Model Prognozowania Ryzyka Choroby Wieńcowej Serca Oparty na Obrazowaniu Wieńcowym i Wskaźnikach Metabolicznych (CMI-RiskCAD) (CMI-RiskCAD)

Angiografia tomografii komputerowej tętnic wieńcowych (CCTA), będąca obecnie preferowaną nieinwazyjną metodą obrazowania w klinicznej diagnostyce choroby wieńcowej (CAD), nie tylko umożliwia intuicyjną ocenę ciężkości zwężenia tętnic wieńcowych, ale także pozwala na ilościową i jakościową analizę obciążenia i fenotypu blaszki miażdżycowej. Ilościowa CCTA zintegrowana ze sztuczną inteligencją, w szczególności z algorytmami sieci neuronowych konwolucyjnych, osiągnęła szybką i dokładną ilościową diagnozę blaszek miażdżycowych. Liczne badania wykazały, że cechy wysokiego ryzyka zidentyfikowane za pomocą CCTA (takie jak blaszki o niskiej gęstości, przebudowa dodatnia, punktowe zwapnienia oraz objaw obrączkowania) są ściśle związane z występowaniem ostrego zespołu wieńcowego i mogą być wykorzystane do przewidywania poważnych niekorzystnych zdarzeń sercowo-naczyniowych (MACEs). Wraz z postępem technik przetwarzania obrazu, CCTA może również obliczać rezerwę przepływu frakcyjnego w TK (CT-FFR) za pomocą dedykowanego oprogramowania, umożliwiając nieinwazyjną ocenę, czy zmiana powoduje nieprawidłowości hemodynamiczne i niedokrwienie mięśnia sercowego, częściowo przezwyciężając tym samym ograniczenia czysto anatomicznej oceny. Warto zauważyć, że CCTA nie skupia się wyłącznie na zmianach wewnątrznaczyniowych i ścianie naczynia, ale także pozwala na ilościową charakterystykę zmian fenotypowych w tkance tłuszczowej okołonaczyniowej (PVAT). Poprzez obliczenie wskaźnika tłumienia tłuszczu okołonaczyniowego (pFAI) może odzwierciedlać zmiany gęstości i składu PVAT, pośrednio wskazując na stan aktywności zapalnej lokalnej ściany tętnicy wieńcowej, dostarczając tym samym nowej perspektywy obrazowania dla zrozumienia CAD z punktu widzenia „zapalenia i metabolizmu”. Ponadto, CCTA może scharakteryzować wzorce zmian miażdżycy tętnic wieńcowych na podstawie fizjologicznych i geometrycznych cech dystrybucji układu naczyniowego. Na przykład, gradient ciśnienia cofania (PPG) wyprowadzony z CCTA umożliwia kompleksową ilościową ocenę podłużnego rozkładu naczyń CAD, pozwalając na klasyfikację fenotypów CAD jako głównie ogniskowych lub rozlanych. Gradient CT-FFR, zdefiniowany jako szczytowy chwilowy gradient CT-FFR na jednostkę długości naczynia, również został niedawno potwierdzony jako posiadający zwiększoną zdolność predykcyjną przyszłych zdarzeń wieńcowych, tym samym bardziej kompleksowo opisując miażdżycę tętnic wieńcowych zarówno pod względem „wzorca dystrybucji zmian”, jak i „lokalnej ciężkości funkcjonalnej”.

Angiografia wieńcowa (CAG), złoty standard w diagnostyce CAD, tradycyjnie opierała się na ciężkości zwężenia i skali SYNTAX do oceny anatomicznej złożoności zmian i trudności leczenia interwencyjnego. Jednak same informacje anatomiczne pozostają ograniczone w przewidywaniu stabilności blaszki i ryzyka zdarzeń. W ostatnich latach nowo pojawiające się parametry, takie jak odkształcenie ściany promieniowej (RWS) wyodrębnione z pojedynczych lub wielu projekcji angiograficznych, dostarczyły nowych narzędzi do identyfikacji blaszek wysokiego ryzyka z perspektywy mechaniki naczyniowej. Badania wykazały, że RWS może odzwierciedlać cechy odkształcenia promieniowego ściany tętnicy podczas cyklu sercowego i wykazuje dobrą korelację z blaszkami niestabilnymi oraz ryzykiem pęknięcia blaszki, dając nadzieję jako wskaźnik uzupełniający do stratyfikacji ryzyka poza tradycyjnymi parametrami angiograficznymi.

Tymczasem techniki obrazowania wewnątrznaczyniowego, takie jak wewnątrznaczyniowa ultrasonografia (IVUS) i tomografia optycznej koherencji (OCT), mogą wizualizować skład blaszki, obciążenie i morfologię pokrywy włóknistej z wysoką rozdzielczością, bardziej zbliżając się do patologicznego fenotypu „blaszki niestabilnej”. Funkcjonalne oceny wieńcowe, takie jak FFR, ilościowy współczynnik przepływu (QFR), QFR oparty na prawie Murraya (μFR) i FFR pochodzący z angiografii wieńcowej (caFFR), oceniają z perspektywy hemodynamicznej, czy zwężenie powoduje funkcjonalne niedokrwienie mięśnia sercowego. Ciągły rozwój tych technologii zniósł ograniczenie tradycyjnej CAG, która oceniała jedynie anatomiczne zwężenie i nie mogła dokładnie odróżnić zmian „powodujących niedokrwienie” od „niepowodujących niedokrwienia”, zmniejszając tym samym ryzyko nadmiernego leczenia i przeoczonych zmian. Poza chorobą dużych naczyń nasierdziowych, dysfunkcja mikrokrążenia wieńcowego (CMVD) jest również istotnym mechanizmem leżącym u podstaw klinicznie powszechnego niedokrwienia mięśnia sercowego. Do oceny funkcji mikrokrążenia, w ostatnich latach pojawiły się różne nieinwazyjne lub małoinwazyjne wskaźniki funkcjonalne, takie jak wskaźnik oporu mikrokrążenia pochodzący z angiografii wieńcowej (caIMR), który kompleksowo odzwierciedla obciążenie niedokrwieniem mięśnia sercowego z perspektywy oporu mikrokrążenia i efektywności perfuzji. Dostarcza to nowego rozwiązania dla klinicznego dylematu „obecności niedokrwienia i objawów bez istotnego zwężenia angiograficznego”.

Oprócz informacji obrazowych i funkcjonalnych, rutynowe kliniczne markery metaboliczne i zapalne również odgrywają kluczową rolę w rozwoju, progresji i ocenie rokowania CAD. Przykładami są cholesterol lipoprotein o niskiej gęstości, wskaźnik trójglicerydowo-glukozowy, lipoproteina(a), hemoglobina glikowana, białko C-reaktywne o wysokiej czułości, homocysteina, glukoza na czczo oraz N-końcowy fragment propeptydu natriuretycznego typu B. Wskaźniki te odzwierciedlają ogólny stan metaboliczny organizmu i ryzyko sercowo-naczyniowe z różnych wymiarów, w tym metabolizmu lipidów, zaburzeń metabolizmu glikolipidowego, przewlekłego stanu zapalnego, funkcji śródbłonka, stresu mięśnia sercowego i funkcji serca. Badania sugerują, że łączne zastosowanie markerów metabolicznych i zapalnych z cechami obrazowania wieńcowego ułatwia bardziej precyzyjną zindywidualizowaną stratyfikację ryzyka i przewidywanie rokowania.

Podsumowując, obecna ocena CAD stopniowo przesuwa się z pojedynczego skupienia na „anatomiczne zwężenie” ku wielowymiarowej kompleksowej charakterystyce obejmującej „strukturę anatomiczną + ocenę funkcjonalną + fenotyp blaszki + środowisko okołonaczyniowe + ogólnoustrojowy stan metaboliczny”. Jednak wciąż brakuje systematycznych badań nad tym, jak zintegrować wspomniane informacje z wielu źródeł (takie jak parametry blaszki i funkcjonalne CCTA, informacje z CAG i obrazowania wewnątrznaczyniowego, parametry funkcji mikrokrążenia oraz kliniczne wskaźniki metaboliczne) w ujednolicony model predykcji ryzyka, skonstruować model poprzez analizę retrospektywną, a następnie zweryfikować jego wartość predykcyjną i wykonalność kliniczną w kohorcie prospektywnej. Dlatego ten projekt ma na celu integrację cech obrazowania wieńcowego (w tym parametrów związanych z CCTA i CAG), wskaźników funkcjonalnych i markerów metabolicznych w celu skonstruowania multimodalnego modelu predykcji ryzyka CAD. Model zostanie opracowany przy użyciu kohorty retrospektywnej, a jego wydajność zweryfikowana przy użyciu kohorty prospektywnej, badając jego wartość aplikacyjną w klinicznej stratyfikacji ryzyka i podejmowaniu decyzji.

Badanie to jest prowadzone przez Narodowe Kliniczne Centrum Badawcze Chorób Sercowo-Naczyniowych i zostało zaproszone do realizacji przez kilka chińskich ośrodków, w tym Szpital Anzhen w Pekinie.