健心知著
2025.01.03
第436期
定量CTA对主动脉狭窄瓣膜纤维钙化体积的评估
刘健、毕鹏飞、苏晓凤
北京大学人民医院
健心荐语
主动脉瓣狭窄（AS）是常见的心脏瓣膜病，瓣膜的纤维化与钙化是其较为常见的病理变化。目前主动脉瓣狭窄最常用的影像学检查是超声心动图，然而，由于超声心动图的重复性差，且受血流动力学影响较大，限制了超声心动图在评估AS瓣膜纤维化钙化的应用，由此，具有高度重复性的CTA被纳入了视野，但目前尚缺乏一种系统地应用CTA进行AS瓣膜纤维化钙化评估的方法。
文章介绍
本研究是一项回顾性单中心队列研究，纳入了在SALTIRE2研究（用于治疗骨质疏松症的药物对主动脉瓣狭窄进展的影响）中主动脉瓣钙化的患者，旨在提出一种新的、快速的方法来定量AS患者的主动脉瓣纤维钙化体积，并探究该方法的可重复性，以及它与已建立的血流动力学标志物的关联。本文于2024年11月发表于《JACC：CARDIOVASCULAR IMAGING》杂志。
研究方法
1.研究设计和研究人群
本研究是一项对SALTIRE2研究的回顾性分析，在爱丁堡心脏中心招募了50岁以上的主动脉瓣狭窄患者（峰值主动脉射流速度>2 m/s），纳入者在入组时和1年时接受了心电图、心脏血管CTA，并进行了一系列超声心动图和CT的钙化评分。
此外，该研究在韩国首尔国立大学医院纳入了66例主动脉瓣狭窄且接受心脏血管CTA的患者作为该研究的外部验证。
2.研究评估和数据收集
所有参与者在入组时和1年时均接受了全面的临床评估和经胸超声心动图、主动脉瓣Agatston CT钙评分和心脏血管CTA。在超声心动图检查中，采用平均主动脉瓣梯度和主动脉瓣喷射峰值速度评估AS的严重程度。该研究评估纤维钙化体积使用的是高斯混合模型（图一）。
图1：通过计算机断层扫描血管造影（右）和高斯混合模型（左）评估纤维钙化体积
3.可重复性评估
为了评估该研究的可重复性，由同一观察者通过20张匿名的心脏血管CTA测量主动脉瓣钙化和非钙化体积，共进行两次评估，在两次评估之间最少间隔四周，以减少回忆偏倚。
研究结果
1.纳入人群特征
在招募到的临床试验的155例患者中，有19例因图像质量不足被排除，剩下的136例患者被纳入该临床试验。参与者的平均年龄为72岁（Q1-Q3：68-76岁），大多数为男性（79%），少数（8%）为二叶瓣主动脉瓣（表1）。所有患者的左心室射血分数均大于50%。在纳入人群中，24例（18%）患者为重度，81例（60%）为中度，31例（22%）为轻度AS（表1）。
表1：纳入人群的基线资料和影像参数
2.纤维钙化体积测量
该研究平均CTA扫描时间为5.8±1.0min/scan，主动脉瓣纤维钙化体积的测量显示了良好的重复性和扫描再现性，没有明显的偏倚产生（表2，图2）。两次扫描之间的平均纤维钙化体积差异为-1%，而研究限制的偏差范围为-4.5%到2.8%，表明该研究具有较高的扫描-再扫描再现性（表2，图2）。图3显示了一些主动脉瓣纤维钙化体积评估的例子。
表2：纤维钙化体积的可重复性和再现性测量
图2：该研究的扫描-再扫描再现性
图3：使用纤维钙化体积的疾病进展评估
3.主动脉瓣狭窄严重程度的基线评估
研究人群的中位钙化、非钙化和纤维钙化体积分别为51 mL/cm2（Q1-Q3：26-100 mL/cm2）、156 mL/cm2（Q1-Q3：114-195 mL/cm2）和223 mL/cm2 (Q1-Q3：172-271mL/cm2）（表3）。基线钙化体积与主动脉瓣CT Agatston钙评分密切相关（rho=0.90；P < 0.0001），但与基线非钙化体积无关（rho=0.052；P=0.54）。
纤维钙化体积与基线超声心动图评估得到的AS严重程度密切相关（平均梯度为rho=0.66；P<0.0001）。在男性（rho=0.64）和女性患者（rho=0.69）（P<0.0001）患者中，纤维钙化体积和平均梯度之间具有类似的相关性。这种相关性主要受男性患者的钙化体积（rho=0.58）和女性患者的非钙化体积（rho=0.49）的影响。同样的，男性患者的中位纤维钙化比率为2.1（Q1-Q3：1.1-4.5），而女性患者的平均纤维钙化比率为6.4 (Q1-Q3：3.5-16）（P<0.0001）。在女性患者中，纤维钙化体积与超声心动图上的平均梯度的相关性比主动脉瓣CT钙评分更强。
表3：使用CT血管造影、CT钙评分和超声心动图评估疾病进展
4.疾病进展
在经过1年的随访后，来自主要临床队列的90名参与者进行了高质量的心脏血管CTA分析：1年后，纤维钙化体积增加了17%（表3，图4）。这种变化与超声心动图对血流动力学进展的评估相关（主动脉瓣平均梯度的变化为rho=0.32；P=0.003）。基线纤维钙化体积也可预测超声心动图评估的AS进展（平均梯度rho=0.39；P < 0.0001），且其表现优于基线的Agatston钙评分（表4）。
图4：使用纤维钙化体积的年度进展和样本量计算
表4：通过超声心动图评估的基线CT参数与AS进展之间的相关性
5.外部临床验证
共66例患者被纳入外部临床验证队列。与主要队列相似，纤维钙化体积与基线超声心动图评估AS严重程度有良好的相关性（平均梯度：rho=0.58；P < 0.001，主动脉瓣峰值速度：rho=0.57；P < 0.001，主动脉瓣面积：rho = 0.42；P=0.02）
结 论
主动脉瓣纤维钙化体积在解剖学上提供了AS严重程度的评估范例，它可以精确地追踪疾病进展，且与疾病严重程度和血流动力学进展相关。
讨论
该研究提出了一种基于CTA的快速、可重复的主动脉瓣狭窄严重程度的评估方法，在解剖学上通过估测主动脉瓣的纤维化钙化体积来形象地描述疾病负荷，与传统的基于超声心动图的AS评估相比，它不依赖于多种血流动力学参数，并且充分考虑了进行性纤维化对主动脉瓣狭窄的影响。与此同时，该研究还存在一些局限性，首先，由于定量纤维化钙化程度对图像质量的要求较高，因此约10%的图像由于伪影而被排除在外，使得研究的总例数有所减少，另外，该研究是一项回顾性队列研究，容易受到选择偏倚，并且由于研究对象的特定性，难以外推到其他人群，进一步研究应着眼于开展多中心的前瞻性队列研究，并进一步探讨瓣膜纤维化钙化导致疾病加重的病理生理学机制，以便优化未来的诊断、治疗策略。