腹部内脏脂肪组织CT衰减与冠状动脉狭窄程度的相关性研究.pdf

ABDOMINALIMAGING64腹部影像学腹部内脏脂肪组织CT衰减与冠状动脉狭窄程度的相关性研究代岳张纯12胡静12徐凯【摘要】目的：探讨冠心病患者腹部内脏脂肪组织CT衰减与冠状动脉狭窄程度的相关性。方法：收集2 0 2 0年1月一2 0 2 2 年6 月于徐州医科大学附属医院经冠状动脉CT血管成像（CCTA）诊断冠状动脉狭窄的患者197例，分析并记录患者的基本资料，利用腹部CT图像测量腹部内脏脂肪面积（VATarea）、腹部内脏脂肪CT衰减（VATCTattenuation），腹部皮下脂肪面积（SATarea）、腹部皮下脂肪CT衰减（SATCTattenuation），评估上述指标与患者临床资料及冠状动脉狭窄程度的相关性。结果：冠状动脉不同狭窄组比较发现，年龄、体重指数（BMI）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、C反应蛋白（CRP）、糖尿病史、VATarea、VA T CT a t t e n u a t i o n 差异有统计学意义；对上述指标与冠状动脉狭窄程度进行Spearman相关性分析发现，冠状动脉狭窄程度与年龄、BMI、糖尿病史、VATarea均呈正相关，与VATCTattenuation呈负相关。Logistic回归模型提示年龄、糖尿病及VATarea是冠状动脉中重度狭窄的独立危险因素，VATCT attenuation是冠状动脉中重度狭窄的独立保护因素。对VAT area、VA T CT a t t e n u a t i o n 进行受试者工作特征（ROC）曲线分析发现，VATarea、VA T CT a t t e n u a t i o n 对冠状动脉中重度狭窄预测的曲线下面积分别是0.7 37、0.7 7 2，灵敏度分别为7 2.7%、7 5.8%，特异度分别为6 2.2%，6 3.3%。结论：VATarea、VA T CT a t t e n u a t i o n 能够从数量和质量两个方面较全面地评价腹部内脏脂肪，并且VATarea、VA T CT a t t e n u a t i o n 对冠状动脉中重度狭窄均具有一定的预测价值。【关键词】内脏脂肪；冠状动脉狭窄；CT衰减；脂肪面积中图分类号：R445.3文献标志码：A文章编号：10 0 6-57 41(2 0 2 4)0 1-0 0 6 4-0 6Correlation Between CT Attenuation of Visceral Adipose Tissue and Degree ofCoronary Artery StenosisDAI Yue,ZHANG Chun2,HU Jing2,XU Kai Abstract】Pu r p o s e:T o i n v e s t i g a t e t h e c o r r e l a t i o n b e t w e e n CT a t t e n u a t i o n o f a b d o mi n a l v i s c e r a l a d i p o s e t i s s u e(VAT)and the degree of coronary artery stenosis in patients with coronary heart disease.Methods:One hundred andninety-seven patients with coronary artery stenosis found by coronary computed tomography angiography(CCTA)inthe Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University from January 2020 to June 2022 were enrolled in this study.The basis data of the patients were analyzed and recorded.The abdominal CT images were used to measure theabdominal VAT area,VAT CT attenuation,subcutaneus adipose tissue area(SAT)area and SAT CT attenuation.Therelationship between the above indicators and the general information,the degree of coronary artery stenosis was中国医学计算机成像杂志，2 0 2 4，30：6 4-6 9作者单位：1徐州医科大学附属医院影像科2徐州医科大学医学影像学院通信地址：江苏省徐州市淮海西路99号，徐州2 2 10 0 6通信作者：徐凯（电子邮箱：）基金项目：徐州市卫健委医学科技创新项目（XWKYHT20220157）；徐州医科大学附属医院院课题（2 0 2 1ZA04）ChinComputMedImag,2024,30:64-691Department of Radiology，A f f i li a t e d H o s p i t a l o f Xu z h o u M e d i c a lUniversity2 School of Medical Imaging,Xuzhou Medical UniversityAddress:99West Huaihai Road,Xuzhou221006,ChinaCorrespondenceto:XUKai(E-mail:)Foundation items:Xuzhou Health Commission Medical Science andTechnology Innovation Project(XWKYHT20220157);College Project ofAffiliated Hospital of Xuzhou Medical University(2021ZA04)65ChinComputMedImag,2024,30(1)中国医学计算机成像杂志2 0 2 4年第30 卷第1期evaluated.Results:There were significant differences in age,body mass index(BMI),low density lipoproteincholesterol(LDL-C),C-reactive protein(CRP),diabetes history,VAT area and VAT CT attention between twocoronary artery stenosis groups.Spearman correlation analysis of the above indicators and the degree of coronaryartery stenosis showed that the degree of coronary artery stenosis was positively correlated with age,BMI,history ofdiabetes,and VAT area,and negatively correlated with VAT CT attention.Logistic regression model indicated thatage,diabetes history and VAT area were independent risk factors for moderate-severe coronary artery stenosis,andVAT CT attenuation was independent protective factor for moderate-severe coronary artery stenosis.The receiveroperating characteristic(ROC)curve analysis of VAT area and VAT CT attention showed that the areas under thecurve of VAT area and VAT CT attention for the prediction of moderate and severe coronary artery stenosis were0.737 and 0.772,respectively,with sensitivity of 72.7%and 75.8%and specificity of 62.2%and 63.3%,respectively.Conclusion:VAT area and VAT CT attention can be used to evaluate abdominal visceral adipose tissue in terms ofquantity and quality,and both VAT area and VAT CT attention have certain predictive value for moderate and severecoronary artery stenosis.Key words】Vi s c e r a l a d i p o s e t i s s u e;Co r o n a r y a r t e r y s t e n o s i s;CT a t t e n u a t i o n;A d i p o s e t i s s u e a r e a内脏脂肪组织（visceraladiposetissue，VA T）是人体内一种特殊的脂肪库，与皮下脂肪不同，其主要位于腹腔内，直接包绕着腹部脏器，多项研究结果表明VAT是心脑血管疾病的独立影响因素，主要归因于VAT能够产生大量的激素、细胞因子等影响全身的内分泌和代谢功能1-3。目前大部分研究都集中探讨VAT面积或体积与心血管疾病的相关性4-5，然而，关于VAT质量的研究较少，一些研究表明VAT质量也同样重要，其主要反映组织细胞特征，如脂肪细胞大小、炎性细胞积聚、小血管生成和功能障碍等6-7 。除活检等侵人性方法直接测量外，CT测量内脏脂肪组织的CT衰减值（VATCT attenuation）为内脏脂肪质量评价提供了简便、准确、无创的方法，能够在一定程度上反映VAT的结构和代谢活性。本研究主要利用多层螺旋CT（M SCT）测量197 例冠心病患者的腹部VAT面积（VAT area）和VATCTattenuation来评估内脏脂肪的“数量”和“质量”与冠状动脉狭窄的关系，旨在为预测冠状动脉中重度狭窄提供更全面的影像学指标。方法1.石研究对象收集2 0 2 0 年1月一2 0 2 2 年6 月于我院就诊的经冠状动脉CT血管成像（CCTA）诊断的冠状动脉狭窄的患者197 例，其中男10 4例，女93例；年龄3590（6 4.50 11.16）岁。根据CCTA检查血管病变最严重部位作为判定标准【8 ，将患者分成2 组，血管轻度狭窄 50%组98 例、血管中重度狭窄50%组99例。2.纳入与排除标准纳人标准：（1）行CCTA检查并发现冠状动脉有狭窄的患者；（2）临床资料完整；（3）行腹部CT平扫检查；（4）CCTA和腹部CT检查时间间隔2 周内。排除标准：（1）甲状腺功能异常或慢性肾衰的患者；（2）既往有心肌梗死病史；（3）既往有冠状动脉手术史（冠状动脉旁路移植术或支架置人术)；（4)既往有恶性肿瘤病史；（5）CCTA和腹部CT检查时间间隔超过2 周者；（6）临床资料不完整或影像图像存在伪影无法满足诊断需求者。3.一般临床资料通过患者住院病例依次收集患者性别、年龄、高血压病史、糖尿病史、吸烟史、体重指数（BMI)。相关实验室指标：总胆固醇（TC）、三酰甘油(TG）、C-反应蛋白（CRP）、低密度脂蛋白胆固醇（LD L-C），高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)。4.景影像学相关资料由1名主要从事CCTA阅片的中级职称医生分析患者的CCTA影像图片，根据患者冠状动脉狭窄程度作为判定标准，将患者分成轻度狭窄组（最严重狭窄程度 50%）、中重度狭窄组（最严重狭窄程度50%），后续由1名高级职称医生复核，最终确定患者的分组情况。由2 位影像科住院医师用GE后处理工作站Volume软件测量每位患者的VATarea、V A T C Tattenuation、皮下脂肪组织面积（subcutaneusadipose tissue area,SAT area)和 SAT CT attenuation,即利用腹部CT平扫图像，选择L3-L4水平手动勾画66ChinComputMedImag,2024,30(1)中国医学计算机成像杂志2 0 2 4年第30 卷第1期内脏脂肪和皮下脂肪范围，-19 0-30 HU窗宽值获得脂肪组织9，软件计算获得VATarea和对应的VAT CT attenuation、SA T a r e a 和对应的 SAT CTattenuation(图1)。SATVAT1BID图1腹部内脏脂肪及皮下脂肪相关参数的测量选择L3-L4水平的腹部CT平扫轴位图像（图A，白色箭头代表L3-L4水平），手动勾画内脏脂肪范围（图B）和皮下脂肪范围（图C），注意如图沿着腹壁与脂肪组织界限准确勾画，设定阈值-190 -30 HU获得脂肪组织，软件直接计算得到VATarea和对应的VATCTattenuation（图D，绿色部分）、SATarea和对应的SATCTattenuation（图E，绿色部分）。5.统计学分析利用SPSS22.0软件对临床及影像学相关数据进行统计学处理，符合正态分布的计量资料以均数标准差表示，两组比较采用独立样本t检验分析；计数资料比较采用卡方检验；VATarea、VA TCTattenuation与冠状动脉狭窄程度及其他临床指标进行Spearman相关性分析。利用logistic单因素回归模型分析冠状动脉狭窄程度的相关危险因素，随后利用logistic多因素回归模型分析VATarea、VA TCTattenuation是否与冠状动脉狭窄程度独立相关。最后利用受试者工作特征（receiveroperatingcharacteristic，R O C）曲线对VAT area、VA T CTattenuation进行分析，预测其对冠状动脉狭窄程度的灵敏度、特异度及曲线下面积（areaunderthecurve，AUC），并最终确定截断值。以P0.05为差异有统计学意义。结果1.基本资料、腹部脂肪指标的比较本研究共纳人197 例有冠状动脉狭窄的患者，通过CCTA检查发现血管狭窄程度 50%组98 例，血管狭窄程度50%组99例。一般临床资料（年龄、性别、病史）、相关生化指标（TG、T C、H D L-C、LDL-C、CR P）及腹部脂肪相关指标（VATarea、VAT CT attenuation、SA T a r e a、SA T CT a t t e n u a t i o n)见表1，经过统计学分析发现不同狭窄组间年龄、BMI、LD L-C、CR P、糖尿病史、VATarea和VATCTattenuation的差异有统计学意义（P0.05）；而其他指标在两组之间差异无统计学意义(P0.05)。表1冠状动脉狭窄患者基本资料及腹部脂肪影像指标的比较狭窄程度 50%狭窄程度50%因素(N=98)(N=99)年龄/岁61.2011.0467.7710.41*男性n(%)53(54.08)51(51.52)BMI/(kg/m)23.953.7725.183.85*高血压病史 n(%)46(46.94)42(42.42)糖尿病病史 n(%)11(11.22)28(28.28)*吸烟史n(%)18(18.37)22(22.22)TG/(mg/dL)1.491.291.681.00TC/(mg/dL)4.230.924.421.18HDL-C/(mg/dL)1.110.271.070.31LDL-C/(mg/dL)2.430.842.741.01*CRP/(mg/dL)5.8614.3314.2324.95*VATarea/cm?140.2566.15170.7081.56*VATCTattenuation/HU-90.447.69-95.1 10.01*SAT area/cm?138.1561.70147.5661.89SAT CT attenuation/HU-97.246.48-98.9610.92*P0.05,*P0.01,，*P 0.0 0 1，与狭窄程度 50%组比较。2.VATarea、VA T CT a t t e n u a t i o n 等指标与冠状动脉狭窄程度的Spearman相关性分析Spearman相关性分析结果显示冠状动脉狭窄程度与VATCTattenuation（r=-0.47 2）呈负相关，与年龄（r=0.310）、BM I（r=0.16 1）、糖尿病病史（r=0.2 14）、VA T a r e a（r=0.411）呈正相关。另外，Spearman相关性分析结果显示VATarea与VATCTattenuation有较好的线性相关性，r=-0.641（表2）。3.元冠心病患者冠状动脉狭窄程度影响因素的logistic回归分析将表2 中的相关因素作为自变量进行单因素二项logistic回归分析，结果表明年龄、BMI、CR P、糖尿U.UQ67ChinComputMedImag,2024,30(1)中国医学计算机成像杂志2 0 2 4年第30 卷第1期表2VAT指标等因素于冠状动脉狭窄程度的Spearman相关性分析因素年龄BMI狭窄程度糖尿病病史LDL-CCRPVATareaVATCTattenuation年龄1BMI-0.0541狭窄程度0.310*0.161*1糖尿病病史0.0010.1230.214*1LDL-C-0.0220.0300.137-0.0591CRP0.2070.153*0.240*0.002-0.0121VATarea0.0780.655*0.411*0.175*-0.0540.187*1VATCTattenuation0.043-0.471*-0.472*-0.112-0.139-0.205*-0.641*1*P0.05,*P0.01。病病史及VAT area是冠状动脉中重度狭窄的危险因素，VATCTattenuation是冠状动脉中重度狭窄的保护因素。进一步行多因素二项logistic回归分析，结果显示年龄、糖尿病病史及VATarea是冠状动脉中重度狭窄的独立危险因素，VATCTattenuation是冠状动脉中重度狭窄的独立保护因素（表3）。表3Logistic回归分析冠心病患者冠状动脉狭窄程度的影响因素单因素分析多因素分析因素OR95%CIP值OR95%CIP值年龄1.0581.029 1.0880.0011.0851.045 1.1270.001*BMI1.0891.0101.1740.0260.8090.7030.9320.053CRP1.0231.006 1.0410.0091.0130.9921.0340.228糖尿病病史3.1191.452 6.7000.0043.6271.390 9.4640.008*VATarea1.0141.0091.0200.0011.0131.0051.0220.003*VATattenuation0.890.8530.9270.0010.8840.837 0.9340.001*SATarea1.0020.9981.0070.286SAT attenuation0.9780.9471.0100.185*P0.05.4.VAT area及VAT CTattenuation对于冠状动脉中重度狭窄预测价值的评估应用ROC 曲线评估VAT area、V A T C Tattenuation对冠状动脉狭窄程度的预测价值。结果显示：VATarea预测发生冠状动脉中重度狭窄的截断值是138.18 cm，其灵敏度为7 2.7%，特异度为62.2%，V A T C T a t t e n u a t i o n 预测发生冠状动脉中重度狭窄的截断值是-92.5HU，其灵敏度是7 5.8%，特异度是6 3.3%。见表4和图2。表4VATarea和VATCTattenuation对冠状动脉狭窄程度预测价值的比较检验变量AUC标准误95%CIVATarea0.7370.0350.6690.805VATCTattenuation0.7720.0330.707 0.8381.00.80.60.40.2-VAT面积VAT密度值参考线000.20.40.60.81.01-特异度图2VAT参数对冠状动脉中重度狭窄的预测价值讨论众所周知，肥胖与心血管疾病及代谢综合征相68中国医学计算机成像杂志2 0 2 4年第30 卷第1期Chin Comput Med Imag,2024,30(1)关，被归类为冠状动脉粥样硬化的一个主要危险因素，多项研究结果表明，局部VAT堆积可能比整体肥胖更危险10 。VAT是人体最大的内分泌器官，能够分泌大量影响代谢、炎症和血管通路的脂肪细胞因子，例如肿瘤坏死因子-（T NF-）、白细胞介素1和6、单核细胞趋化蛋白1（MCP-1）、血管紧张素II、胆固醇酯转移蛋白、脂联素、瘦素等具有全身和局部的促炎活性，它们参与机体的炎症反应、氧化应激、细胞功能调节等动脉粥样硬化发生发展的多个环节11-12 ，因此VAT堆积与冠状动脉粥样硬化密切相关，近年来也成为了该领域研究的热点。Tanaka等【13 回顾性评估了432 7 例连续接受CCTA的患者，分析患者VAT面积与冠状动脉斑块的范围和严重程度，结果显示较大的VAT面积与冠状动脉斑块范围和严重程度呈正相关。戴梅清等【14 收集了151例2 型糖尿病患者的相关资料，探讨患者腹部内脏脂肪面积（VFA）与冠状动脉钙化的相关性，结果显示2 型糖尿病患者VFA与冠状动脉钙化呈正相关，Logistic回归分析显示VFA是2 型糖尿病患者发生冠状动脉钙化的独立危险因素。然而，评价VAT除了需要评估脂肪的“数量”（面积或体积），还需要评估脂肪的“质量”，然而国内对于VAT“质量”与冠状动脉狭窄相关性研究较少。VAT的“质量”体现在很多方面，例如脂肪细胞大小，脂肪组织血供情况、脂肪组织炎症或纤维化情况等，然而如何利用简便、准确、无创的方式来评估脂肪组织的“质量”呢？我们前期研究【15 结果显示，CT能够无创准确测量心外膜脂肪组织（EAT)的体积和CT衰减值，同理，CT也能无创准确测量腹部内脏脂肪的面积和CT衰减值，该影像学指标不仅能够反映VAT的脂肪储备“数量”，同时能够反映脂肪组成结构及代谢活性的“质量”。然而，腹部VAT体积较大且不规则，很难实现简便、快速、准确测量，如果只选择一个层面进行VAT面积的测量，哪个层面最准确呢？Lee等9 收集33例志愿者，在减重12 周前后分别测量其L2-3、L3-4、L4-5三个层面的VAT面积，并分析其与患者心血管疾病相关危险因素的相关性，结果显示L3-4水平的VAT面积与志愿者心血管疾病多项危险因素的相关性最强。因此，本研究选择L3-4水平测量患者的VATarea和VATCTattenuation，能够更好地反映患者整个VAT的特征。本研究结果显示冠状动脉狭窄程度大于50%组，患者的VATarea增多，VATCTattenuation相应减低，两组比较差异有统计学意义。Spearman相关分析结果显示冠状动脉狭窄程度与VATarea呈正相关，与VATCTattenuation呈负相关，即冠状动脉狭窄程度越严重，患者的VATarea越大，VATCTattenuation越小。Logistic回归分析结果显示VATarea和VATCTattenuation均是冠状动脉狭窄程度的独立影响因素。Rosenquist等6 评估了3198 例受试者的VAT体积、VATCTattenuation等指标与不良心脏代谢因素的相关性，结果显示，通过CT衰减值反映的脂肪的“质量”与不良心脏风险因素显著相关，并且其相关性超过总VAT体积，表明VATCTattenuation可以提供独立于脂肪数量的心脏代谢风险。这一研究结果提示脂肪的“质量”与“数量”同样重要，CT图像反映的内脏脂肪“质量”有望成为评价不良心脏代谢风险的“影像标志物”。Alvey等16 招募了30 7 9例受试者，对其进行腹部CT扫描，并评估患者冠状动脉和腹主动脉钙化（CAC、A A C)情况，采用多变量调整logistic回归模型评估脂肪组织CT衰减值与CAC和AAC之间的关系，该研究结果显示较低的VAT与亚临床动脉粥样硬化风险相关，他们的发现为进一步研究脂肪密度与动脉粥样硬化之间的关系提供了依据。以上研究结果与本研究结果相似，即更低的VATCTattenuation与不良心脏代谢风险和动脉粥样硬化风险相关。有研究12 表明，几个潜在的机制可以解释较低的VAT CTattenuation与更多的不良代谢危险因素水平之间的联系。首先，VATCTattenuation较低是脂肪组织较多的标志，即细胞脂质含量决定脂肪细胞的大小，大而成熟的脂肪细胞几乎完全由大的脂滴填充。脂肪细胞的体积决定细胞的代谢功能状态，多年前就有研究结果果17-18 显示，平均脂肪细胞大小、胰岛素敏感性和脂联素分泌之间呈负相关，表明脂肪细胞越大，心脏代谢风险越高。除了脂质含量外，VATCTattenuation还可以反映脂肪组织的血管状况，由于血液的组织特性，高度血管化的组织CT衰减往往高于单纯的脂肪组织，由于脂肪组织的增多，脂肪中毛细血管密度降低，灌注减少，最终导致脂肪组织缺氧、炎症和不良心脏代谢风险增加6 。本研究利用ROC曲线来评估VATarea、V A TCTattenuation对冠状动脉狭窄程度的预测价值。结69ChinComputMedImag,2024,30(1)中国医学计算机成像杂志2 0 2 4年第30 卷第1期果显示VATarea预测发生冠状动脉中重度狭窄的截断值是138.18 cm，灵敏度是7 2.7%，特异度是62.2%，VA T CT a t t e n u a t i o n 预测发生冠状动脉中重度狭窄的截断值是-92.5HU，灵敏度是7 5.8%，特异度是6 3.3%，表明通过CT测量的VATarea、V A T C Tattenuation能在一定程度上预测冠状动脉狭窄程度。与我们之前EAT的研究相比，VAT在预测冠状动脉狭窄程度的灵敏度和特异度均稍低于EAT，主要是由于EAT位于心肌外面，心包脏层里面，EAT与冠状动脉关系密切，可以利用旁分泌和内分泌双重方式来影响冠状动脉15，VAT只是通过单纯的内分泌作用影响全身代谢水平来间接影响冠状动脉粥样硬化，即便如此，VAT area、VA T CT a t t e n u a t i o n 也能够作为预测冠状动脉狭窄程度的一个补充指标，并且能够反映全身的炎症和代谢水平。本研究存在以下局限性：（1）本研究样本量有限，无法全面反映腹部内脏脂肪的特征；（2）由于后处理工作站软件的原因无法直接测量患者腹部VAT体积，因此选择最具代表性的L3-L4水平测量腹部VAT面积来进行研究；（3）由于本研究中包括冠状动脉不同狭窄的患者，无法做到每例患者都进行冠状动脉血管造影金标准的检查，所以采用CCTA检查，可能会在一定程度上影响研究结果的准确性。综上所述，VATarea、VA T CT a t t e n u a t i o n 能够从数量和质量两个方面较全面地评价腹部内脏脂肪，本研究发现VAT area和VATCTattenuation均与患者的冠状动脉狭窄程度具有相关性，VATarea和VATCT attenuation是冠状动脉狭窄程度的独立影响因素，并且VATarea、V A T C T a t t e n u a t i o n 均能在一定程度上预测冠状动脉中重度狭窄，为临床提供更全面的预测指标。参考文献1 Neeland IJ,Ross R,Desprs JP,et al.Visceral and ectopic fat,atherosclerosis,and cardiometabolic disease:a position statement.Lancet Diabetes Endocrinol,2019,7:715-725.2 Choi WG,Choi W,Oh TJ,et al.Inhibiting serotonin signalingthrough HTR2B in visceral adipose tissue improves obesity-relatedinsulin resistance.J Clin 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