基于CT冠状动脉周围脂肪测量对冠状动脉非钙化斑块风险分层的价值初探

刘晓滢,江杰,李俊,段慧,李霞,尹辰琳,韩丹

冠状动脉非钙化斑块所含成分不同,其中脂质、坏死核心活动性较大,易导致急性冠状动脉综合征(acute coronary syndrome,ACS)的发生,风险较高[1,2],因此对非钙化斑块的风险分层评估具有重要临床意义。冠状动脉CT血管造影(coronary computed tomography angiography,CCTA)作为冠心病首选筛查手段,广泛用于临床。冠状动脉周围脂肪作为一种新型生物影像标记物,被证明能够量化冠状动脉炎症,与血栓形成风险、斑块不稳定以及ACS风险等均呈正相关[3-7]。研究报道冠状动脉周围脂肪衰减指数(fat attenuation index,FAI)变化可定量反映冠心病患者冠状动脉周围炎性改变,FAI升高可作为冠状动脉粥样硬化量化残余血管炎症的重要指标[2,5]。但FAI值与非钙化斑块导致冠状动脉狭窄程度之间的相关性未见报道。因此本研究旨在探讨FAI值测量对不同狭窄程度及不同CT值的非钙化斑块进行风险分层的价值。

材料与方法

1．临床资料

回顾性收集2021年1月-2022年4月昆明医科大学第一附属医院因拟诊冠心病行CCTA检查,并且CCTA诊断冠状动脉仅存在非钙化斑块的患者。纳入标准:①CT图像质量可满足诊断需求;②非钙化斑块定义为斑块CT值≤120 HU[8],冠状动脉钙化积分(coronary artery calcification score,CCS)为0;③仅评估冠状动脉主支即冠状动脉左主干(left main,LM)、左前降支(left anterior descending artery,LAD)、右冠状动脉(right coronary artery,RCA)主干的非钙化斑块;④CCTA检查评价结果为中重度狭窄者于7日内行数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)检查。排除标准:①冠状动脉主干存在解剖学变异、心肌桥或病变位于心肌桥区域;②冠状动脉支架植入、心脏起搏器或人工金属瓣膜;③冠状动脉主干分支存在钙化;④存在两支及以上冠状动脉病变,单支冠状动脉存在多处病变。另选同期CCTA检查冠状动脉阴性患者作为对照组。最终纳入269例:病变组209例,年龄30～101,平均(62±12)岁,男160例,女49例;阴性对照组60例,年龄46～79,平均(59±9)岁,男28例,女32例。根据冠状动脉有无病变及管腔狭窄程度分为四组,包括正常组60例、轻度组104例、中度组63例和重度组42例。另根据病变组中各支冠状动脉非钙化斑块CT衰减系数高低分为三组:低衰减组(CT值≤30 HU)21例,中等衰减组(30

2．仪器与方法

CCTA采用GE 256排Revolution CT行动态容积扫描。扫描参数:管电压100 kV,管电流350～600 mAs,重建厚度0.625 mm。扫描范围:气管隆突至心尖下2 cm。采用非离子对比剂碘克沙醇以4～5 mL/s经肘静脉注入40～70 mL,注射完毕后追加30～50 mL生理盐水。图像重建视野17 cm×17 cm～20 cm×20 cm,根据心率重建出最佳舒张期及最佳收缩期图像,重建与观察图像首选心室舒张中期(60%～80% R-R间期)。观察图像的窗宽为800 HU,窗位为300 HU。

3．图像后处理及分析

将所有纳入的原始数据传输至Siemens Syngo-via后处理工作站及数坤冠状动脉CT造影图像分析软件,由两名经验丰富的放射科医生独立评价各支冠状动脉。首先采用CaScoring进行冠状动脉钙化斑块的检出和定量,确定CCS为0。再通过曲面重建图像分别测量各支冠状动脉非钙化斑块的CT值,由两名医师分别测量斑块内任意三个区域的CT值,后取平均值。在数坤冠状动脉CT造影图像分析软件上提取所有纳入的冠状动脉近端0～40 mm处冠状动脉周围脂肪,宽度由标准机器统一测定为据血管管壁外膜半径2 mm的管状距离。软件自动计算出范围内的FAI值。脂肪组织的CT值标准机器统一设定域值为-190～-30 HU。

4．统计学分析

结 果

1．正常组与病变组斑块临床资料及FAI值比较

两名医师的测量结果采用Kappa一致性检验分析,Kappa值为0.873(>0.75),一致性较好。冠状动脉正常组与病变组之间性别、年龄差异无统计学意义(P>0.05),FAI值差异有统计学意义(P<0.05)。另将病变组按不同斑块CT衰减系数分组,各亚组间性别、年龄差异均无统计学意义(P>0.05),经Kruskal-WallisH检验后得出低、中等、高等衰减组间非钙化斑块在FAI上差异有统计学意义(P<0.05),见表1。进一步经Bonferroni两两成对比较得出低衰减组与中等衰减组及高衰减组差异均有统计学意义(P=0.013,P<0.001),但中等衰减组与高衰减组在FAI上差异无统计学意义(P=0.102)。

表1 不同斑块CT衰减系数组间性别、年龄及FAI值的差异比较

2．冠状动脉非钙化斑块导致不同管腔狭窄程度FAI值的差异

不同管腔狭窄程度亚组间性别、年龄差异无统计学意义(P>0.05),经Kruskal-WallisH检验后得出由非钙化斑块导致的管腔不同狭窄程度在FAI值上差异有统计学意义(P<0.05),见表2。进一步经Bonferroni两两成对比较得出正常组与管腔轻度、中度及重度狭窄组差异均有统计学意义(P<0.05),轻度狭窄组与中度狭窄组、轻度狭窄组与重度狭窄组差异也有统计学意义(P<0.05),但中度狭窄组与重度狭窄组在FAI上差异无统计学意义(P>0.05),见表3、图1～2。

图1 男,46岁,临床拟诊冠心病,LAD主干近段非钙化斑块CT值测量及周围脂肪提取示意图。a)显示管腔近段轻度狭窄,斑块平均CT值约61.40HU;b)数坤自动提取冠状动脉周围脂肪并计算得出测量位LAD周围FAI值为-79HU。 图2 男,43岁,临床拟诊冠心病,LAD主干近段非钙化斑块CT值测量及周围脂肪提取示意图。a)显示管腔近段重度狭窄,斑块平均CT值约28.50HU;b)数坤自动提取冠状动脉周围脂肪并计算得出测量位LAD周围FAI值为-69HU。

表2 不同管腔狭窄程度组间性别、年龄及FAI值的差异比较

表3 不同管腔狭窄程度组间年龄及FAI值组间比较

3．冠状动脉不同管腔狭窄程度、不同CT值的非钙化斑块与FAI的相关性

Spearman相关性分析显示,由非钙化斑块引起的管腔轻度、中度、重度狭窄与FAI呈正相关(Rs=0.534,P<0.001),斑块CT衰减系数与FAI呈负相关(Rs=-0.271,P<0.001,图3～4)。

图3 a)随着管腔狭窄程度的加重,FAI值随之增高,FAI与管腔狭窄程度呈正相关;b)随着非钙化斑块CT衰减系数的增高,FAI值随之下降,FAI与非钙化斑块CT衰减系数呈负相关。 图4 冠状动脉不同管腔狭窄程度、不同CT值的非钙化斑块在FAI的差异箱图。a)不同管腔狭窄程度FAI值的差异;b)不同CT值的非钙化斑块在FAI的差异。

讨 论

对冠心病患者而言,冠状动脉事件发生的风险预测比评价冠状动脉狭窄程度更为重要[5]。大量研究表明冠状动脉周围FAI对心血管不良事件的诊断及预测具有重要意义,同时对易损斑块的评估在急性冠状动脉事件预测中也占有不可或缺的地位,不稳定的非钙化斑块因其脂质成分含量及炎性水平较高,非钙化斑块负荷增加,FAI随之增高[6-10]。本研究探讨不同狭窄程度及不同CT值的非钙化斑块与FAI的相关性,旨在基于FAI对不同形态学表现的冠状动脉非钙化斑块进行功能学水平的风险分层。

冠状动脉斑块稳定程度不同,风险程度也不同。不稳定的非钙化斑块属易损斑块,其内除了炎性细胞及脂质成分沉积外,还有大量新生血管形成,而新生血管质脆、易破裂,造成斑块内出血,加剧斑块破裂,早期对其进行风险评估及干预,可大幅降低ACS发生率及患者死亡率[6,11]。Nakajima等[12]研究纳入198例行CCTA和光学相干断层扫描的非ST段抬高ACS患者,其中斑块破裂组107例,斑块侵蚀组91例,在罪犯病变周围和所有冠状动脉近端40 mm处测量FAI值,结果表明斑块破裂组FAI值显著高于斑块侵蚀组,提示FAI值对斑块的风险分层或将有重大意义。

研究表明随着冠状动脉管腔狭窄程度的加重,管壁非钙化斑块中的软斑块(CT值<50 HU)所占的比例会有所增加,且软斑块主要与重度狭窄密切相关,混合性斑块与中度狭窄密切相关[13,14]。本研究结果显示冠状动脉不同管腔狭窄程度的非钙化斑块周围FAI不同,非钙化斑块导致的管腔由轻度狭窄增加至中重度狭窄时,FAI平均值明显增高,而中度狭窄至重度狭窄时,FAI平均值增高不明显,表明冠状动脉炎性水平在轻度狭窄时低于中重度狭窄,但中度狭窄与重度狭窄之间炎性水平增高不明显。也有学者提出相同狭窄率的斑块,ACS患者与稳定性冠心病患者的罪犯病变斑块相比,非钙化斑块负荷更大、斑块CT衰减更低[15]。

Tzolos等[16]研究结果表明在预测心肌梗死方面,低衰减斑块(low attenuation plaque,LAP)负荷的曲线下面积(AUC=0.71)高于FAI(AUC=0.64),当联合两项指标时,曲线下面积有所增加(AUC=0.75),提出经CCTA确定的LAP负荷和FAI均可预测未来心肌梗死风险结局,二者对致死性或非致死性心肌梗死的风险具有显著和互补的预测价值。本研究结果显示不同CT值的非钙化斑块周围FAI不同,其中低衰减组FAI平均值明显低于中等及高衰减组,表明低衰减组冠状动脉炎性水平较高,提示同形态学水平的该类非钙化斑块风险性更高。

本研究存在以下主要不足:①样本量较小,需要大样本、多机器型号研究验证。②数坤冠状动脉CT造影图像分析软件提取FAI目前处于科研阶段,尚未拿到国家CFDA证,有待多中心研究证实。

综上,若基于FAI对非钙化斑块风险分层,或许能够较好地提示临床结合患者个体情况考虑是否通过采取抗炎治疗以降低冠心病的进展情况及心脏不良事件的发生。