葉晨 唐禮江 湯益民 毛萍 王江挺 楊家虎 郭亦韜 劉小偉
冠心病是當(dāng)今嚴(yán)重威脅人類健康的心血管疾病。冠狀動(dòng)脈斑塊大多(70%)呈偏心性分布[1],斑塊的進(jìn)展和偏心性分布受血管內(nèi)外因素影響。Papafaklis等[2]認(rèn)為局部血流動(dòng)力學(xué)環(huán)境中內(nèi)皮剪切力(endothelial shear stress,ESS),無(wú)論在粥樣硬化斑塊形成早期還是進(jìn)展期,對(duì)斑塊進(jìn)展均有至關(guān)重要的作用;Kazuhiro等[3]認(rèn)為心外膜脂肪組織(epicardial adipose tissue,EAT)在促進(jìn)冠狀動(dòng)脈脂質(zhì)斑塊形成和發(fā)展中起重要作用。本研究回顧血管內(nèi)超聲(intravascular ultrasound,IVUS)和冠狀動(dòng)脈計(jì)算機(jī)斷層血管造影(computed tomographic angiography,CTA)圖像,通過(guò)測(cè)量冠狀動(dòng)脈無(wú)分支匯入段血管內(nèi)斑塊情況、分布特征及血管外EAT厚度,探討EAT與斑塊分布的關(guān)系以及影響斑塊分布的作用機(jī)制,為探索預(yù)防和治療動(dòng)脈粥樣硬化新方法提供依據(jù)。
1.1 對(duì)象 收集2015年1月1日至2018年8月8日在浙江醫(yī)院心內(nèi)科連續(xù)住院且行冠狀動(dòng)脈(主要分支:前降支、回旋支、右冠狀動(dòng)脈)造影(coronary angiography,CAG)和IVUS檢查患者34例,男24例,女10例,平均年齡(66.24±10.40)歲,平均身高(165.88±6.71)cm,平均體重(65.96±11.81)kg;其中穩(wěn)定型心絞痛11例(32.35%),不穩(wěn)定型心絞痛23例(67.65%);有高血壓疾病23例,糖尿病14例,高血脂9例,冠心病家族史4例,高血糖1例;有吸煙史6例。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn),所有患者均簽署知情同意書(shū)。
1.2 方法
1.2.1 IVUS檢查 完成CAG檢查后,冠狀動(dòng)脈主要分支30%~90%狹窄的患者再行IVUS檢查。采用Opti-Cross3.0F(美國(guó)Boston Scientific公司)機(jī)械旋轉(zhuǎn)型超聲導(dǎo)管,將導(dǎo)引導(dǎo)絲送至目標(biāo)血管遠(yuǎn)端,予硝酸甘油針200μg充分?jǐn)U張血管后,將IVUS導(dǎo)管沿導(dǎo)引導(dǎo)絲送至目標(biāo)病變遠(yuǎn)端,按下自動(dòng)回撤鍵,超聲探頭以0.5 mm/s恒定速度由遠(yuǎn)端自動(dòng)回拉至冠狀動(dòng)脈各主要分支開(kāi)口,探頭回撤同時(shí)機(jī)器同步記錄影像。
1.2.2 IVUS圖像分析 采用QIvusiMap Basic Viewer 3.0圖像處理工作站進(jìn)行影像分析。IVUS圖像納入標(biāo)準(zhǔn):(1)血管滿足:①血管緊貼心包腔段:心包腔邊界垂直冠狀動(dòng)脈血管外彈力膜(extra-elastic membrane,EEM)最短距離≤1 mm;②存在斑塊(血管內(nèi)膜厚度>0.3 mm提示斑塊[4]);(2)血管緊貼心包腔段兩端(滿足心包腔邊界垂直血管EEM最短距離>1 mm或者毗鄰的心包腔結(jié)構(gòu)消失血管段)各5 mm血管內(nèi)存在斑塊。排除標(biāo)準(zhǔn):既往接受冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)、急性心肌梗死、冠狀動(dòng)脈慢性閉塞病變、懷疑有冠狀動(dòng)脈炎、冠狀動(dòng)脈發(fā)育畸形患者[5],避開(kāi)存在分支血管匯入血管段以及心肌橋血管段。最終34條冠狀動(dòng)脈血管滿足標(biāo)準(zhǔn),納入研究圖像68幀,均取斑塊負(fù)荷最大幀。
1.2.3 斑塊分組和斑塊測(cè)量 將符合納入標(biāo)準(zhǔn)(1)的圖像歸為組一。圖像上用一條平行于壁層心包膜分隔線(T)將血管均分成兩部分,兩部分血管EEM邊界距分隔線垂直距離相等,將毗鄰心包腔結(jié)構(gòu)部分為組一心包腔組(P組),毗鄰心肌部分為組一心肌面組(M組)[6],見(jiàn)圖1a。分別測(cè)量各組斑塊橫截面積。
將符合納入標(biāo)準(zhǔn)(2)的圖像歸為組二。參考臨近血管緊貼心包腔段內(nèi)壁層心包膜方向,與之平行做一條分隔線(T')將血管均分成兩部分,參考臨近血管緊貼心包腔段內(nèi)相應(yīng)象限,將毗鄰心包腔結(jié)構(gòu)部分為組二心包腔組(O組),毗鄰心肌部分為組二心肌面組(I組),見(jiàn)圖1b。分別測(cè)量各組斑塊橫截面積。
圖1 冠狀動(dòng)脈血管內(nèi)超聲(I V US)影像(a:組一影像及分組,箭頭所示為心包膜;b:組二影像及分組)
斑塊定量測(cè)定:(1)斑塊負(fù)荷=斑塊橫截面積/外彈力膜橫截面積;(2)斑塊偏心指數(shù)(EI),EI=(最大斑塊厚度-最小斑塊厚度)/最大斑塊厚度,EI<0.5為向心性斑塊,EI≥0.5為偏心性斑塊;(3)血管中膜和斑塊間常邊界不清,斑塊橫截面積測(cè)量遵從“斑塊+中膜”面積[7]。
1.2.4 冠狀動(dòng)脈CTA圖像EAT測(cè)量 所有患者中23例術(shù)前同時(shí)行冠狀動(dòng)脈CTA檢查。冠狀動(dòng)脈CTA圖像上選擇合適的心臟影像切面,使用-190~-30 Hu CT值獲得脂肪組織所在區(qū)域??v軸IVUS影像上測(cè)得組一、組二中選取的影像距冠狀動(dòng)脈分支開(kāi)口的長(zhǎng)度(D值),根據(jù)D值確定CTA圖像上測(cè)量EAT的位置,測(cè)量冠狀動(dòng)脈外心包腔側(cè)和心肌面?zhèn)却怪毖艿腅AT厚度。
2.1 冠狀動(dòng)脈斑塊一般情況 組一、組二納入斑塊各34個(gè),27個(gè)位于前降支,4個(gè)位于回旋支,3個(gè)位于右冠狀動(dòng)脈。組一D值為(45.39±15.97)mm,明顯高于組二的(37.64±14.35)mm,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[差值為7.75,95%置信區(qū)間(CI):4.30~11.20,P<0.001]。組一EI=0.93±0.15,組二EI=0.94±0.12,均為偏心性斑塊。
2.2 組一、組二內(nèi)斑塊面積的比較 組一內(nèi),P組斑塊面積小于M組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),見(jiàn)表2。組二內(nèi),O組與I組斑塊面積比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見(jiàn)表3。
表2 組一內(nèi)斑塊面積的比較(mm2)
表3 組二內(nèi)斑塊面積的比較(mm2)
2.3 各組冠狀動(dòng)脈CTA圖像EAT厚度的比較 共11例患者血管CTA圖像納入測(cè)量分析。組一中的P組EAT厚度小于M組以及組二中的O組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01);與組二中I組比較,組二中的O組及組一中M組EAT厚度的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05),見(jiàn)表4。
表4 各組冠狀動(dòng)脈C T A圖像E A T厚度的比較(mm)
EAT是一種內(nèi)臟脂肪組織。在人類心臟中,EAT位于房室溝和室間溝中,圍繞著冠狀動(dòng)脈的主要分支、心房、右心室游離壁和左心室心尖部,圍繞血管周圍的脂肪組織亦稱為血管周圍脂肪組織(perivascular adipose tissue,PVAT),所有的冠狀動(dòng)脈都被大量PVAT包圍[8]。EAT在維持冠狀動(dòng)脈內(nèi)脂肪酸穩(wěn)態(tài)中起重要作用。
EAT是代謝活躍的旁分泌及內(nèi)分泌器官,分泌大量抗炎及促炎脂肪因子??寡字疽蜃尤缰?lián)素、趨化素、CTRP9、Sfrp5等,具有抗炎、抗內(nèi)皮功能紊亂和保護(hù)心肌的作用;促炎脂肪因子如瘦素、抵抗素、內(nèi)脂素、IL-6、TNF-α等,具有促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化、炎癥和內(nèi)皮功能紊亂作用[9]。病理狀態(tài)下(如冠心?。〦AT正常功能失衡,EAT分泌局部環(huán)境促炎脂肪因子水平增高,抗炎脂肪細(xì)胞因子水平減低[10];初始的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊可提升EAT的促炎癥作用[11]。血管壁厚度決定促炎癥脂肪因子進(jìn)入血管壁方式:薄壁小血管中促炎癥脂肪因子可通過(guò)旁分泌機(jī)制,彌散直接進(jìn)入血管壁;促炎脂肪因子亦可通過(guò)血管分泌(內(nèi)分泌)彌散進(jìn)入中等以上血管外膜的滋養(yǎng)血管內(nèi),在滋養(yǎng)血管支配區(qū)域,影響局部平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞,促進(jìn)炎癥發(fā)生、斑塊生成和發(fā)展及表型改變[12]。伍瓊等[13]通過(guò)冠狀動(dòng)脈造影血流的TIMI分級(jí),將患者分為慢血流組(Ⅰ~Ⅱ級(jí),16例)和正常血流組(Ⅲ級(jí),127例),均行超聲檢測(cè)EAT厚度及血液生化檢測(cè)(包括纖維蛋白原濃度、全血高切黏度、紅細(xì)胞聚集指數(shù)、血小板計(jì)數(shù)和血小板聚集率)并分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)EAT厚度與非阻塞性冠狀動(dòng)脈慢血流相關(guān)。此外,EAT分泌的促炎癥脂肪因子可直接作用于心肌,與周圍的心房肌細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)及血管內(nèi)皮細(xì)胞相互作用,共同參與房顫的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程[14]。
Mckenney等[15]將早期冠心病實(shí)驗(yàn)豬模型EAT手術(shù)移除,3個(gè)月高脂飲食后發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化病變生長(zhǎng)相對(duì)于對(duì)照組顯著延緩,證實(shí)EAT有促動(dòng)脈粥樣硬化的作用。本研究中,IVUS圖像上選取的冠狀動(dòng)脈緊貼心包腔段(組一)是血管外膜(心包腔側(cè))幾乎貼著心包膜臟層的特殊血管段,空腔結(jié)構(gòu)的緊貼出現(xiàn)讓此側(cè)覆蓋的血管外EAT幾近消失,CTA圖像組一中P組EAT厚度小于M組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),印證EAT在冠狀動(dòng)脈心包腔側(cè)和心肌面?zhèn)却嬖诤穸炔町?;組一內(nèi)P組斑塊面積亦小于M組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。組二內(nèi)比較結(jié)果提示,當(dāng)冠狀動(dòng)脈兩側(cè)EAT厚度、對(duì)應(yīng)的冠狀動(dòng)脈內(nèi)兩側(cè)斑塊面積差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。
本研究中斑塊位于前降支居多。Cullu等[16]收集連續(xù)冠狀動(dòng)脈CTA檢查的108例患者資料,評(píng)估每條冠狀動(dòng)脈斑塊后,分為無(wú)斑塊組、斑塊在前降支組、斑塊在右冠組、斑塊在回旋支組和斑塊在混合組(兩支或以上血管有斑塊),發(fā)現(xiàn)EAT厚度在前降支組和混合組顯著高于其他組,表明EAT厚度的大小增長(zhǎng)與斑塊大小增長(zhǎng)直接成比例,尤其在前降支。
本研究仍存在局限性:因入選條件等因素,研究樣本量偏少,許多患者術(shù)前未行冠狀動(dòng)脈CTA檢查,導(dǎo)致測(cè)得的EAT厚度數(shù)據(jù)樣本量亦偏少;因測(cè)量的局限性,斑塊和EAT的測(cè)量?jī)H選取了單個(gè)代表截面,非連續(xù)體積的定量測(cè)定,不能完全反應(yīng)整個(gè)血管段的斑塊和EAT情況。
綜上所述,冠狀動(dòng)脈無(wú)分支匯入段,冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成和發(fā)展可能與失去正常功能的EAT有關(guān),血管周圍EAT厚度的差異可影響斑塊的分布。