冠状动脉粥样硬化性心脏病（CAD）的预测：基于双层光谱探测器计算机断层扫描（SDCT）的冠状动脉周围脂肪组织（PCAT）衰减参数的初步探索

第一作者及研究机构
本研究由哈尔滨医科大学附属第一医院放射科的Lei Zou、Xigang Xiao、Yulin Jia等学者主导，联合飞利浦医疗保健（北京）临床科学部的Shushan Dong共同完成，发表于2023年5月的《Quantitative Imaging in Medicine and Surgery》期刊（卷13，第5期，2975-2988页）。

学术背景
冠状动脉粥样硬化性心脏病（CAD）是一种慢性炎症性疾病，其发病机制与血管炎症密切相关。近年研究发现，冠状动脉周围脂肪组织（PCAT）作为心外膜脂肪（EAT）的一部分，通过旁分泌途径与血管壁相互作用，其CT衰减值（Fat Attenuation Index, FAI）可反映局部炎症状态。然而，传统CT成像基于多能谱常规图像（120 kVp），可能低估脂肪组织的衰减差异。双层光谱探测器CT（SDCT）能生成虚拟单能图像（VMI），尤其在低能级（如40 keV）下可增强软组织对比度。本研究旨在探索SDCT衍生的PCAT衰减参数（包括FAI和光谱曲线斜率λ）对CAD的预测价值，并分析其与动脉粥样硬化斑块形成的关系。

研究流程与方法
1. 研究对象与分组
- 纳入2021年4月至9月期间在哈尔滨医科大学附属第一医院接受冠状动脉CT血管造影（CCTA）的235例疑似CAD患者。
- 排除标准包括非动脉粥样硬化性冠心病、既往血运重建史、恶性肿瘤或严重炎症性疾病、图像质量差等，最终纳入175例患者。
- 通过倾向评分匹配（PSM）将患者分为CAD组（45例，含85支有斑块血管和50支无斑块血管）和非CAD组（45例，135支无斑块血管）。

1. 影像采集与处理

   • 使用飞利浦64层SDCT扫描仪（IQon Spectral CT）进行CCTA检查，扫描参数：管电压120 kVp，自动管电流调制，层厚0.9 mm。
     
   • 重建常规图像（120 kVp）及40–100 keV VMI（间隔10 keV）。
     
   • 采用半自动软件（Shukun Technology）测量近端右冠状动脉（RCA）、左前降支（LAD）和左回旋支（LCX）的PCAT-FAI，阈值根据能级设定（如40 keV为-280至-40 HU）。
     
   • 计算光谱曲线斜率λ（λ40–70 keV = (CT40 keV − CT70 keV)/30）。
     

2. 数据分析

   • 比较CAD组与非CAD组的PCAT参数差异（FAI120 kVp、FAIVMI、λ）。
     
   • 在血管水平分析有无斑块的PCAT参数差异。
     
   • 通过逻辑回归模型评估PCAT参数对CAD的预测效能，并绘制受试者工作特征（ROC）曲线。
     

主要结果
1. 患者水平差异
- CAD组的PCAT衰减参数显著高于非CAD组（FAI120 kVp: -72.64±5.94 vs. -77.19±3.68 HU, p<0.001；FAI40 keV: -128.93±13.03 vs. -138.47±8.29 HU, p<0.001）。
- 光谱曲线显示CAD组的整体衰减值更高，λ值更大（λ40–70 keV: -1.56±0.28 vs. -1.76±0.17, p<0.001）。

1. 血管水平差异

   • CAD组中，无论有无斑块，血管的PCAT衰减均高于非CAD组（p<0.05）。
     
   • 有斑块血管的FAI略高于无斑块血管，但差异无统计学意义（p>0.05），提示PCAT炎症可能早于斑块形成。
     

2. 预测模型效能

   • FAIVMI模型的曲线下面积（AUC）为0.8123，优于FAI120 kVp模型（AUC=0.7444）和λ模型（AUC=0.7230）。
     
   • 联合FAIVMI、FAI120 kVp和λ的模型预测效能最佳（AUC=0.8296，敏感性64.44%，特异性91.11%）。
     

结论与意义
本研究证实，SDCT衍生的PCAT衰减参数可有效区分CAD与非CAD患者，且低能级VMI（如40 keV）能更敏感地检测脂肪组织炎症变化。更重要的是，无斑块血管的PCAT衰减升高可能预示未来斑块形成，为CAD的早期干预提供了影像学生物标志物。该发现具有以下价值：
1. 科学价值：揭示了PCAT衰减与冠状动脉炎症的动态关联，支持“外-内”炎症理论。
2. 临床应用：SDCT无需额外扫描即可获取VMI，便于临床推广；联合模型可优化CAD风险分层。

研究亮点
1. 方法创新：首次系统比较SDCT多能级VMI（40–100 keV）的PCAT衰减差异，并引入光谱曲线斜率λ作为新参数。
2. 发现新颖：提出PCAT参数升高可能先于斑块出现，为亚临床CAD的早期识别提供依据。
3. 技术优势：双层SDCT实现“同源同步”能谱扫描，克服传统双能CT需特殊扫描协议的局限。

局限性
本研究为单中心回顾性设计，样本量较小，未追踪PCAT参数与心脏事件或斑块特征的长期关联。未来需多中心前瞻性研究验证其预后价值，并探索抗炎治疗对PCAT衰减的影响。