Влияние кальцифицированной бляшки и наличия стента в коронарной артерии на тяжесть заболевания и выживаемость пациентов с COVID-19: исследование модели дерева решений

Цель. Целью исследования явилось изучение взаимосвязи между наличием кальцифицированных бляшек и стентов в коронарных артериях с данными компьютерной томографии (КТ) грудной клетки (Chest Computed Tomography Severity Score - CT-SS), и показателями смертности у пациентов с COVID-19.

Материалы и методы. Был проведен одноцентровый ретроспективный анализ 492 пациентов (≥18 лет), госпитализированных в период с марта по июнь 2020 года. Все включенные в исследование пациенты имели положительный результат теста ОТ-ПЦР на COVID-19. Наличие коронарной кальцифицированной бляшки и/или стента, проволоки после стернотомии и протезированного сердечного клапана оценивалось на исходной КТ грудной клетки без контрастирования. Кроме того, по данным КТ грудной клетки рассчитывали кардиоторакальный индекс (КТИ). Данные были проанализированы с использованием одномерного и многомерного анализов и древовидного анализа автоматического обнаружения взаимодействий по критерию хи-квадрат (CHAID), который был разработан как прогностическая модель для выживания пациентов с COVID-19 в соответствии с результатами КТ грудной клетки.

Результаты. Среднее количество баллов по шкале CT-SS у пациентов с коронарной бляшкой составило 11,88±7,88. Была обнаружена статистически значимая связь между величиной CT-SS и наличием коронарной кальцифицированной бляшки (p<0,001). Статистической разницы между количеством баллов по шкале CT-SS и коронарным стентированием обнаружено не было (р=0,296). По данным многофакторного анализа, пожилой возраст был связан с более высокой вероятностью (в 1,69 раза (p< 0,001)) наличия коронарных кальцифицированных бляшек, с более высоким значением CT-SS (в 1,943 раза (p=0,034)) и более высоким (в 1,038 раза (p=0,042)) риском развития летального исхода. При проведении CHAID  анализа самый высокий уровень смертности наблюдался у пациентов с коронарной бляшкой и КТИ>0,57.

Вывод. Наличие кальцифицированных бляшек в коронарных артериях и кардиомегалия были ассоциированы с высоким риском  тяжелого течения и смертности у пациентов с COVID-19, и могут использоваться при  прогнозировании выживаемости пациентов.

1. Shi Y, Wang G, Cai X, Deng J, Zheng L, Zhu H et al. An overview of COVID-19. Journal of Zhejiang University-SCIENCE B. 2020;21(5):343–60. DOI: 10.1631/jzus.B2000083

2. Bhandari S, Rankawat G, Bagarhatta M, Singh A, Singh A, Gupta V et al. Clinico-Radiological Evaluation and Correlation of CT Chest Images with Progress of Disease in COVID-19 Patients. The Journal of the Association of Physicians of India. 2020;68(7):34–42. PMID: 32602679

3. Huang C, Wang Y, Li X, Ren L, Zhao J, Hu Y et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. The Lancet. 2020;395(10223):497–506. DOI: 10.1016/S0140-6736(20)30183-5

4. Lian J, Cai H, Hao S, Jin X, Zhang X, Zheng L et al. Comparison of epidemiological and clinical characteristics of COVID-19 patients with and without Wuhan exposure. Journal of Zhejiang University-SCIENCE B. 2020;21(5):369–77. DOI: 10.1631/jzus.B2000112

5. Sun D, Li X, Guo D, Wu L, Chen T, Fang Z et al. CT Quantitative Analysis and Its Relationship with Clinical Features for Assessing the Severity of Patients with COVID-19. Korean Journal of Radiology. 2020;21(7):859–68. DOI: 10.3348/kjr.2020.0293

6. Li B, Yang J, Zhao F, Zhi L, Wang X, Liu L et al. Prevalence and impact of cardiovascular metabolic diseases on COVID-19 in China. Clinical Research in Cardiology. 2020;109(5):531–8. DOI: 10.1007/s00392-020-01626-9

7. Wang D, Hu B, Hu C, Zhu F, Liu X, Zhang J et al. Clinical Characteristics of 138 Hospitalized Patients With 2019 Novel Coronavirus–Infected Pneumonia in Wuhan, China. JAMA. 2020;323(11):1061–9. DOI: 10.1001/jama.2020.1585

8. Wu Z, McGoogan JM. Characteristics of and Important Lessons From the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Outbreak in China: Summary of a Report of 72 314 Cases From the Chinese Center for Disease Control and Prevention. JAMA. 2020;323(13):1239–42. DOI: 10.1001/jama.2020.2648

9. Cereda A, Toselli M, Palmisano A, Vignale D, Khokhar A, Campo G et al. Coronary calcium score as a predictor of outcomes in the hypertensive Covid-19 population: results from the Italian (S) Core-Covid-19 Registry. Hypertension Research. 2022;45(2):333–43. DOI: 10.1038/s41440-021-00798-9

10. Qazi AH, Zallaghi F, Torres-Acosta N, Thompson RC, O’Keefe JH. Computed Tomography for Coronary Artery Calcification Scoring: Mammogram for the Heart. Progress in Cardiovascular Diseases. 2016;58(5):529–36. DOI: 10.1016/j.pcad.2016.01.007

11. Dillinger JG, Benmessaoud FA, Pezel T, Voicu S, Sideris G, Chergui N et al. Coronary Artery Calcification and Complications in Patients With COVID-19. JACC: Cardiovascular Imaging. 2020;13(11):2468–70. DOI: 10.1016/j.jcmg.2020.07.004

12. Nair AV, Kumar D, Yadav SK, Nepal P, Jacob B, Al-Heidous M. Utility of visual coronary artery calcification on non-cardiac gated thoracic CT in predicting clinical severity and outcome in COVID-19. Clinical Imaging. 2021;74:123–30. DOI: 10.1016/j.clinimag.2021.01.015

13. Pan F, Ye T, Sun P, Gui S, Liang B, Li L et al. Time Course of Lung Changes at Chest CT during Recovery from Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). Radiology. 2020;295(3):715–21. DOI: 10.1148/radiol.2020200370

14. Prokop M, van Everdingen W, van Rees Vellinga T, Quarles van Ufford H, Stöger L, Beenen L et al. CORADS: A Categorical CT Assessment Scheme for Patients Suspected of Having COVID-19 – Definition and Evaluation. Radiolgy. 2020;296(2):E97–104. DOI: 10.1148/radiol.2020201473

15. Eslami V, Abrishami A, Zarei E, Khalili N, Baharvand Z, Sanei-Taheri M. The Association of CT-measured Cardiac Indices with Lung Involvement and Clinical Outcome in Patients with COVID-19. Academic Radiology. 2021;28(1):8–17. DOI: 10.1016/j.acra.2020.09.012

16. Jotterand M, Faouzi M, Dédouit F, Michaud K. New formula for cardiothoracic ratio for the diagnosis of cardiomegaly on post-mortem CT. International Journal of Legal Medicine. 2020;134(2):663–7. DOI: 10.1007/s00414-019-02113-1

17. Menard S. Applied Logistic Regression Analysis. - California, USA: SAGE Publications, Inc.;2002. - 128 p. ISBN 978-0-7619-2208-7

18. Hosmer DW, Lemeshow S, Sturdivant RX. Applied logistic regression. -Hoboken, New Jersey: Wiley;2013. - 528 p. ISBN 978-1-118-54835-6

19. Che D, Liu Q, Rasheed K, Tao X. Decision Tree and Ensemble Learning Algorithms with Their Applications in Bioinformatics. P. 191-199. DOI: 10.1007/978-1-4419-7046-6_19. In: Software Tools and Algorithms for Biological Systems. T. 696. Arabnia HR, Tran Q-N, editors -New York, NY: Springer New York;2011.

20. Budoff MJ, Shaw LJ, Liu ST, Weinstein SR, Tseng PH, Flores FR et al. Long-Term Prognosis Associated With Coronary Calcification. Journal of the American College of Cardiology. 2007;49(18):1860–70. DOI: 10.1016/j.jacc.2006.10.079

21. Greenland P. Coronary Artery Calcium Score Combined With Framingham Score for Risk Prediction in Asymptomatic Individuals. JAMA. 2004;291(2):210–5. DOI: 10.1001/jama.291.2.210

22. Gupta VA, Sousa M, Kraitman N, Annabathula R, Vsevolozhskaya O, Leung SW et al. Coronary artery calcification predicts cardiovascular complications after sepsis. Journal of Critical Care. 2018;44:261–6. DOI: 10.1016/j.jcrc.2017.11.038

23. Knapper JT, Khosa F, Blaha MJ, Lebeis TA, Kay J, Sandesara PB et al. Coronary calcium scoring for long-term mortality prediction in patients with and without a family history of coronary disease. Heart. 2016;102(3):204–8. DOI: 10.1136/heartjnl-2015-308429

24. Nasir K, Rubin J, Blaha MJ, Shaw LJ, Blankstein R, Rivera JJ et al. Interplay of Coronary Artery Calcification and Traditional Risk Factors for the Prediction of All-Cause Mortality in Asymptomatic Individuals. Circulation: Cardiovascular Imaging. 2012;5(4):467–73. DOI: 10.1161/CIRCIMAGING.111.964528

25. Zheng Y-Y, Ma Y-T, Zhang J-Y, Xie X. COVID-19 and the cardiovascular system. Nature Reviews Cardiology. 2020;17(5):259–60. DOI: 10.1038/s41569-020-0360-5

26. Guan W, Ni Z, Hu Y, Liang W, Ou C, He J et al. Clinical Characteristics of Coronavirus Disease 2019 in China. New England Journal of Medicine. 2020;382(18):1708–20. DOI: 10.1056/NEJMoa2002032

27. Ruan Q, Yang K, Wang W, Jiang L, Song J. Clinical predictors of mortality due to COVID-19 based on an analysis of data of 150 patients from Wuhan, China. Intensive Care Medicine. 2020;46(5):846–8. DOI: 10.1007/s00134-020-05991-x

28. Zhou F, Yu T, Du R, Fan G, Liu Y, Liu Z et al. Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study. The Lancet. 2020;395(10229):1054–62. DOI: 10.1016/S0140-6736(20)30566-3

29. Shi S, Qin M, Shen B, Cai Y, Liu T, Yang F et al. Association of Cardiac Injury With Mortality in Hospitalized Patients With COVID-19 in Wuhan, China. JAMA Cardiology. 2020;5(7):802–10. DOI: 10.1001/jamacardio.2020.0950

30. Wei PF. Diagnosis and Treatment Protocol for Novel Coronavirus Pneumonia (Trial Version 7). Chinese Medical Journal. 2020;133(9):1087–95. DOI: 10.1097/CM9.0000000000000819

31. Gupta YS, Finkelstein M, Manna S, Toussie D, Bernheim A, Little BP et al. Coronary artery calcification in COVID-19 patients: an imaging biomarker for adverse clinical outcomes. Clinical Imaging. 2021;77:1– 8. DOI: 10.1016/j.clinimag.2021.02.016

32. Pugliese F, Cademartiri F, van Mieghem C, Meijboom WB, Malagutti P, Mollet NRA et al. Multidetector CT for Visualization of Coronary Stents. RadioGraphics. 2006;26(3):887–904. DOI: 10.1148/rg.263055182

33. Wells JM, Morrison JB, Bhatt SP, Nath H, Dransfield MT. Pulmonary Artery Enlargement Is Associated With Cardiac Injury During Severe Exacerbations of COPD. Chest. 2016;149(5):1197–204. DOI: 10.1378/chest.15-1504

34. Zouk AN, Gulati S, Xing D, Wille KM, Rowe SM, Wells JM. Pulmonary artery enlargement is associated with pulmonary hypertension and decreased survival in severe cystic fibrosis: A cohort study. PLOS ONE. 2020;15(2):e0229173. DOI: 10.1371/journal.pone.0229173

35. Jacobs PC, Gondrie MJA, van der Graaf Y, de Koning HJ, Isgum I, van Ginneken B et al. Coronary Artery Calcium Can Predict All-Cause Mortality and Cardiovascular Events on Low-Dose CT Screening for Lung Cancer. American Journal of Roentgenology. 2012;198(3):505–11. DOI: 10.2214/AJR.10.5577

36. Pelandré GL, Sanches NMP, Nacif MS, Marchiori E. Detection of coronary artery calcification with nontriggered computed tomography of the chest. Radiologia Brasileira. 2018;51(1):8–12. DOI: 10.1590/0100-3984.2016.0181

37. Shemesh J, Henschke CI, Shaham D, Yip R, Farooqi AO, Cham MD et al. Ordinal Scoring of Coronary Artery Calcifications on Low-Dose CT Scans of the Chest is Predictive of Death from Cardiovascular Disease. Radiology. 2010;257(2):541–8. DOI: 10.1148/radiol.10100383

38. Erbel R, Möhlenkamp S, Moebus S, Schmermund A, Lehmann N, Stang A et al. Coronary Risk Stratification, Discrimination, and Reclassification Improvement Based on Quantification of Subclinical Coronary Atherosclerosis. Journal of the American College of Cardiology. 2010;56(17):1397–406. DOI: 10.1016/j.jacc.2010.06.030

39. Esposito A, Palmisano A, Toselli M, Vignale D, Cereda A, Rancoita PMV et al. Chest CT–derived pulmonary artery enlargement at the admission predicts overall survival in COVID-19 patients: insight from 1461 consecutive patients in Italy. European Radiology. 2021;31(6):4031–41. DOI: 10.1007/s00330-020-07622-x