[论文解读] Cardiac CT perfusion imaging of pericoronary adipose tissue (PCAT) highlights potential confounds in coronary CTA

Hao Wu, Yingnan Song+11 more|arXiv (Cornell University)|Jun 27, 2023

Cardiovascular Disease and AdiposityMedicine被引用 3

一句话总结

本研究利用动态心脏CT灌注（CCTP）探究对比剂动力学对冠状动脉CTA中冠周脂肪组织（PCAT）评估的影响。结果表明，PCAT的HU值、表观体积及放射组学特征对扫描时间与狭窄引起的血流动力学变化高度敏感，若未经数据归一化校正，这些显著混杂因素可能损害PCAT定量分析的临床解读可靠性。

ABSTRACT

Features of pericoronary adipose tissue (PCAT) assessed from coronary computed tomography angiography (CCTA) are associated with inflammation and cardiovascular risk. As PCAT is vascularly connected with coronary vasculature, the presence of iodine is a potential confounding factor on PCAT HU and textures that has not been adequately investigated. Use dynamic cardiac CT perfusion (CCTP) to inform contrast determinants of PCAT assessment. From CCTP, we analyzed HU dynamics of territory-specific PCAT, myocardium, and other adipose depots in patients with coronary artery disease. HU, blood flow, and radiomics were assessed over time. Changes from peak aorta time, Pa, chosen to model the time of CCTA, were obtained. HU in PCAT increased more than in other adipose depots. The estimated blood flow in PCAT was ~23% of that in the contiguous myocardium. Comparing PCAT distal and proximal to a significant stenosis, we found less enhancement and longer time-to-peak distally. Two-second offsets [before, after] Pa resulted in [ 4-HU, 3-HU] differences in PCAT. Due to changes in HU, the apparent PCAT volume reduced ~15% from the first scan (P1) to Pa using a conventional fat window. Comparing radiomic features over time, 78% of features changed >10% relative to P1. CCTP elucidates blood flow in PCAT and enables analysis of PCAT features over time. PCAT assessments (HU, apparent volume, and radiomics) are sensitive to acquisition timing and the presence of obstructive stenosis, which may confound the interpretation of PCAT in CCTA images. Data normalization may be in order.

研究动机与目标

• 探究对比剂增强动力学对冠状动脉CTA中冠周脂肪组织（PCAT）评估的影响。
• 评估冠状动脉狭窄引起的血流动力学改变对PCAT HU值、血流量及放射组学特征的影响。
• 评估对比剂增强不同阶段中PCAT特征的时间变异性。
• 识别可能影响冠状动脉CTA诊断准确性的PCAT定量中的潜在混杂因素。

提出的方法

• 采用动态心脏CT灌注（CCTP）追踪PCAT、心肌及其他脂肪沉积部位随时间的HU值变化。
• 在PCAT与邻近心肌组织中估算血流量及达峰时间等血流动力学参数，并进行比较。
• 以主动脉增强达峰时间（Pa）为参考，分析对比剂增强动力学特征，作为标准CCTA扫描的基准。
• 在多个时间点提取PCAT的放射组学特征，并评估其时间稳定性。
• 采用常规脂肪窗计算PCAT的表观体积，并从首次扫描（P1）追踪至Pa时间点。
• 对显著狭窄近端与远端的PCAT区域进行统计比较，以评估血流动力学影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 对比剂增强时间如何影响冠周脂肪组织（PCAT）的HU值，相较于其他脂肪沉积部位？
• RQ2 冠状动脉狭窄的存在在多大程度上改变PCAT的增强动力学特征与血流量？
• RQ3 在动态对比剂增强过程中，PCAT的放射组学特征如何随时间变化？
• RQ4 在早期与标准CCTA扫描时间点之间，PCAT的表观体积变化幅度如何？
• RQ5 PCAT特征对血流动力学变化的敏感性如何？这对临床解读有何影响？

主要发现

• PCAT的HU值增加幅度显著高于其他脂肪沉积部位，在Pa前增加4-HU，Pa后增加3-HU，表明其对对比剂敏感性极强。
• 估算的PCAT血流量约为邻近心肌组织的23%，证实其具有血管灌注特性。
• 位于显著狭窄远端的PCAT区域增强程度较低，且达峰时间较长，相较于近端区域。
• 采用常规脂肪窗时，PCAT的表观体积从首次扫描（P1）至主动脉增强达峰时间（Pa）减少了约15%。
• 78%的PCAT放射组学特征相对于P1变化超过10%，表明其具有高度的时间变异性。
• 对比剂动力学及由狭窄引起的血流动力学改变在PCAT评估中引入了显著混杂因素，因此必须通过数据归一化实现可靠定量。