Koronarisen kuvantamisen ja metabolisten indikaattoreiden perustuva riskiennakkomalli sepelvaltimotaudille (CMI-RiskCAD) (CMI-RiskCAD)

Koronariangiografia eli koronaaritietokonetomografia (CCTA) on tällä hetkellä suositeltu ei-invasiivinen kuvantamismenetelmä sepelvaltimotaudin (CAD) kliiniseen diagnostiikkaan. Se ei ainoastaan mahdollista koronaaristen ahtaumien vakavuuden intuitiivista arviointia, vaan myös koronaarisen ateroskleroottisen plakin määrän ja fenotyypin kvantitatiivista ja kvalitatiivista analyysiä. Koneoppimiseen, erityisesti konvoluutioneuroverkkoalgoritmeihin, integroitu kvantitatiivinen CCTA on saavuttanut nopean ja tarkan kvantitatiivisen diagnoosin ateroskleroottisista plakeista. Laaja tutkimuskirjallisuus on osoittanut, että CCTA:n tunnistamat korkean riskin plakkipiirteet (kuten matalan absorptiokertoimen plakit, positiivinen remodellointi, täplämäiset kalkkeumat ja servettirengasmerkki) liittyvät läheisesti akuutin sepelvaltimoiden oireyhtymän ilmaantumiseen ja niitä voidaan käyttää suurten haitallisten sydän- ja verisuonitapahtumien (MACE) ennustamiseen. Kuvantamisen jälkikäsittelytekniikoiden edistymisen myötä CCTA voi myös laskea CT-fraktioitu virtausvaranto (CT-FFR) erikoistuneella ohjelmistolla, mahdollistaen ei-invasiivisen arvion siitä, aiheuttaako ahtauma hemodynaamisia poikkeavuuksia ja sydänlihaksen iskemiaa, ja näin osittain voittaa pelkästään anatomiasta tehdyn arvioinnin rajoitukset. Huomionarvoista on, että CCTA ei keskitty ainoastaan intravaskulaarisiin ja verisuonen seinämän muutoksiin, vaan mahdollistaa myös perivaskulaarisen rasvakudoksen (PVAT) fenotyyppisten muutosten kvantitatiivisen karakterisoinnin. Laskemalla perivaskulaarinen rasvan absorptioindeksi (pFAI) se voi heijastaa PVAT:n tiheyden ja koostumuksen muutoksia, osoittaen epäsuorasti paikallisen koronaariarterian seinämän tulehdusaktiivisuuden tilaa, tarjoten näin uuden kuvantamisperspektiivin CAD:n ymmärtämiseen "tulehdus ja aineenvaihdunta" -näkökulmasta. Lisäksi CCTA voi karakterisoida koronaarisen ateroskleroosin vaurioiden kuvioita perustuen verisuoniston fysiologisiin ja geometrisiin jakautumispiirteisiin. Esimerkiksi CCTA:sta johdettu Pullback-painegradientti (PPG) mahdollistaa kattavan kvantitatiivisen arvion CAD-verisuoniston pitkittäisestä jakautumisesta, mahdollistaen CAD-fenotyyppien luokittelun pääasiassa fokaaleiksi tai diffuusiksi. CT-FFR-gradientti, määriteltynä suurimpana hetkellisenä CT-FFR-gradienttina verisuonen pituusyksikköä kohden, on myös äskettäin vahvistettu omaavan lisääntyvän ennustuskyvyn tuleville koronaaritapahtumille, kuvaillen näin koronaarista ateroskleroosia kattavammin sekä "vaurioiden jakautumiskuvion" että "paikallisen toiminnallisen vakavuuden" kannalta.

Koronariangiografia (CAG), CAD:n diagnosoinnin kultainen standardi, on perinteisesti luottanut ahtauman vakavuuteen ja SYNTAX-pisteeseen arvioidakseen vaurioiden anatomista monimutkaisuutta ja interventiohoidon vaikeutta. Kuitenkin pelkkä anatominen informaatio on edelleen rajallista plakin stabiilisuuden ja tapahtumariskin ennustamisessa. Viime vuosina uudet parametrit, kuten yhdestä tai useammasta angiografisesta näkökulmasta erotettu säteittäinen seinämän venymä (RWS), ovat tarjonneet uusia työkaluja korkean riskin plakkien tunnistamiseen verisuonimekaniikan näkökulmasta. Tutkimukset ovat osoittaneet, että RWS voi heijastaa valtimon seinämän säteittäisiä muodonmuutospiirteitä sydämen syklin aikana ja osoittaa hyvää korrelaatiota hauraiden plakkien ja plakin repeämisen riskin kanssa, toivoen olevansa täydentävä indikaattori riskin kerrostamiseen perinteisten angiografisten parametrien ulkopuolella.

Samaan aikaan intravaskulaariset kuvantamistekniikat, kuten intravaskulaarinen ultraääni (IVUS) ja optinen koherenssitomografia (OCT), voivat visualisoida plakin koostumuksen, määrän ja sidekapselin morfologian korkealla resoluutiolla, lähestyen lähemmin patologista "hauraan plakin" fenotyyppiä. Koronaariset toiminnalliset arviot, kuten FFR, kvantitatiivinen virtaussuhde (QFR), Murrayn lakiin perustuva QFR (μFR) ja koronariangiografiasta johdettu FFR (caFFR), arvioivat hemodynaamisen näkökulman kautta, aiheuttaako ahtauma toiminnallista sydänlihaksen iskemiaa. Näiden teknologioiden jatkuva kehitys on käsitellyt perinteisen CAG:n rajoituksen, joka arvioi vain anatomista ahtaumaa eikä voi tarkasti erottaa "iskemiaa aiheuttavia" ja "ei-iskemiaa aiheuttavia" vaurioita, vähentäen näin ylihoidon ja ohitetun vaurion riskejä. Epikardiaalisten suurten verisuonten taudinkuvan ulkopuolella koronaarinen mikrovaskulaarinen dysfunktio (CMVD) on myös merkittävä mekanismi kliinisesti yleisen sydänlihaksen iskemian taustalla. Mikrokierron toiminnan arvioimiseksi erilaisia ei-invasiivisia tai minimaalisesti invasiivisia toiminnallisia indeksejä on noussut esiin viime vuosina, kuten koronariangiografiasta johdettu mikrokierron vastusindeksi (caIMR), joka kattavasti heijastaa sydänlihaksen iskemian taakkaa mikrokierron vastuksen ja perfuusion tehokkuuden näkökulmista. Tämä tarjoaa uuden ratkaisun kliiniseen pulmaan "iskemian ja oireiden läsnäolosta ilman merkittävää angiografista ahtaumaa".

Kuvantamis- ja toiminnallisen informaation lisäksi rutiininomaiset kliiniset aineenvaihdunta- ja tulehdusmarkkerit pelaavat myös ratkaisevan roolin CAD:n kehityksessä, etenemisessä ja ennuste-arvioinnissa. Esimerkkejä ovat matalan tiheyden lipoproteiinikolesteroli, triglyseridi-glukoosi-indeksi, lipoproteiini(a), glykoitunut hemoglobiini, korkean herkkyyden C-reaktiivinen proteiini, homokysteiini, paastoverensokeri ja N-terminalinen pro-B-tyypin natriureettinen peptidi. Nämä indeksit heijastavat kehon kokonaisvaltaista aineenvaihdunnan tilaa ja sydän- ja verisuoniriskiä eri ulottuvuuksista, mukaan lukien lipidien aineenvaihdunta, glukolipidisten aineenvaihduntahäiriöiden, kroonisen tulehduksen, endoteliinifunktion, sydänlihaksen stressin ja sydämen toiminnan kannalta. Tutkimukset ovat esittäneet, että aineenvaihdunta- ja tulehdusmarkkerien yhdistetty soveltaminen koronaaristen kuvantamispiirteiden kanssa helpottaa hienostuneempaa yksilöllistä riskin kerrostamista ja ennuste-ennustamista.

Yhteenvetona nykyinen CAD:n arviointi siirtyy vähitellen yksittäisestä keskittymisestä "anatomiseen ahtaumaan" moniulotteiseen kattavaan karakterisointiin, joka kattaa "anatomisen rakenteen + toiminnallisen arvioinnin + plakkifenotyypin + perivaskulaarisen ympäristön + systemaattisen aineenvaihdunnan tilan". Kuitenkin systemaattista tutkimusta puuttuu edelleen siitä, kuinka integroida edellä mainittu monilähteinen informaatio (kuten CCTA-plakin ja toiminnalliset parametrit, CAG- ja intravaskulaarinen kuvantamisinformaatio, mikrokierron toimintaparametrit ja kliiniset aineenvaihduntaindikaattorit) yhtenäiseen riskiennustemalliin, rakentaa malli retrospektiivisen analyysin kautta ja sen jälkeen vahvistaa sen ennustusarvo ja kliininen toteuttamiskelpoisuus prospektiivisessa kohortissa. Siksi tämä projekti pyrkii integroimaan koronaariset kuvantamispiirteet (mukaan lukien CCTA- ja CAG-liittyvät parametrit), toiminnalliset indeksit ja aineenvaihduntamarkkerit rakentaakseen multimodaalisen CAD-riskiennustemallin. Malli kehitetään käyttäen retrospektiivistä kohorttia ja sen suorituskyky vahvistetaan käyttäen prospektiivista kohorttia, tutkien sen soveltamisarvoa kliinisessä riskin kerrostamisessa ja päätöksenteossa.

Tätä tutkimusta johtaa Sydän- ja verisuonitaudit, kansallinen kliininen tutkimuskeskus ja siihen on kutsuttu useita kiinalaisia keskuksia, mukaan lukien Pekingin Anzhen-sairaala.