Morphological characteristics of Optical Coherence Tomography defined cholesterol crystal in patients with acute coronary syndrome

Abstract

Background. Cholesterol crystal (CC) can induce an atherosclerotic inflammation, and cause mechanical instability, causing plaque rupture. However, the morphology of CCs was not clearly defined and often miss the interpretation. The relation between the CCs and plaque vulnerability was not clearly defined. We evaluated the morphologic characteristics of CCs to assess vulnerability using optical coherence tomography (OCT). Methods. We assessed the 194 CCs in 62 patients with acute coronary syndrome, and divided into two groups; a mature and immature form. The mature CC was defined as a linear and discrete high-intensity signal structure with sharp borders, and immature CC was defined a linear and discrete high-intensity signal with relatively unclear border surrounded by low signal lipid pools. We measured the size of CCs, the distance from the luminal surface, macrophage, plaque characteristics, and the presence of CCs in the ruptured plaque or plaque erosion. Result. The mean age of the subjects was 63.7±11.5 years. The immature CCs did not tend to be more frequent in culprit lesions of patients with ST-elevation myocardial infarctions. OCT characteristics of coronary arteries with immature CCs showed larger maximum lipid arches. Immature CCs were significantly more common in the ruptured plaques (28.1% vs 47.4%, p-value 0.025). After adjusting the possible confounders, immature CCs were still the independent risk factor for plaque rupture (hazard ratio2.96, 95% confidence interval 1.44-6.06, p value = 0.003) Conclusion. Immature CCs are significantly more frequent at the plaque rupture. A larger number of subjects is needed to secure statistical significance.

배경. 콜레스테롤 결정은 동맥경화성 염증을 유발하고 기계적 불안정성을 유발하여 동맥경화반 파열을 유발할 수 있다. 그러나 파열을 유발할 수 있는 콜레스테롤 결정의 형태는 명확하게 정의되지 않았으며 크리스탈이 존재하여도 관찰하지 못하고 놓치는 경우도 많다. 이러한 콜레스테롤 결정과 취약한 동맥경화반의 관계는 명확하게 규명되지 않았다. 우리는 광간섭단층촬영을 사용하여 콜레스테롤 결정의 형태학적 특성을 평가하였다. 방법. 우리는 급성 관상동맥 증후군 환자 62명에서 194개의 콜레스테롤결정을 평가하고, 결정을 성숙한 결정과 미성숙한 결정의 두 그룹으로 나누었다. 날카로운 경계를 가진 선형 및 고강도 신호를 발산하는 구조물을 성숙한 결정이라고 정의하였고, 낮은 신호의 지질로 둘러싸인 상대적으로 불분명한 경계를 보이는 선형 및 고강도 신호를 발산하는 구조물을 미성숙하다고 정의하였다. 우리는 콜레스테롤 결정의 크기, 대식세포의 분포, 지질의 혈관내 분포를 측정하고 파열된 동맥경화반 또는 미란이 발생한 동맥경화반에서 결정이 존재하는지를 관찰하였다. 결과. 피험자의 평균 연령은 63.7± 11.5세였다. 미성숙 결정이 발견되는 빈도는 ST분절 상승 심근경색 환자군에서 차이가 없었다. 미성숙 결정이 발견된 관상동맥은 최대 지질각도가 유의하게 증가되어 있었다. 미성숙 결정은 동맥경화반 파열 부위 (28.1% vs 47.4%, p-value 0.025)에서 유의하게 더 많이 존재하였다. 교란 인자를 보정한 로지스틱 회귀분석에서도 미성숙 결정과 최대 지질각도는 동맥경화반 파열의 독립적인 위험인자라는 것이 확인되었다 (위험 비 2.96, 95% 신뢰구간 1.44 – 6.06, p-value = 0.03). 결론. 미성숙 콜레스테롤 결정은 동맥경화반 파열의 통계적으로 유의하나 위험인자이다. 인과관계를 공고히 하기 위하여는 향후 더 많은 수의 환자를 대상으로 한 전향적인 연구가 필요하겠다.