基于CT冠狀動脈周圍脂肪測量對冠狀動脈非鈣化斑塊風(fēng)險分層的價值初探

劉曉瀅,江杰,李俊,段慧,李霞,尹辰琳,韓丹

冠狀動脈非鈣化斑塊所含成分不同,其中脂質(zhì)、壞死核心活動性較大,易導(dǎo)致急性冠狀動脈綜合征(acute coronary syndrome,ACS)的發(fā)生,風(fēng)險較高[1,2],因此對非鈣化斑塊的風(fēng)險分層評估具有重要臨床意義。冠狀動脈CT血管造影(coronary computed tomography angiography,CCTA)作為冠心病首選篩查手段,廣泛用于臨床。冠狀動脈周圍脂肪作為一種新型生物影像標(biāo)記物,被證明能夠量化冠狀動脈炎癥,與血栓形成風(fēng)險、斑塊不穩(wěn)定以及ACS風(fēng)險等均呈正相關(guān)[3-7]。研究報道冠狀動脈周圍脂肪衰減指數(shù)(fat attenuation index,FAI)變化可定量反映冠心病患者冠狀動脈周圍炎性改變,FAI升高可作為冠狀動脈粥樣硬化量化殘余血管炎癥的重要指標(biāo)[2,5]。但FAI值與非鈣化斑塊導(dǎo)致冠狀動脈狹窄程度之間的相關(guān)性未見報道。因此本研究旨在探討FAI值測量對不同狹窄程度及不同CT值的非鈣化斑塊進(jìn)行風(fēng)險分層的價值。

材料與方法

1．臨床資料

回顧性收集2021年1月-2022年4月昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院因擬診冠心病行CCTA檢查,并且CCTA診斷冠狀動脈僅存在非鈣化斑塊的患者。納入標(biāo)準(zhǔn):①CT圖像質(zhì)量可滿足診斷需求;②非鈣化斑塊定義為斑塊CT值≤120 HU[8],冠狀動脈鈣化積分(coronary artery calcification score,CCS)為0;③僅評估冠狀動脈主支即冠狀動脈左主干(left main,LM)、左前降支(left anterior descending artery,LAD)、右冠狀動脈(right coronary artery,RCA)主干的非鈣化斑塊;④CCTA檢查評價結(jié)果為中重度狹窄者于7日內(nèi)行數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)檢查。排除標(biāo)準(zhǔn):①冠狀動脈主干存在解剖學(xué)變異、心肌橋或病變位于心肌橋區(qū)域;②冠狀動脈支架植入、心臟起搏器或人工金屬瓣膜;③冠狀動脈主干分支存在鈣化;④存在兩支及以上冠狀動脈病變,單支冠狀動脈存在多處病變。另選同期CCTA檢查冠狀動脈陰性患者作為對照組。最終納入269例:病變組209例,年齡30～101,平均(62±12)歲,男160例,女49例;陰性對照組60例,年齡46～79,平均(59±9)歲,男28例,女32例。根據(jù)冠狀動脈有無病變及管腔狹窄程度分為四組,包括正常組60例、輕度組104例、中度組63例和重度組42例。另根據(jù)病變組中各支冠狀動脈非鈣化斑塊CT衰減系數(shù)高低分為三組:低衰減組(CT值≤30 HU)21例,中等衰減組(30

2．儀器與方法

CCTA采用GE 256排Revolution CT行動態(tài)容積掃描。掃描參數(shù):管電壓100 kV,管電流350～600 mAs,重建厚度0.625 mm。掃描范圍:氣管隆突至心尖下2 cm。采用非離子對比劑碘克沙醇以4～5 mL/s經(jīng)肘靜脈注入40～70 mL,注射完畢后追加30～50 mL生理鹽水。圖像重建視野17 cm×17 cm～20 cm×20 cm,根據(jù)心率重建出最佳舒張期及最佳收縮期圖像,重建與觀察圖像首選心室舒張中期(60%～80% R-R間期)。觀察圖像的窗寬為800 HU,窗位為300 HU。

3．圖像后處理及分析

將所有納入的原始數(shù)據(jù)傳輸至Siemens Syngo-via后處理工作站及數(shù)坤冠狀動脈CT造影圖像分析軟件,由兩名經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)生獨立評價各支冠狀動脈。首先采用CaScoring進(jìn)行冠狀動脈鈣化斑塊的檢出和定量,確定CCS為0。再通過曲面重建圖像分別測量各支冠狀動脈非鈣化斑塊的CT值,由兩名醫(yī)師分別測量斑塊內(nèi)任意三個區(qū)域的CT值,后取平均值。在數(shù)坤冠狀動脈CT造影圖像分析軟件上提取所有納入的冠狀動脈近端0～40 mm處冠狀動脈周圍脂肪,寬度由標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器統(tǒng)一測定為據(jù)血管管壁外膜半徑2 mm的管狀距離。軟件自動計算出范圍內(nèi)的FAI值。脂肪組織的CT值標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器統(tǒng)一設(shè)定域值為-190～-30 HU。

4．統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

1．正常組與病變組斑塊臨床資料及FAI值比較

兩名醫(yī)師的測量結(jié)果采用Kappa一致性檢驗分析,Kappa值為0.873(>0.75),一致性較好。冠狀動脈正常組與病變組之間性別、年齡差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),FAI值差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。另將病變組按不同斑塊CT衰減系數(shù)分組,各亞組間性別、年齡差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),經(jīng)Kruskal-WallisH檢驗后得出低、中等、高等衰減組間非鈣化斑塊在FAI上差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1。進(jìn)一步經(jīng)Bonferroni兩兩成對比較得出低衰減組與中等衰減組及高衰減組差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.013,P<0.001),但中等衰減組與高衰減組在FAI上差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.102)。

表1 不同斑塊CT衰減系數(shù)組間性別、年齡及FAI值的差異比較

2．冠狀動脈非鈣化斑塊導(dǎo)致不同管腔狹窄程度FAI值的差異

不同管腔狹窄程度亞組間性別、年齡差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),經(jīng)Kruskal-WallisH檢驗后得出由非鈣化斑塊導(dǎo)致的管腔不同狹窄程度在FAI值上差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表2。進(jìn)一步經(jīng)Bonferroni兩兩成對比較得出正常組與管腔輕度、中度及重度狹窄組差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),輕度狹窄組與中度狹窄組、輕度狹窄組與重度狹窄組差異也有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),但中度狹窄組與重度狹窄組在FAI上差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表3、圖1～2。

圖1 男,46歲,臨床擬診冠心病,LAD主干近段非鈣化斑塊CT值測量及周圍脂肪提取示意圖。a)顯示管腔近段輕度狹窄,斑塊平均CT值約61.40HU;b)數(shù)坤自動提取冠狀動脈周圍脂肪并計算得出測量位LAD周圍FAI值為-79HU。 圖2 男,43歲,臨床擬診冠心病,LAD主干近段非鈣化斑塊CT值測量及周圍脂肪提取示意圖。a)顯示管腔近段重度狹窄,斑塊平均CT值約28.50HU;b)數(shù)坤自動提取冠狀動脈周圍脂肪并計算得出測量位LAD周圍FAI值為-69HU。

表2 不同管腔狹窄程度組間性別、年齡及FAI值的差異比較

表3 不同管腔狹窄程度組間年齡及FAI值組間比較

3．冠狀動脈不同管腔狹窄程度、不同CT值的非鈣化斑塊與FAI的相關(guān)性

Spearman相關(guān)性分析顯示,由非鈣化斑塊引起的管腔輕度、中度、重度狹窄與FAI呈正相關(guān)(Rs=0.534,P<0.001),斑塊CT衰減系數(shù)與FAI呈負(fù)相關(guān)(Rs=-0.271,P<0.001,圖3～4)。

圖3 a)隨著管腔狹窄程度的加重,FAI值隨之增高,FAI與管腔狹窄程度呈正相關(guān);b)隨著非鈣化斑塊CT衰減系數(shù)的增高,FAI值隨之下降,FAI與非鈣化斑塊CT衰減系數(shù)呈負(fù)相關(guān)。 圖4 冠狀動脈不同管腔狹窄程度、不同CT值的非鈣化斑塊在FAI的差異箱圖。a)不同管腔狹窄程度FAI值的差異;b)不同CT值的非鈣化斑塊在FAI的差異。

討 論

對冠心病患者而言,冠狀動脈事件發(fā)生的風(fēng)險預(yù)測比評價冠狀動脈狹窄程度更為重要[5]。大量研究表明冠狀動脈周圍FAI對心血管不良事件的診斷及預(yù)測具有重要意義,同時對易損斑塊的評估在急性冠狀動脈事件預(yù)測中也占有不可或缺的地位,不穩(wěn)定的非鈣化斑塊因其脂質(zhì)成分含量及炎性水平較高,非鈣化斑塊負(fù)荷增加,FAI隨之增高[6-10]。本研究探討不同狹窄程度及不同CT值的非鈣化斑塊與FAI的相關(guān)性,旨在基于FAI對不同形態(tài)學(xué)表現(xiàn)的冠狀動脈非鈣化斑塊進(jìn)行功能學(xué)水平的風(fēng)險分層。

冠狀動脈斑塊穩(wěn)定程度不同,風(fēng)險程度也不同。不穩(wěn)定的非鈣化斑塊屬易損斑塊,其內(nèi)除了炎性細(xì)胞及脂質(zhì)成分沉積外,還有大量新生血管形成,而新生血管質(zhì)脆、易破裂,造成斑塊內(nèi)出血,加劇斑塊破裂,早期對其進(jìn)行風(fēng)險評估及干預(yù),可大幅降低ACS發(fā)生率及患者死亡率[6,11]。Nakajima等[12]研究納入198例行CCTA和光學(xué)相干斷層掃描的非ST段抬高ACS患者,其中斑塊破裂組107例,斑塊侵蝕組91例,在罪犯病變周圍和所有冠狀動脈近端40 mm處測量FAI值,結(jié)果表明斑塊破裂組FAI值顯著高于斑塊侵蝕組,提示FAI值對斑塊的風(fēng)險分層或?qū)⒂兄卮笠饬x。

研究表明隨著冠狀動脈管腔狹窄程度的加重,管壁非鈣化斑塊中的軟斑塊(CT值<50 HU)所占的比例會有所增加,且軟斑塊主要與重度狹窄密切相關(guān),混合性斑塊與中度狹窄密切相關(guān)[13,14]。本研究結(jié)果顯示冠狀動脈不同管腔狹窄程度的非鈣化斑塊周圍FAI不同,非鈣化斑塊導(dǎo)致的管腔由輕度狹窄增加至中重度狹窄時,FAI平均值明顯增高,而中度狹窄至重度狹窄時,FAI平均值增高不明顯,表明冠狀動脈炎性水平在輕度狹窄時低于中重度狹窄,但中度狹窄與重度狹窄之間炎性水平增高不明顯。也有學(xué)者提出相同狹窄率的斑塊,ACS患者與穩(wěn)定性冠心病患者的罪犯病變斑塊相比,非鈣化斑塊負(fù)荷更大、斑塊CT衰減更低[15]。

Tzolos等[16]研究結(jié)果表明在預(yù)測心肌梗死方面,低衰減斑塊(low attenuation plaque,LAP)負(fù)荷的曲線下面積(AUC=0.71)高于FAI(AUC=0.64),當(dāng)聯(lián)合兩項指標(biāo)時,曲線下面積有所增加(AUC=0.75),提出經(jīng)CCTA確定的LAP負(fù)荷和FAI均可預(yù)測未來心肌梗死風(fēng)險結(jié)局,二者對致死性或非致死性心肌梗死的風(fēng)險具有顯著和互補(bǔ)的預(yù)測價值。本研究結(jié)果顯示不同CT值的非鈣化斑塊周圍FAI不同,其中低衰減組FAI平均值明顯低于中等及高衰減組,表明低衰減組冠狀動脈炎性水平較高,提示同形態(tài)學(xué)水平的該類非鈣化斑塊風(fēng)險性更高。

本研究存在以下主要不足:①樣本量較小,需要大樣本、多機(jī)器型號研究驗證。②數(shù)坤冠狀動脈CT造影圖像分析軟件提取FAI目前處于科研階段,尚未拿到國家CFDA證,有待多中心研究證實。

綜上,若基于FAI對非鈣化斑塊風(fēng)險分層,或許能夠較好地提示臨床結(jié)合患者個體情況考慮是否通過采取抗炎治療以降低冠心病的進(jìn)展情況及心臟不良事件的發(fā)生。