應用多層螺旋CT分析冠心病心外膜脂肪體積與左心室功能的相關性

謝美艷，牛玉軍

遼寧醫學院附屬第一醫院 放射科，遼寧錦州 121001

心外膜脂肪組織(epicardial adipose tissue，EAT)主要分布在房室溝和室間溝，伴隨主要冠狀動脈走行，與腹腔臟器脂肪組織有共同的發育來源，既是貯存能量器官，又是特殊的內分泌器官，通過釋放炎性細胞因子和介質，直接影響血管壁，促進動脈粥樣硬化的進展[1]。冠狀動脈CT血管成 像(coronary tomography angiography，CTA)可以獲得心臟周期不同時相的原始數據，分析計算左心室功能多種參數，如收縮末期體積(end systolic volume，ESV)、舒張末期體積(enddiastolic volume，EDV)、每搏輸出量(stroke volume，SV)、射血分數(ejection fraction，EF)、每分輸出量(cardiac output，CO)和心肌質量(myocardial mass，MM)；同時還能測量EAT體積等。國外研究證實，調整傳統心血管危險因素后，高EAT體積仍是冠狀動脈事件的獨立預測因素[2]。本研究通過多層螺旋CT(multislice spiral CT，MSCT)分析冠心病患者EAT體積和左心功能的相關性，為臨床提供早期預測評估冠狀動脈狹窄的新方法。

資料和方法

1 病例資料 收集2014年12月- 2015年5月就診于本院疑似冠心病患者進行冠狀動脈CTA檢查，同期30 d內行冠狀動脈造影。排除碘過敏史、各種心律失常、心臟病、心肌病、孕婦、肝腎功能不全及因呼吸疾病不能屏氣10 s以上者；排除大量胸腔積液、支架、心臟冠狀動脈旁路移植術、圖像質量不能分析的患者。共65例納入本研究，男34例，女31例，年齡39 ~ 77(59.08±8.63)歲。

2 MSCT檢查方法 使用飛利浦Briliance 256層iCT(極速CT)先行鈣化積分平掃，層厚0.90 mm，層距0.45 mm，螺距0.27，轉速0.27 s/r，120 kV，自動毫安秒，用高壓注射器經肘前靜脈以4.5 ml/s流率注入非離子造影劑(碘海醇，350 mgI/ml)65 ~70 ml并追加40 ml的0.9%氯化鈉注射液。設主動脈根部為感興趣區，觸發閾值100 HU，行對比劑自動跟蹤電影掃描，測時間-密度曲線，在回顧性心電門控下自氣管隆突掃描至心臟膈面，時間6 ~11 s。心率控制在75/min以內，＞75/min的患者，檢查前30 min舌下含服倍他樂克25 ~ 50 mg以降低心率。

3 左心功能測量 將原始圖像數據重建，測量左心室收縮功能[3]：利用CCA軟件勾畫出左心室收縮末期和舒張末期內膜及外膜輪廓，左心室流出道和乳頭肌包含于血池內，取最大和最小容積時相作為左心室舒張末期和收縮末期[3]。利用Simpson法計算出左心功能指標：ESV、EDV、SV、EF、CO和MM。

4 EAT體積的測量 將冠狀動脈CTA薄層原始圖像數據導入GEAW4.5工作站，選取左冠開口上5 mm至心尖層面的范圍，每隔1.0 cm手動勾畫各層面完整的心外膜輪廓，得到EAT三維立體圖像，設定脂肪密度范圍為-250 ~ -30 HU[2,4]，利用閾值工具分割出該部分組織，偽彩設定工具選紅色表示EAT，通過體積測量工具得到EAT體積[5]。見圖1。

5 冠狀動脈評估 由兩位從事心血管放射診斷工作專家對CTA結果單獨進行評估，有分歧時共同協商統一。根據美國心臟學會(American Heart Association，AHA)冠狀動脈17段分段法，采用改良GS評分系統對每段血管病變程度進行定量評分[6]。狹窄程度=(狹窄相鄰近端正常血管面積-狹窄處血管面積)/狹窄近端正常血管面積，從而獲得GS積分。GS積分計算方法：冠狀動脈狹窄程 度為25%、50%、75%、90%、99%、100%的評分分別為1、2、4、8、16、32分(圖2)；不同節段冠狀動脈乘以相應系數：左主干病變，得分×5；左前降支近段×2.5，中段×1.5，遠段得分×1；第一對角支×1；第二對角支×0.5；左回旋支近段×2.5，遠段和后降支均×1，后側支×0.5；右冠近、中、遠段和后降支均×1。最終積分為各分支積分之和。共分為4組：正常組(GS＜5分)，輕度病變組(GS 5 ~ 25分)，中度病變組(GS 25 ~59分)，重度病變組(GS≥60分)。

6 統計學分析 采用SPSS17.0軟件進行統計處理。計量資料以-x±s表示，計數資料采用例數或率(%)表示。CTA評價心功能指標和EAT體積采用單因素方差分析及Pearson線性相關分析；GS積分與各心功能指標關系采用Spearman相關性檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

1 冠狀動脈狹窄GS積分與EAT體積的關系隨GS分級增高，EAT體積有升高的趨勢(表1)；輕度組和中度組EAT體積差異無統計學意義，其他任意兩組間差異有統計學意義，GS分級越高，EAT體積越大；EAT體積和冠狀動脈狹窄GS積分呈正相關(r=0.555，P=0.000)。

2 冠狀動脈狹窄GS積分與左心功能參數的相關性 GS積分與ESV、EDV、MM呈正相關；與EF呈負相關；與SV、CO無明顯相關性。見表2。

3 EAT體積與左心功能參數和相關性 EAT體積與ESV、EDV、MM呈正相關，相關性密切程度偏低；與SV、EF、CO無明顯相關性。見表2。

表2 冠狀動脈狹窄GS積分、EAT體積與左心功能參數的相關性Tab. 2 Correlation between coronary artery stenosis GS scores, EAT volume and left ventricular function

討 論

冠狀動脈由于多種因素引起相應部位心肌缺血缺氧時，通過自身調節減小灌注壓、釋放腺苷、CO、缺氧等多個互動機制調節心肌缺血期間冠狀動脈微血管擴張，慢性缺血性冬眠心肌顯示冠狀動脈較小脈管輕度肥大和較大微血管萎縮，導致微脈管系統結構重塑[7]，心肌細胞水腫，甚至變性壞死，細胞、細胞間基質和血管重組，導致血管硬度增加和收縮性下降，心肌收縮力減弱，左心室收縮末期內徑及舒張末期內徑擴大，繼而出現左心室重構，左心室重構又可加重左心收縮功能衰竭，射血分數下降，即GS積分和EF呈負相關，與之前報道一致。即冠狀動脈狹窄程度越重，GS分級越高，心肌重塑越嚴重，心功能越差，這與本研究中GS積分和ESV、EDV、MM呈正相關一致。

EAT位于心肌和心外膜之間，大部分與心肌細胞及鄰近血管床直接接觸，和冠狀動脈外膜共用微循環系統，沒有筋膜或組織將其和心肌清晰分開，可能擴展到心肌的底層[8]。這種解剖關系和距離表明，EAT對冠狀動脈有直接影響[9]。最近研究發現，EAT作為一個內分泌器官，可以產生和分泌一些促粥樣硬化和促炎性激素和細胞因子，如IL-6、腫瘤壞死因子、瘦素、MCP-1、脂聯素和游離脂肪酸。正如本研究證實GS積分越高，EAT體積越大；同時EAT體積與ESV、EDV、MM呈正相關，考慮EAT體積影響冠狀動脈狹窄和左心功能的可能機制：1)EAT與心肌解剖關系表明其對冠狀動脈有直接影響[10]，其產生和分泌的細胞因子可通過滋養血管作用于血管內膜，促進冠脈粥樣硬化斑塊的形成。這一研究在豬模型中得到證實[11]。2)EAT很容易干預局部旁分泌而影響心肌代謝，進而在器質上和功能上影響心臟或脈管系統，促進冠狀動脈粥樣硬化。3)EAT也可通過炎性因子直接誘導冠狀動脈周圍炎癥和冠狀動脈管壁平滑肌細胞增殖[12]，促進冠狀動脈狹窄，影響血管重構；釋放過量的游離脂肪酸誘導血管內皮細胞凋亡，損傷依賴內皮的血管舒張功能[13]。4)心外膜脂肪組織和冠狀動脈之間可能存在一個脂肪細胞-血管調節軸，通過脂聯素的連接作用調控動脈粥樣硬化的形成[14]。該研究說明，EAT體積在某一范圍內時，冠狀動脈狹窄程度并不是絕對漸進性的，可能與患者自身體質或基因有關，目前國內外未見該方面報道；當EAT體積達到一定程度時，會引起冠狀動脈重度狹窄，證明EAT體積增加使冠狀動脈斑塊的風險顯著增加。Kunita等[2]實驗研究中，EAT體積臨界值為107.2 ml，本研究平均EAT體積值為106.8 cm3，與國內外研究相近，公認結果還有待研究證實。

表1 左心功能參數和EAT體積與冠狀動脈狹窄GS積分的關系Tab. 1 Relationship between left ventricular function, EAT volume, coronary artery stenosis and GS scores

本研究中GS分級輕度組和中度組EAT體積差異無顯著統計學意義，這可能與Frank-Starling機制[15]有關，當冠狀動脈狹窄引起中度收縮性心力衰竭時，通過FS定律調節機制使心肌舒張末期纖維長度增長，心室舒張末期容量(心室前負荷)增加，靜息時心室作功可維持在正常水平而起到代償作用，兩組間差異不顯著，隨著狹窄程度增加，左心作功失代償，組間差異顯著。

本研究表明，心外膜脂肪組織是冠狀動脈粥樣硬化的獨立預測因素，可能參與了易損斑塊的形成過程，這與國內外報道相似[16-17]。不少學者研究對冠狀動脈鈣化斑塊和非鈣化斑塊與相應EAT的關系[10,18]，發現通過調整傳統心血管危險因素后，EAT體積增加使冠狀動脈斑塊的風險顯著增加，同時與沒有斑塊或僅回旋動脈有斑塊的患者相比較，多支病變、左前降和右冠狀動脈斑塊的患者EAT體積更大。有研究通過心臟CT掃描發現，非肥胖冠心病患者心外膜脂肪體積明顯增加[19]，這在一定程度上表明，對于非肥胖患者即使在沒有內臟脂肪堆積的情況下，EAT在冠心病發展過程中仍起著重要作用[20]，與其他部位脂肪相比，EAT與冠狀動脈病變程度關系最為密切，均證實了心外膜脂肪組織是心血管事件的獨立預測因素。

總之，MSCT能夠一站式分析冠狀動脈狹窄程度和左心功能各參數，同時還可以測量EAT體積，與超聲心動圖和磁共振比較有明顯優勢，同時驗證EAT體積與冠狀動脈粥樣硬化、左心功能具有顯著相關性，是心血管事件的獨立預測因素。并且MSCT可以利用重建圖像區分鈣化斑塊和非鈣化斑塊，從而能夠更加深入研究EAT體積與易損斑塊的臨床發生發展機制，為臨床提供早期預測評估冠狀動脈粥樣硬化的新策略。

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