Koronar billeddannelse og metaboliske indikatorer-baseret risikoprediktionsmodel for koronar hjertesygdom (CMI-RiskCAD) (CMI-RiskCAD)

Coronary Computed Tomography Angiography (CCTA), som i øjeblikket er den foretrukne ikke-invasive billedmodalitet til klinisk diagnostik af koronar arteriesygdom (CAD), muliggør ikke kun en intuitiv vurdering af koronar stenosegrad, men tillader også kvantitativ og kvalitativ analyse af koronar aterosklerotisk plakbyrde og fenotype. Kvantitativ CCTA integreret med kunstig intelligens, især convolutional neural network-algoritmer, har opnået hurtig og præcis kvantitativ diagnostik af aterosklerotiske plakker. En stor mængde forskning har vist, at højrisikoplakegenskaber identificeret af CCTA (såsom lav-attenuation plakker, positiv remodeling, spredt forkalkning og napkin-ring-tegnet) er tæt forbundet med forekomsten af akut koronart syndrom og kan bruges til at forudsige større uønskede kardiovaskulære hændelser (MACEs). Med fremskridt inden for billedefterbehandlingsteknikker kan CCTA også beregne CT Fractional Flow Reserve (CT-FFR) via dedikeret software, hvilket muliggør ikke-invasive vurderinger af, om en læsion forårsager hemodynamiske abnormiteter og myokardieiskæmi, og dermed delvist overvinder begrænsningerne ved rent anatomisk evaluering. Bemærkelsesværdigt er, at CCTA ikke kun fokuserer på intravaskulære og vaskulære vægændringer, men også tillader kvantitativ karakterisering af fenotypiske ændringer i perivaskulært fedtvæv (PVAT). Ved at beregne Perivascular Fat Attenuation Index (pFAI) kan det afspejle ændringer i PVAT-tæthed og sammensætning, hvilket indirekte indikerer inflammatorisk aktivitetsstatus i den lokale koronar arterievæg, og dermed giver et nyt billedperspektiv til forståelse af CAD fra "inflammation og stofskifte"-synspunktet. Ydermere kan CCTA karakterisere læsionsmønstrene for koronar aterosklerose baseret på fysiologiske og geometriske fordelingskarakteristika af vaskulaturen. For eksempel gør Pullback Pressure Gradient (PPG) afledt fra CCTA det muligt at foretage en omfattende kvantitativ vurdering af den longitudinale fordeling af CAD-vaskulaturen, hvilket muliggør klassificering af CAD-fenotyper som overvejende fokale eller diffuse. CT-FFR-gradienten, defineret som den maksimale øjeblikkelige CT-FFR-gradient pr. længdeenhed af blodkarret, er også for nylig blevet bekræftet at have øget forudsigelsesevne for fremtidige koronare hændelser, og beskriver dermed mere omfattende koronar aterosklerose med hensyn til både "læsionsfordelingsmønster" og "lokal funktionel sværhedsgrad".

Koronarangiografi (CAG), guldkvinden til diagnostik af CAD, har traditionelt været afhængig af stenosegrad og SYNTAX-score for at vurdere læsionernes anatomiske kompleksitet og interventional behandlings vanskelighed. Dog forbliver anatomisk information alene begrænset for at forudsige plakstabilitet og hændelsesrisiko. I de senere år har nye parametre såsom Radial Wall Strain (RWS) ekstraheret fra enkelt- eller fler-angiografiske visninger givet nye værktøjer til at identificere højrisikoplakker fra et vaskulært mekanikperspektiv. Studier har vist, at RWS kan afspejle de radiale deformationskarakteristika af arterievæggen under hjertets cyklus og udviser god korrelation med sårbare plakker og risikoen for plakruptur, hvilket giver håb som et supplementært indikator til risikostratificering udover traditionelle angiografiske parametre.

Samtidig kan intravaskulære billedteknikker såsom Intravascular Ultrasound (IVUS) og Optical Coherence Tomography (OCT) visualisere plaksammensætning, byrde og fibrøs kappemorfologi med høj opløsning, og kommer dermed tættere på den patologiske "sårbar plak"-fenotype. Koronare funktionelle vurderinger, såsom FFR, Quantitative Flow Ratio (QFR), Murray Law-Based QFR (μFR) og Coronary Angiography-derived FFR (caFFR), evaluerer fra et hemodynamisk perspektiv, om en stenose forårsager funktionel myokardieiskæmi. Den kontinuerlige udvikling af disse teknologier har adresseret begrænsningen af traditionel CAG, som kun vurderer anatomisk stenose og ikke præcist kan skelne mellem "iskæmi-fremkaldende" og "ikke-iskæmi-fremkaldende" læsioner, og reducerer dermed risikoen for overtreatment og oversete læsioner. Udover epikardiel storvaskulær sygdom er Coronary Microvascular Dysfunction (CMVD) også en betydelig mekanisme bag klinisk almindelig myokardieiskæmi. Til vurdering af mikrocirkulationsfunktion er der i de senere år opstået forskellige ikke-invasive eller minimalt invasive funktionsindeks, såsom Coronary Angiography-derived Index of Microcirculatory Resistance (caIMR), som omfattende afspejler myokardieiskæmibyrde fra perspektiverne af mikrocirkulationsmodstand og perfusions effektivitet. Dette giver en ny løsning til det kliniske problem med "tilstedeværelse af iskæmi og symptomer uden signifikant angiografisk stenose".

Udover billed- og funktionsinformation spiller rutinemæssige kliniske metaboliske og inflammatoriske markører også en afgørende rolle i udviklingen, progressionen og prognostisk evaluering af CAD. Eksempler inkluderer lavtæthedslipoprotein-kolesterol, triglycerid-glukoseindeks, lipoprotein(a), glykeret hæmoglobin, højfølsomt C-reaktivt protein, homocystein, fastende blodsukker og N-terminal pro-B-type natriuretisk peptid. Disse indeks afspejler kroppens samlede metaboliske status og kardiovaskulær risiko fra forskellige dimensioner, herunder lipidstofskifte, glykolipidstofskiftelidelser, kronisk inflammation, endotelfunktion, myokardiel stress og hjertets funktion. Studier har foreslået, at den kombinerede anvendelse af metaboliske og inflammatoriske markører med koronare billedegenskaber letter mere forfinet individuel risikostratificering og prognostisk forudsigelse.

Opsummerende skifter den nuværende vurdering af CAD gradvist fra et enkelt fokus på "anatomisk stenose" til en multidimensionel omfattende karakterisering, der omfatter "anatomisk struktur + funktionel evaluering + plakfenotype + perivaskulært miljø + systemisk metabolisk status". Dog mangler der stadig systematisk forskning på, hvordan man integrerer de nævnte flerkildeinformationer (såsom CCTA-plak og funktionsparametre, CAG og intravaskulær billedinformation, mikrocirkulationsfunktionsparametre og kliniske metaboliske indikatorer) i en enhedsrisikoforudsigelsesmodel, konstruerer modellen gennem retrospektiv analyse og efterfølgende validerer dens forudsigelsesværdi og kliniske gennemførlighed i en prospektiv kohorte. Derfor sigter dette projekt mod at integrere koronare billedegenskaber (inklusive CCTA og CAG-relaterede parametre), funktionsindeks og metaboliske markører for at konstruere en multimodal CAD-risikoforudsigelsesmodel. Modellen vil blive udviklet ved hjælp af en retrospektiv kohorte og dens præstation valideret ved hjælp af en prospektiv kohorte, og udforske dens anvendelsesværdi i klinisk risikostratificering og beslutningstagning.

Dette studie ledes af National Clinical Research Center for Cardiovascular Diseases og inviteres til at blive udført af flere kinesiske centre inklusive Beijing Anzhen Hospital.