(jìn)一步研究。

研究局限性：（1）存在一定的選擇偏倚。（2）本研究針對阻塞性冠心病患者，一定程度上限制了臨床適用人群。（3）未進(jìn)行FFRCT與FFR 的準(zhǔn)確性檢驗(yàn)，盡管該軟件已經(jīng)過大量臨床試驗(yàn)并獲得國內(nèi)NMPA 三類證書及歐盟CE 證書，準(zhǔn)確性可靠性較高。

綜上所述，F(xiàn)AI 作為一種新型炎癥影像標(biāo)記物，在預(yù)測冠脈血流動力學(xué)異常方面具有增量價(jià)值，聯(lián)合FAI 和DS 可顯著提高對病變特異性缺血的診斷效能。隨著醫(yī)工結(jié)合技術(shù)的進(jìn)步，PCAT 將會有更大的應(yīng)用價(jià)值等待發(fā)掘。