阻塞性冠心病患者CCTA高危斑块特征和冠状动脉狭窄程度与冠状动脉血流储备分数异常的关联性分析

杨 飞, 陈 蓉, 杨智翔, 杨 越, 庞智英, 贾 鹏, 崔书君, 王大伟

血流储备分数(fractional flow reserve,FFR)是目前临床诊断冠状动脉特异性狭窄病变引起血流动力学异常的金标准[1-2],可准确反映心肌缺血的程度[3]。研究证实基于CT的血流储备分数(CT-derived fractional flow reserve,FFRCT)可以无创、准确地评估冠状动脉狭窄引起的特异性缺血性病变,且与有创FFR具有较高的一致性[4-6]。近年来,越来越多的研究结果显示,冠状动脉管腔的狭窄程度与心肌缺血之间往往不匹配,许多冠心病临界病变并未引起心肌缺血[7]。有学者认为冠状动脉粥样硬化斑块特征可能是造成这种不匹配现象的原因[8]。高危斑块特征的半定量评估法方便、快捷,无需特殊软件。鉴于此,本研究旨在通过半定量评估法探讨高危斑块特征及冠状动脉狭窄程度对冠心病患者FFRCT的影响,以期更好地识别血流动力学异常患者,为临床诊断FFRCT异常提供参考。

1 资料与方法

1.1临床资料 回顾性分析2017年1月至2018年6月于河北北方学院附属第一医院行冠状动脉CT成像(coronary computed tomography angiography,CCTA)检查的139例阻塞性冠心病(obstructive coronary artery disease,CAD)患者临床资料,其中男105例,女34例,年龄41～79(61.80±8.60)岁,体质量指数16.90～32.90(24.60±2.80)kg/m2。有吸烟史53例(38.13%),冠心病家族史27例(19.42%)。合并高血压病96例(69.06%),糖尿病53例(38.13%),高脂血症41例(29.50%)。共纳入205支冠状动脉,其中前降支125支(60.98%),回旋支36支(17.56%),右冠状动脉43支(20.98%),左主干1支(0.48%)。本研究参照既往FFRCT相关临床研究结果[9],将FFRCT临界值设为0.80。将冠状动脉分为FFRCT异常组(FFRCT≤0.80,117支)和FFRCT正常组(FFRCT>0.80,88支)。本研究获河北北方学院附属第一医院医学伦理委员会批准(批号：K2020237)。

1.2纳入与排除标准 纳入标准：(1)年龄18～90岁。(2)符合CAD的诊断标准[10]。(3)接受CCTA检查且结果显示为一支或多支冠状动脉阻塞性狭窄。(4)冠状动脉狭窄程度为中度(≥50%)及以上。排除标准：(1)临床疑诊急性冠状动脉综合征者。(2)既往有心脏手术或支架置入史者。(3)CCTA图像存在严重钙化、伪影及噪声者。(4)FFRCT分析失败者。

1.3CCTA扫描方案 治疗前采用佳能640层Aquilion One动态容积CT机(Toshiba Medical Systems,日本)进行扫描。扫描范围为气管分叉处至膈肌水平。主要参数：管电压为100 kV,管电流采用自动调节技术。采用SureStart软件自动触发扫描,监测设定在降主动脉中央层面,阈值为300 HU。钙化积分扫描完成后,经患者肘前静脉以5.5 mL/s速率注射碘克沙醇(320 mgI/mL,中国扬子江药业集团,国药准字H20143309)60～80 mL,随即注入生理盐水30 mL。

1.4冠状动脉狭窄程度及斑块特征分析 由2名具有5年以上心胸影像诊断经验的主治医师通过斑块分析软件(Version 4.0,Toshiba Medical Systems)共同评估冠状动脉狭窄程度及高危斑块特征,并由具有10年心胸影像学诊断经验的高年资医师确认。采用2016年国际心血管CT协会发布的冠状动脉疾病报告与数据系统(Coronary Artery Disease Reporting and Data System,CAD-RADS)[11]评估冠状动脉狭窄程度：管径狭窄率<25%为轻微狭窄,管径狭窄率25%～49%为轻度狭窄,管径狭窄率50%～69%为中度狭窄,管径狭窄率70%～99%为重度狭窄,管径狭窄率100%为血管闭塞。高危斑块特征半定量评估参数[12]：(1)低密度斑块(low attenuation plaque,LAP)为斑块区CT值<30 HU。(2)点状钙化(spotty calcification,SC)为斑块钙化长度<3 mm。(3)餐巾环征(napkin-ring sign,NRS)为环状高密度影围绕中央低密度粥样硬化斑块。(4)重构指数(remodeling index,RI)为病变处最大血管横截面积与近端参考横截面积之比,RI≥1.1为正性重构(positive remodeling,PR)[13-14]。

1.5FFRCT分析 采用深圳科亚医疗科技有限公司的深脉分数软件分析CCTA图像,自动计算各支冠状动脉FFRCT值。在斑块远端2～3 cm处测量,若一支冠状动脉多处发生病变,则测量最远端病变处FFRCT值[15]。冠状动脉重度狭窄与高危斑块特征联合预测FFRCT异常的临床应用,见图1。

ⓐCCTA曲面重建图像可见前降支近段LAP、管腔重度狭窄;ⓑ斑块短轴面图像及冠状动脉拉直像;ⓒFFRCT图,病变冠状动脉FFRCT值为0.76

2 结果

2.1两组高危斑块特征及冠状动脉狭窄程度比较

FFRCT异常组冠状动脉PR、LAP发生率显著高于FFRCT正常组(P<0.05),两组NRS、SC发生率比较差异无统计学意义(P>0.05),两组冠状动脉狭窄程度比较差异有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 两组高危斑块特征及冠状动脉狭窄程度比较[n(%)]

2.2不同高危斑块特征的冠状动脉FFRCT异常发生情况 205支冠状动脉中,存在PR的冠状动脉FFRCT异常发生率为73.61%(53/72),存在LAP的冠状动脉FFRCT异常发生率为79.69%(51/64),PR及LAP均不存在的冠状动脉FFRCT异常发生率为37.50%(36/96),PR及LAP均存在的冠状动脉FFRCT异常发生率为85.19%(23/27)。

2.3冠状动脉重度狭窄及高危斑块特征与FFRCT异常的多因素logistic回归分析结果 以FFRCT异常发生情况(1=发生,0=不发生)为因变量,以表1中有统计学意义的指标作为自变量,进行多因素logistic回归分析,结果显示冠状动脉重度狭窄、LAP、PR是促进FFRCT异常的独立危险因素(P<0.05),见表2。

表2 冠状动脉重度狭窄及高危斑块特征与FFRCT异常的多因素logistic回归分析结果

3 讨论

3.1目前CCTA是CAD的一线影像学检查方法,充分利用CCTA图像对病变进行功能学评估,对于冠状动脉粥样硬化患者的诊治具有重要临床意义[16-17]。近年来,国内外许多学者基于CCTA图像开展研究,包括斑块定量及半定量分析、斑块负荷、FFRCT、冠状动脉周围脂肪衰减系数、流体力学特征等多种方法的联合应用,有助于指导CAD患者的诊疗及预后评估[18]。但多种方法联合应用的同时也延长了评估时间,临床实际操作受限。高危斑块特征的半定量评估法简单、快捷,无需特殊软件,可操作性强,可在临床工作中广泛应用。而斑块定量评估方法,由于不同的测量软件、不同的研究对象、斑块的成分参数较多,往往导致研究结果不完全一致。因此,本研究采用半定量评估法探讨高危斑块特征对CAD患者FFRCT异常的影响。

3.2目前,LAP、PR、NRS和SC都被认为是高危斑块特征[19-20]。Driessen等[21]研究显示冠状动脉斑块形态学特征对FFR有负性影响。Shmilovich等[22]研究显示CCTA严重狭窄斑块中存在LAP和PR对心肌灌注不足具有较强的预测效能。以上研究结果均表明高危斑块特征可预测冠状动脉缺血性病变。本研究发现,LAP、PR是FFRCT异常的独立危险因素,有助于识别FFRCT异常。LAP是斑块内的脂质核心,可引起血管炎症、内皮功能障碍和剪切应力模式改变等,抑制冠状动脉舒张,进而加重心肌灌注不足[23],导致FFRCT下降。PR对FFRCT的影响与斑块负荷相似,由于斑块中的炎性细胞聚集、成分复杂,斑块内出血、纤维帽破裂等均可导致下游心肌缺血[24],使FFRCT下降。更重要的是,LAP和PR是二分类变量,且无需特殊软件,可以快速评估,方便快捷,可在临床中推广应用。

3.3本研究结果显示,NRS及SC不是FFRCT异常的独立危险因素,这与既往研究结论一致[22,25],原因考虑如下：(1)病理证实的微钙化可能超出了CCTA的检测范围。(2)微钙化可能代表动脉粥样斑块演变的后期,先于缺血产生。(3)NRS及SC可能与其他形态特征(如PR或LAP)有关,但本身不会导致缺血。也有部分学者认为SC、NRS可预测缺血性病变[26],需扩大样本量来进一步验证结论。

3.4本研究发现,存在PR或LAP的血管FFRCT异常发生率增加。Gaur等[27]发现LAP容积≥30 mm3与FFR异常相关。还有一些研究使用机器学习方法定量分析高危斑块特征与病变特异性缺血[26]。以上研究均表明高危斑块特征与有创FFR测量的病变特异性缺血之间存在关联,这说明高危斑块的存在可预测心肌血流受损[28],即FFRCT异常。

3.5本研究中,两组冠状动脉狭窄程度比较差异有统计学意义(P<0.05)。Advanced FFRCT注册中心的5 083例患者的数据也显示FFRCT>0.80组患者冠状动脉狭窄<50%的发生率为43.8%,而FFRCT≤0.80组为14.4%,差异有统计学意义(P<0.001)[29]。Tonino等[30]研究发现即使冠状动脉狭窄达71%～90%,其中约20%的病变并不会引起特异性心肌缺血。可见,冠状动脉狭窄程度与心肌缺血之间存在不匹配的情况,冠状动脉狭窄程度与FFRCT异常的相关性较弱。因此单独应用冠状动脉狭窄程度评估FFRCT异常的价值有限。

3.6本研究的局限性：(1)样本量较少,且为单中心回顾性研究,可能存在选择偏倚。(2)未采用金标准,未与有创FFR进行对比。但国内外诸多研究认为,FFRCT对于冠状动脉狭窄和缺血的诊断及评价是准确的,与FFR相关性较强[31]。(3)由于空间分辨率的限制和部分容积效应,LAP的测量可能受影响。

综上所述,高危斑块特征的半定量评估方法结合冠状动脉狭窄程度能够有效识别FFRCT异常,提高工作效率,在避免不必要的FFRCT或其他相关检查的同时,更好地识别特异性缺血病变,提高医疗资源的合理使用,适合在临床中推广应用。