Prognostic Implications of Comprehensive Whole Vessel Plaque Quantification Using Coronary Computed Tomography Angiography in Patients with Coronary Artery Disease

Abstract

서론: 관상 동맥 질환 환자에서 주된 치료 방침은 협착 정도가 가장 심한 병변을 찾고 재 관류술을 시행하는데 초점이 맞춰져 있다. 그러나 이전 연구들에 의하면 협착 병변을 포함하여 전 관상동맥 경화반의 정도를 확인하는 것 또한 예후를 예측하는데 중요한 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구는 관상동맥 전산화 단층 촬영 혈관 조영술을 이용하여 비 침습적으로 전 관상동맥의 경화반을 정량화하고 이를 통해 관상동맥 환자의 예후를 예측하고자 하였다.

방법 및 결과: 침습적 분획혈류예비력 (FFR)을 측정하고 측정 전 90일 이내에 관상동맥 전산화 단층 촬영 혈관 조영술 (CCTA)을 시행받은 643 명의 관상동맥 환자로 구성된 다국가, 다기관 참여 CCTA-FFR 레지스트리 (NCT04037163)로부터 독립적인 CCTA 분석 기관 (세브란스 병원)에서 전 관상동맥 경화반 및 성분의 2차원, 3차원 정량화를 시행하였고 독립적인 committee 로부터 5년간의 심혈관 관련 질환 (심인사, 심근 경색, 재관류술) 발생을 조사하였다. 기존 연구에 근거하여, 고 위험 병변의 특성은 minimum lumen area <4mm2, plaque burden ≥70%, low attenuating plaque, positive remodeling, spotty calcification, and napkin-ring sign 의 6 가지로 정의하였다. 전 관상동맥 경화반 정량화로부터 고 위험 혈관 특성은 total plaque volume ≥306.5mm3, fibrofatty and necrotic core volume ≥4.46mm3, or percent total atheroma volume ≥32.2% 의 3가지로 정의하였다. 허혈성 병변 (FFR ≤0.80)을 예측하는 데 있어 % diameter stenosis, 고 위험 병변 특성에 전 관상동맥 경화반 정량화 변수를 추가할 경우 그 예측력이 유의하게 증가함을 확인하였다. 또한 FFR >0.80에 근거하여 재관류술을 시행하지 않은 517 혈관 (368명 환자)에서 5년간의 심혈관 질환 발생을 예측하는 데에 information gain을 비교하였을 때 고 위험 혈관 특성의 모든 3가지 지표가 고 위험 병변의 6가지 지표보다 우수하였다. 고 위험 혈관 특성의 개수가 증가할수록 5년 심혈관 질환 발생률이 유의하게 증가하였다 (hazard ratio [HR] 2.54, 95% confidence interval [CI] 1.77-3.64). 2년을 기준으로 한 landmark analysis에서 고위험 혈관 특성은 2년 이후의 심혈관 질환 발생 위험도를 예측하였으나 (HR 2.49, 95% CI 1.59-3.90) 고위험 병변 특성은 예측하지 못하였다. 고 위험 혈관 특성은 고 위험 병변 특성이 3개 이상, 미만인 하위 그룹에서도 심혈관 질환 발생 위험도를 예측할 수 있었다.

결론: 관상동맥 전산화 단층 촬영 혈관 조영술을 이용하여 전 관상동맥 경화반을 정량화하는 것은 허혈성 병변을 예측하고 FFR >0.80으로 재관류술을 시행하지 않은 환자에서 예후를 예측하는 데에 추가적인 예측력을 보였다. 따라서 이를 임상에서 적용할 경우 관상동맥 환자에게 적절한 치료 방침을 제공하는 데에 도움을 줄 수 있을 것이다.

Aims: We aimed to investigate the prognostic implications of whole vessel plaque quantification using coronary CT angiography (CCTA).

Methods and Results: A total of 1,013 vessels (643 patients) with fractional flow reserve (FFR) measurement and available CCTA were analyzed. The primary endpoint was the vessel-oriented composite outcome (VOCO, a composite of cardiac death, target vessel myocardial infarction or target vessel revascularization) at 5 years. Minimum lumen area <4mm2, plaque burden ≥70%, low attenuating plaque, positive remodeling, spotty calcification, and napkin-ring sign were defined as high risk plaque characteristics (HRPC). In a target vessel, total plaque volume ≥306.5mm3, fibrofatty and necrotic core volume ≥4.46mm3, or percent total atheroma volume ≥32.2%, based on corresponding optimal cut-off values for 5-year VOCO, was defined as high risk vessel characteristics (HRVC). In predicting FFR ≤0.80, whole vessel plaque quantification had incremental predictability in addition to % diameter stenosis and HRPC. Among 517 deferred vessels (368 patients) based on FFR >0.80, the components of HRVC had higher information gain than those of HRPC in predicting VOCO. The number of HRVC was significantly associated with the risk of VOCO (HR 2.54, 95% CI 1.77-3.64). In a landmark analysis at 2 years, the number of HRVC showed sustained prognostic implications beyond 2 years (HR 2.49, 95% CI 1.59-3.90) but the number of HRPC did not. The number of HRVC can discriminate the prognosis in subgroups with either ≥3 HRPC or <3 HRPC.

Conclusion: Whole vessel plaque quantification can provide incremental predictability for low FFR and has prognostic value in deferred vessels with high FFR.