Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC 87j64xMVhJ34TcHK9dKgqQs S0066-782X2021000600959 abc.20200115 10.36660/abc.20200115 Artigo Original Comparação entre Dois Escores de Risco quanto à Predição de Obstrução Microvascular Coronariana durante a Intervenção Percutânea Primária Xiao Yuyang 1 2 Chen Hua 1 Liu Dongxia 1 Wang Yanbo 2 Wang Wenlu 2 Zhang Qian 2 Han Yuping 1 * 0000-0002-7556-4869 Fu Xianghua 2 * Hebei General Hospital Department of Cardiology Shijiazhuang China Hebei General Hospital - Department of Cardiology, Shijiazhuang, Hebei – China. Second Hospital of Hebei Medical University Department of Cardiology Shijiazhuang China Second Hospital of Hebei Medical University - Department of Cardiology, Shijiazhuang, Hebei – China. Correspondência: Yuping Han • Department of Cardiology, Hebei General Hospital, No. 348 Heping West Road, Shijiazhuang 050000, Hebei Province, China. E-mail: hyp8@hotmail.com

Os autores contribuíram igualmente para este artigo

Contribuição dos Autores

Concepção e desenho da pesquisa: Xiao Y, Wang Y, Wang W, Zhang Q, Han Y, Fu X; Obtenção de dados: Chen H, Liu D, Wang W, Han Y; Análise e interpretação dos dados: Xiao Y, Liu D, Wang Y, Zhang Q, Fu X; Análise estatística: Chen H, Wang Y, Wang W, Zhang Q; Obtenção de financiamento: Xiao Y, Han Y, Fu X; Redação do manuscrito: Xiao Y, Chen H, Han Y, Fu X; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Xiao Y, Liu D, Han Y, Fu X.

Potencial Conflito de Interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 17 05 2021 05 2021 116 5 959 967 13 02 2020 06 05 2020 06 05 2020 This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License Resumo Fundamento:

Para pacientes com infarto do miocárdio com elevação do segmento ST (IAMCST) que sofrem de obstrução coronariana microvascular funcional e estrutural (OCM) subsequente, nenhuma abordagem terapêutica específica e definitiva de atenuação foi comprovada como válida em testes de larga escala atuais, o que destaca a necessidade de abordar seu reconhecimento precoce.

 Objetivos:

Este estudo teve como objetivo comparar o desempenho de dois escores de risco clínico com uma medida objetiva de OCM durante intervenção coronária percutânea (ICP) em casos de IAMCST

 Métodos:

A medição do índice de resistência microcirculatória (IRM) foi realizada e os parâmetros clínicos e angiográficos basais também foram registrados. Os pacientes foram divididos em entre os grupos OM (obstrução microvascular) e NOM (não-obstrução microvascular), de acordo com o valor de IRM pós-procedimento. O risco de OCM foi avaliado para todos os participantes pelos escores preditivos SAK e ATI, respectivamente. Cada sistema foi calculado somando-se as pontuações de todas as variáveis. As curvas de características do operador receptor (ROC) e a área sob a curva (AUC) de dois modelos de risco foram utilizadas para avaliar o desempenho discriminatório. Um ecocardiograma foi realizado sete dias após o procedimento para avaliar a fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE). Um valor P bicaudal de <0,05 foi considerado estatisticamente significativo.

 Resultados:

Entre os 65 pacientes elegíveis com IAMCST, 48 foram alocados no grupo NOM e 17 no grupo OM, com uma incidência de OCM de 26,15%. Não houve diferença significativa na AUC entre os dois escores. A FEVE avaliada para o grupo NOM foi maior do que para o grupo OM.

 Conclusão:

Os escores SAK e ATI tiveram bom desempenho para estimar o risco de OCM após ICP primário para pacientes com IAMCST.

 Palavras-chave: Infarto do Miocárdio Intervenção Coronária Percutânea Obstrução Coronariana Previsões Indicador de Risco National Key R&D Program of China 2016 YFC1301100 O presente estudo foi financiado pela National Key R&D Program of China, number 2016 YFC1301100. Introdução

Para pacientes com infarto agudo do miocárdio com elevação do segmento ST (IAMCST), a reperfusão oportuna da artéria relacionada ao infarto (ARI) já se mostrou a estratégia padrão-ouro para salvar o miocárdio isquêmico e inibir a remodelação ventricular. Durante o procedimento de recanalização da artéria origem, independentemente da patência do enxerto angiográfico, muitos pacientes desenvolvem perfusão insuficiente no tecido miocárdico decorrente de obstrução coronariana microvascular estrutural e funcional (OCM) no período perioperatório.1 A OCM, que é um reflexo de lesão microvascular persistente e foi anteriormente entendida como “fenômeno de no-reflow” (FNR), mostrou estar diretamente associada à extensão da área infartada e eventos cardiovasculares que aumentam e pioram o prognóstico de curto e/ou longo prazo.2,3 No entanto, para pacientes com IAMCST que sofrem de OCM subsequente, nenhuma abordagem terapêutica específica e definitiva de atenuação foi válida nos testes de grande escala atuais, o que destaca a necessidade de abordar o reconhecimento precoce e o pré-tratamento de pacientes de alto risco.

Recentemente, com base em alguns experimentos com animais e pesquisas clínicas, o mecanismo subjacente da OCM em um cenário de IAMCST agudo foi explorado. Embora a fisiopatologia exata não esteja clara, vários mecanismos, incluindo lesão de isquemia/reperfusão, embolização distal e suscetibilidade individual, são considerados responsáveis pela deterioração da perfusão microvascular integralmente.4 Consequentemente, apesar do fato de que numerosos ensaios sobre os possíveis fatores de influência de OCM ou FNR foram conduzidos, um único indicador pode não ser preciso o suficiente para avaliar o estado de perfusão da microvasculatura. Com base nessa suposição, desenvolvemos o modelo de risco SAK, composto por seis elementos independentes, incluindo tempo de início dos sintomas ao balão (SO-B), nível de ACT na admissão, classificação de Killip, idade, relação neutrófilos/linfócitos (RNL) e glicose. O modelo demonstrou bom desempenho preditivo para risco de OCM. Outros modelos de previsão também foram recentemente introduzidos por vários centros, com diferentes variáveis e conclusões. Dentre eles, o escore ATI pôde avaliar o comprometimento microvascular coronariano durante a intervenção coronária percutânea primária (ICP), na qual o IRM foi um parâmetro essencial.5

Desde 2003, o índice de resistência microcirculatória (IRM) tem sido descrito e aplicado gradativamente como um novo parâmetro invasivo do fluxo microvascular coronariano.6 Comparado com outros métodos não invasivos ou invasivos, o IRM tem as vantagens da boa reprodutibilidade, especificidade e independência de estenose epicárdica e dinâmica. Portanto, adotamos o índice como principal meio de avaliação da microvasculatura neste estudo. O objetivo deste artigo foi comparar o desempenho de previsão dos escores ATI e SAK para risco de OCM durante a ICP.

 Métodos Seleção de Pacientes

Neste estudo prospectivo, os candidatos admitidos no Departamento de Cardiologia do Segundo Hospital da Universidade Médica de Hebei de janeiro de 2018 a abril de 2018 foram inscritos consecutivamente. Todos os participantes preencheram os seguintes critérios: (1) ser diagnosticado com IAMCST de acordo com o padrão recomendados (sintomas típicos de dor no peito com duração de mais de 30 minutos sem alívio, segmento ST elevado a 0,1 mV em pelo menos duas derivações contínuas ou presumivelmente um novo bloqueio de ramo esquerdo (BRE) no exame eletrocardiográfico e valores aumentados de biomarcadores miocárdicos ou troponina cardíaca de alta sensibilidade positiva 7); (2) PIC primária agendada no laboratório de cateterismo de emergência 24 horas após o início da dor torácica até a admissão; e (3) ter concordado com o exame de IRM durante o procedimento. Os participantes que preencheram as seguintes características foram excluídos do estudo: (1) ter recebido agentes trombolíticos intravenosos; (2) ter sofrido choque cardíaco; (3) recusar o cateterismo primário ou ter uma intervenção seletiva agendada; (4) desenvolver dissecção ou complicações mecânicas durante o procedimento; (5) presença de múltiplas lesões adequadas para cirurgia de revascularização do miocárdio (CRM); (6) insuficiência hepática ou renal grave; (7) presença de tumor maligno; e (8) ter contraindicação à terapia antitrombótica e anticoagulante. O protocolo do estudo foi aprovado pelo comitê de ética local, de acordo com a Declaração de Helsinque. Todos os pacientes selecionados assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido antes do estudo.

Na admissão, os históricos médicos dos pacientes foram imediata e brevemente coletados. Um eletrocardiograma de 18 derivações foi realizado nos primeiros 10 minutos. Todos os pacientes receberam prescrição de doses de ataque de Aspirina (300mg) e Ticagrelor (180mg) ao receberem os diagnósticos de IAMCST. Amostras de sangue venoso foram coletadas para exames laboratoriais, incluindo rotina de sangue, ensaio bioquímico [proteína C reativa de alta sensibilidade (PCR-as), função hepática e renal, glicose, lipídios, eletrólitos], biomarcadores miocárdicos [creatina quinase e isoenzima creatinoquinase MB (CK, CK-MB)], troponina I cardíaca (cTnI), D-dímero, peptídeo natriurético cerebral de plasma (BNP) e tempo de coagulação ativado (TCA). O teste de TCA foi realizado com êmbolo mecânico de dois canais (ACT plus, Medtronic Inc., Minneapolis, Minnesota, EUA) com temperatura de reação de 37 ºC. Todos os participantes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido antes da operação.

 Tratamento e Avaliação

O procedimento foi realizado de acordo com a prática clínica padrão via acesso radial, ulnar ou femoral. A revisão e a análise angiográfica foram realizadas por pelo menos dois cardiologistas intervencionistas qualificados. A gravidade da estenose da artéria coronária foi medida usando o sistema Quantitative Coronary Analysis (QCA). Se o grau da ARI fosse superior a 75%, o implante de stent farmacológico foi considerado uma terapia de reperfusão primária útil. Os pacientes receberam heparina não fracionada intravenosa (HNF) 70-100U/kg para manter os níveis de ACT de 250-300 segundos convencionalmente, enquanto a bivalirudina serviu como alternativa se os pacientes apresentassem alto risco de hemorragia. As doses do anticoagulante foram ajustadas com base nas condições individuais dos pacientes e na aplicação do inibidor da glicoproteína (Tirofiban). Dispositivos de rotina (stents, balões, cateteres e fios), procedimentos intervencionistas (os números e a pressão de pré-dilatação e pós-dilatação, aspiração de trombo e implante de marcapasso temporário) e medicação adjuvante foram determinados pelos operadores.

Os dados do tempo de reperfusão, incluindo o início dos sintomas até a introdução do balão (SO-B), o primeiro contato médico até o procedimento com balão (FMC-B) e o grau de fluxo inicial da trombólise no infarto do miocárdio (TIMI)8 da artéria originária foram cuidadosamente avaliados e registrados. Assim que o fio-guia cruzou ou o balão inflou as lesões originárias, a carga de trombo da ARI foi analisada e avaliada.9 Após a revascularização, o grau de fluxo da TIMI, o grau de perfusão miocárdica TIMI (GPTIMI)10 e a contagem de quadros TIMI corrigida (cTFC) da artéria foram avaliados, conforme descrito anteriormente. O cTFC da artéria originária foi contado a uma taxa de 15 quadros por segundo, de acordo com o método de Gibson.11 Todos os pacientes inscritos receberam terapia anticoagulante e antitrombótica, estatinas, bloqueador do receptor β, inibidores da enzima de conversão da angiotensina/bloqueador do receptor da angiotensina e/ou nitratos, de acordo com as diretrizes mais recentes.

Após a insuflação do balão, todos os pacientes foram submetidos a IRM mediante colocação de stent com o cabo de pressão (Pressure Wire Certus, C12008, St. Jude Medical System AB, Uppsala, Suécia). O fio e o sensor de pressão/temperatura foram colocados na extremidade distal do vaso. Após a calibração do aparelho, 3 mL de solução salina em temperatura ambiente foram injetados três vezes no cateter-guia para a coleta dos dados basais. O trifosfato de adenosina dissódico foi administrado por transfusão intravenosa a uma velocidade de 140μg/kg·min para atingir hiperemia coronariana. O tempo de trânsito médio hiperêmico (Tmn-Hyp) foi obtido por injeção repetida de solução salina. O valor da pressão da artéria distante (Pd) exibido na tela foi cuidadosamente registrado e o fio de pressão permaneceu na mesma posição durante a avaliação do IRM para garantir a confiabilidade do resultado. Após a implantação do stent, o valor IRM da artéria originária foi medido novamente para estimar o status de perfusão miocárdica. Os valores de IRM pré e pós-intervenção foram calculados usando a seguinte fórmula, sem considerar o aumento da pressão coronária:

IMR = Pd × Tmn − Hyp 6

Todos os participantes receberam números de identificação de acordo com a ordem cronológica da operação e foram alocados em grupos diferentes de acordo com os valores IRM finais após a intervenção: grupo NOM (Não obstrução microvascular), com valores IRM superiores a 40 U, e grupo OM (obstrução microvascular), com valores de IRM não superiores a 40 U. O risco de OCM foi avaliado por meio de dois modelos de risco, sendo que cada pontuação foi calculada somando-se os pontos de todas as variáveis. Os detalhes do escore SAK estão apresentados na Tabela 1 e do ATI, na Tabela 2.

Escore SAK
Idade Pontos SO-B (hrs) Pontos TCA Pontos Killip Pontos RNL Pontos GLI Pontos
≤65 0 0-1 1 ≤ 60 9 I 0 ≤7,0 0 ≤12,0 0
>65 2 1-2 2 60-80 8 I I 4 >7,0 4 >12,0 2
2-3 3 80-100 7 I I I 8
3-4 4 100-120 6
4-5 5 120-140 5
… 140-160 4
20-21 21 160-180 3
21-22 22 180-200 2
22-23 23 200-220 1
23-24 24 >220 0

SO-B: sintomas ao balão; TCA: tempo de coagulação ativado; RNL: relação neutrófilos/linfócitos; GLI: Glicose.

 Escore ATI
Idade Pontos Pontuação do trombo Pontos IRM-pré Pontos
≤50 0 0-3 0 < 40 0
>50 1 4 1 40-100 1
5 3 >100 2

IRM: índice de resistência microcirculatória.

Uma ecocardiografia transtorácica bidimensional foi realizada sete dias após o procedimento em todos os pacientes para avaliação da função ventricular esquerda e remodelação.

 Análise Estatística

A análise estatística foi realizada no software SPSS (Versão 23.0, SPSS Inc., Chicago, Illinois, EUA). Variáveis contínuas foram testadas para distribuição normal com o teste de Kolmogorov-Smirnov. Os dados normalmente distribuídos foram apresentados em média ± desvio padrão (DP) e comparados pelo teste t de Student entre os grupos. Os dados com distribuição não normal foram apresentados em mediana (primeiro quartil, terceiro quartil) e comparados pelo teste U de Mann-Whitney. Variáveis categóricas foram expressas em porcentagem e comparadas por meio do teste qui-quadrado ou do teste exato de Fisher. O desempenho discriminatório do modelo construído foi examinado pela curva Característica de Operação do Receptor (ROC). A ilustração da curva ROC dos escores foi feita no Software MedCalc (Versão 15.2.2, Med Calc Software bvba, Ostend, Bélgica). A área sob a curva (AUC), o valor de corte, sensibilidade, a especificidade e o Índice de Youden correspondente de cada curva ROC foram então obtidos (Índice de Youden = sensibilidade + especificidade -1). Os escores foram comparados por meio de um teste não paramétrico. O valor de p bicaudal de <0,05 foi considerado estatisticamente significativo.

 Resultados Alocação nos Grupos

De janeiro de 2018 a abril de 2018, um total de 65 pacientes elegíveis com IAMCST foram incluídos neste estudo. Com base no limiar IRM final de 40, alocamos 48 pacientes no grupo NOM e 17 no grupo OM, com uma incidência de OCM de 26,15%.

 Características Clínicas de Base

A comparação dos dados demográficos, características clínicas basais e exames laboratoriais pré-operatórios entre os grupos estão na Tabela 3. Não foi observada diferença significativa nos seguintes parâmetros: sexo, índice de massa corporal (IMC), sinais vitais, história prévia, contagem de hemácias, contagem de plaquetas, proteína C reativa de alta sensibilidade (PCR-as), eletrólitos e lipídios (todos p>0,05). A média de idade do grupo OM foi maior do que a do grupo NOM (p = 0,002). Os pacientes do grupo OM compartilharam uma proporção maior da classificação de Killip 3 e uma proporção menor da Killip 1. Os escores GRACE e CRUSADE também foram significativamente maiores no grupo OM. Houve diferenças estatísticas nos seguintes itens laboratoriais entre os grupos: contagem de leucócitos, contagem de neutrófilos, contagem de linfócitos, razão neutrófilos/linfócitos (RNL), CK-MB, cTNI, ACT, creatinina sérica, eGFR, glicose, D-dímero e BNP (Todos p <0,05).

Características clínicas basais entre os grupos
Variáveis Grupo NOM (n=48) Grupo OM (n=17) Valor p
Idade (anos) 56,51±8,99 64,96±9,43 0,002
Masculino, n (%) 42(87,50) 13(76,47) 0,434
IMC (kg/m2) 24,76±3,31 25,52±3,12 0,412
Pressão arterial sistólica (mmHg) 128,54±19,30 136,67±22,49 0,158
Pressão arterial diastólica (mmHg) 79,03±10,22 75,41±14,80 0,271
Frequência cardíaca (bpm) 74,28±18,69 77,35±16,65 0,552
Classificação Killip
Classe I, n (%) 29(60,42) 4(23,53) 0,009
Classe II, n (%) 16(33,33) 4(23,53) 0,452
Classe III, n (%) 3(6,25) 9(52,94) <0,001
Histórico de DAC, n (%) 25(52,08) 11(64,71) 0,368
Hipertensão, n (%) 27(56,25) 10(58,82) 0,854
Diabetes, n (%) 15(31,25) 9(52,94) 0,111
Hiperlipidemia, n (%) 22(45,83) 8(47,06) 0,931
Fumantes, n (%) 18(37,50) 9(52,94) 0,267
Teste laboratorial na admissão
Contagem de leucócitos (109/ L) 9,84±2,51 12,45±2,89 <0,001
Contagem de neutrófilos (109/ L) 7,63(6,18, 9,09) 11,65(10,18, 13,00) <0,001
Contagem de linfócitos (109/ L) 1,60(1,26, 2,00) 1,46(1,08, 1,70) 0,184
Razão N/L 4,95(3,85, 7,00) 9,52(6,98, 10,56) <0,001
PCR-as (mg/L) 4,10(2,10, 6,55) 4,30(2,95, 7,30) 0,565
TCA 154(135, 178) 105(88, 132) <0,001
CK-MB (U/L) 111 (43, 251) 168(84, 335) 0,044
Troponina cardíaca I (ng/mL) 3,5 (1,8, 8,9) 14,0(6,0, 28,5) <0,001
Creatinina sérica (μmol/L) 77,50(71,35, 86,15) 87,8 (77,5, 93,73) 0,038
TFG (mL/min/1,73m2) 98,70±14,62 85,89±17,08 0,004
Potássio sérico (mmol/L) 3,81±0,55 3,83±0,43 0,886
colesterol LDL (mmol/L) 2,87±0,67 2,80±0,83 0,717
Glicose (mmol/L) 8,57±1,88 11,31±2,41 <0,001
Dímero-D (μg/mL) 0,14(0,10, 0,23) 0,25 (0,16, 0,50) <0,001
BNP (pg/mL) 50(26,150) 190(78,420) 0,003
Medicação pré-procedimento
Terapia antiplaquetária dupla, n (%) 48(100,00) 15(88,24) 0,065
Estatinas, n (%) 24(50,00) 7(41,18) 0,531
Bloqueador beta, n (%) 3(6,25) 2(11,76) 0,6
Escore GRACE 137,48±23,91 152,94±27,97 0,032
Escore CRUSADE 22,75±12,34 29,77±12,29 0,045

NOM: não-obstrução microvascular; IMC: índice de massa corporal; DAC: doença arterial coronariana; PCR-as: proteína C reativa de alta sensibilidade; TCA: tempo de coagulação ativado; TFG: taxa de filtração glomerular; BNP: peptídeo natriurético do tipo B.

 Análise Angiográfica e Medição Invasiva de Perfusão Microvascular

As características angiográficas de todos os participantes estão resumidas na Tabela 4. O tempo SO-B do grupo OM foi aparentemente atrasado em comparação com o do grupo NOM (p = 0,002), sendo que não houve diferença significativa no tempo de FMC para o FMC-B (p = 0,843). Após a intervenção, uma diferença significativa em relação aos indicadores de perfusão do fluxo sanguíneo foi observada, incluindo a proporção do grau TIMI 3 (p<0,001), cTFC (p<0,001) e a proporção de GPTIMI 3 (p<0,001). Outras informações angiográficas e de procedimento, como distribuição da ARI, detalhes de stent, medicação, tratamento suplementar e volume de meio de contraste foram comparáveis entre os grupos (todos p>0,05).

Características procedurais e angiográficas entre os grupos
Variáveis Grupo NOM (n=48) Grupo OM (n=17) Valor p
Início até o balão (hours) 4,0(3,0; 5,0) 6,5(5,0; 12,0) 0,002
FMC até o balão (horas) 2,0(1,0; 3,0) 1,5(1,0; 2,8) 0,843
Parede miocárdica, n (%)
Parede anterior 19(44,19) 9(52,94) 0,339
Outros 29(55,81) 8(47,06) 0,339
Número de artérias estenosadas, n (%)
1 9(18,75) 4(23,53) 0,729
2 18(37,50) 7(41,18) 0,789
3 21 (43,75) 6(35,29) 0,543
Fluxo TIMI inicial, n (%)
0 27(56,25) 14(82,35) 0,055
1 8(16,67) 2(11,76) 1
2 8(16,67) 1(5,89) 0,426
3 5(10,41) 0(0,00) 0,315
Pontuação de trombo, n (%)
0-3 24(50,00) 1(5,56) 0,001
4 20(41,67) 7(41,18) 0,972
5 4(8,33) 9(53,26) <0,001
Fluxo TIMI final, n (%)
0 0(0,00) 1(5,88) 0,262
1 0(0,00) 3(17,65) 0,016
2 0(0,00) 11(64,71) <0,001
3 48(100,00) 2(11,76) <0,001
ARI-cTFC 24(20; 32) 48(36; 58) <0,001
GPTIMI, n (%)
0 0(0,00) 2(11,76) <0,001
1 0(0,00) 5(29,41) <0,001
2 5(10,42) 11(58,83) <0,001
3 43(89,58) 0(0,00) <0,001
IRM-pré
< 40 16(33,33) 1(5,58) 0,029
40-100 20(41,67) 5(29,41) 0,372
>100 12(25,00) 11(64,71) 0,003
Número do stent por paciente, n (%)
1 42(87,50) 12(70,59) 0,138
≤2 6(12,50) 5(29,41) 0,138
Comprimento do stent (mm) 23(21; 28) 24(18; 31) 0,143
Diâmetro do stent (mm) 2,25(2,20; 3,00) 2,50(2,25; 3,00) 0,859
Pressão de pré-dilatação (atm) 14(12; 16) 14(12; 15) 0,307
Números de pré-dilatação 3(2; 5) 4(3; 5) 0,422
Pressão de expansão do stent (atm) 14(14; 16) 14(12; 16) 0,347
Pressão pós-dilatação (atm) 16(12; 17) 14(11; 16) 0,776
Números pós-dilatação 2(2; 3) 2(1; 3) 0,689
Aspiração de trombo, n (%) 12(25,00) 3(17,64) 0,741
Marcapasso temporário, n (%) 4(8,33) 1(5,88) 1
Circulação colateral, n (%) 9(18,75) 3(17,65) 1
Volume do meio de contraste (mL) 160(140; 190) 180(150; 210) 0,06
Medicação de procedimento, n (%)
Tirofiban 43(89,58) 14(82,35) 0,421
Bivalirudina 9(18,75) 5(29,41) 0,493
Anisodamina 8(16,67) 3(17,65) 1

NOM: não-obstrução microvascular; OM: obstrução microvascular; TIMI: trombólise no infarto do miocárdio; GPTIMI: grau de perfusão miocárdica TIMI; IRM: índice de resistência microcirculatória

 Curva ROC dos Dois Escores e Comparação de AUC

As pontuações correspondentes dos dois sistemas foram calculadas para todos os participantes. Com base nas pontuações e incidência de OCM, a curva ROC foi traçada. Para os escores SAK, a AUC foi de 0,855 [intervalo de confiança (IC) de 95%: 0,746 - 0,930], com um valor de corte de 15 e um índice de Youden de 0,6078. Para o escore ATI, a AUC foi de 0,907 (IC95%: 0,809 - 0,965), com valor de corte de 3 e Índice de Youden de 0,6875. Não houve diferença significativa na AUC (Z = 1,001, p = 0,317) (Tabela 5).

Comparação de AUC e detalhes relacionados dos escores SAK e ATI
Variáveis AUC IC95% Ponto de corte Índice Youden Z p
Escore SAK 0,855 0,746 - 0,930 15 0,6078 1,001 0,317
Escore ATI 0,907 0,809 - 0,965 3 0,6875
Ecocardiografia

Todos os pacientes aceitaram fazer a ecocardiografia transtorácica após o procedimento no hospital. A fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) do grupo NOM foi maior do que a do grupo OM (56,03 ± 5,22 vs. 47,79 ± 6,38, p <0,001).

 Discussão

Apesar do grande progresso alcançado nas estratégias terapêuticas do infarto do miocárdio nas últimas décadas, o comprometimento microvascular continua sendo uma questão importante durante o cateterismo primário. Estima-se que a reperfusão insuficiente no nível do tecido miocárdico possa chegar a 50% dos casos, apesar do sucesso da recanalização epicárdica.12 Os benefícios decorrentes das estratégias de reperfusão farmacêutica ou mecânica estariam comprometidos na presença de obstrução coronariana microvascular, que está associada à função cardíaca deficiente e desfechos desfavoráveis.

Devido à falta de tratamento específico e atenuação da OCM, o reconhecimento precoce e o pré-tratamento de pacientes de alto risco são de grande importância. Os indicadores de identificação foram examinados intensamente por consideráveis estudos anteriores. No entanto, considerando que se acredita que um grande número de mecanismos complicados contribua para o desenvolvimento da obstrução microvascular, um único elemento pode não ser convincente o suficiente na avaliação da predição e estratificação de risco. Portanto, a avaliação de sistemas compostos por vários índices para avaliar a probabilidade dessa complicação proporciona melhor detecção e diagnóstico. Além dos dois modelos analisados neste estudo, escores de FNR também foram previamente desenvolvidos.

Dogan et al.,13 relatou que a hiperglicemia, o tempo isquêmico prolongado e a baixa contagem de neutrófilos são atribuídos ao desenvolvimento do modelo de risco.13 Bayramogluet al.,14 construiu o modelo preditivo abrangendo idade, valor da FEVE, pontuação SYNTAX, comprimento do stent, pontuação da carga do trombo, classificação de Killip e tempo de reperfusão.14 O estudo retrospectivo conduzido por Wang et al.,15 também mostrou que idade, tempo da dor até ICP, contagem de neutrófilos, nível de glicose na admissão, pontuação de trombo pré-ICP, circulação colateral e classificação Killip poderiam ser adotados para estabelecer o modelo de no-reflow.15 Devido aos diferentes protocolos de estudo, tamanho da amostra, não foram obtidas medidas auxiliares e conclusões consistentes.

Em vez dos padrões angiográficos (fluxo sanguíneo TIMI, GPTIMI ou graus de blush miocárdico) aplicados nos ensaios clínicos anteriores, o IRM foi introduzido para determinar a perfusão da microcirculação no presente estudo. O IRM, uma medida quantitativa derivada da termodiluição da função microvascular coronariana, foi proposto pela primeira vez por Fearon em 2003. O modelo Porcine também foi usado para investigar a correlação entre o valor do IRM calculado e a resistência distal verdadeira, validando a viabilidade desta técnica inovadora para estimar a resistência microvascular.6 Diferente de outras avaliações angiograficamente fisiológicas e funcionais, o IRM compartilha as vantagens de independência da estenose epicárdica, reprodutibilidade superior e instabilidade hemodinâmica. Bulluck revisou a literatura e relatou que um limiar pós-procedimento de 40 U era válido na identificação de OCM para aqueles que realizaram medições de IRM.16

Além de estar diretamente relacionado ao estado de perfusão do tecido miocárdico, o IRM também mostrou ter uma forte associação com os níveis de pico de creatina quinase, prognóstico do paciente e recuperação do desempenho ventricular no contexto de IAMCST,17–20 que lançou as bases para desenvolvimento do ATI. O escore ATI foi introduzido pela primeira vez por De Maria et al. consistindo principalmente de três características, incluindo idade, escore de trombo e valor de IRM pré-stent.,5 O escore ATI também foi considerado uma ferramenta promissora para prever reperfusão miocárdica subótima em pacientes com IAMCST e está correlacionado com a área de infarto medida por ressonância magnética (RM) cardíaca em estudos subsequentes.21

Limitada por custos e regulamentos de seguro relacionados, entretanto, o IRM nem sempre está disponível ou é aceitável nas práticas atuais. Também só poderia ser implementado no Laboratório de Cateterização emergente. Nesse sentido, com base nas evidências existentes e em nossa experiência prática, rastreamos sistematicamente as possíveis informações clínicas e angiográficas, desenvolvendo escores preditivos SAK que incorporam seis variáveis convencionais: idade, classificação de Killip, início dos sintomas ao tempo do balão, níveis iniciais de TCA, RNL e valores de glicose. Nosso estudo anterior verificou sua capacidade e eficácia na avaliação de pacientes com alto risco de OCM.22 Portanto, tentamos comparar o desempenho dos escores SAK e ATI na previsão do risco potencial de microvasculatura prejudicada durante a intervenção primária, auxiliando os médicos no pré-tratamento imediato para minimizar a incidência desta condição antes que o procedimento ocorra.

Visivelmente, um valor de AUC ou índice C acima de 0,75 em um modelo desenvolvido é reconhecidamente uma validação confiável. A partir dos resultados obtidos, a AUC dos escores SAK e ATI foram de 0,855 e 0,907, respectivamente, o que provou que ambos os sistemas de estimativa foram capazes de prever o risco potencial de OCM e tiveram um bom desempenho. A AUC do escore ATI parecia mais alta, mas não houve diferença óbvia no desempenho para a avaliação de risco.

Embora o escore ATI tivesse um desempenho favorável para previsão, havia algumas diferenças em comparação com o relatório original de desenvolvimento da ATI. Em primeiro lugar, o padrão de pontuação de trombo mais comumente escolhido foi estabelecido por Gibson. No entanto, de acordo com a prática clínica e dados anteriores, apenas 0,4% dos casos tiveram pontuação 5 após o fio-guia ou balão passar pelas lesões ocluídas, enquanto quase 30% dos casos compartilharam uma pontuação de 4.23 Consequentemente, a pontuação da carga do trombo foi avaliada após a passagem do fio-guia ou insuflação do balão. Em segundo lugar, o valor de pico dos biomarcadores miocárdicos e da troponina cardíaca não foram documentados como no estudo original, levando-se em consideração a ecocardiografia e que a diferença da FEVE também foi precisa o suficiente para mostrar a relação entre a perfusão da microcirculação e a área do infarto. A partir dos resultados da ecocardiografia, pudemos deduzir que os pacientes com OCM apresentavam pior função cardíaca, o que era consistente com as evidências existentes, enfatizando a importância particular de melhorar o estado de perfusão da circulação microvascular.24

Apesar de suas vantagens, o IRM não está disponível ou é aplicável na maioria dos hospitais locais e muitos pacientes recusam esse exame devido ao seu custo. Da mesma forma, um escore SAK consistindo em índices comuns, atualmente, parecia ser uma alternativa no campo clínico.

Este estudo, entretanto, tem algumas limitações. Primeiro, foi um estudo de centro único com amostra de tamanho relativamente pequeno. Os escores de risco foram validados pelas informações de um banco de dados de centro único. O poder discriminatório dos modelos requer uma investigação e validação de escala amostral maior. Em segundo lugar, o TCA era um elemento essencial no escore SAK, enquanto o nível de TCA é influenciado por uma série de fatores na prática; portanto, o intervalo de referência na pontuação pode ser diferente dependendo da equipe de teste e do equipamento. Terceiro, os pacientes com choque cardíaco não foram inscritos, pois pode ser necessário tratamento suplementar de suporte à vida e as características basais seriam desequilibradas para esses sujeitos.

 Conclusão

Neste estudo, nossos dados mostraram que os escores SAK e ATI tiveram um bom desempenho na estimativa do risco de OCM após o ICP primário para pacientes com IAMCST agudo. Portanto, esses escores são precisos para prever OCM quando comparados às medidas invasivas obtidas no IRM.

Fontes de Financiamento

O presente estudo foi financiado pela National Key R&D Program of China, number 2016 YFC1301100.

Vinculação Acadêmica

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.

Aprovação Ética e Consentimento Informado

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Second Hospital of Hebei Medical University. Todos os procedimentos envolvidos nesse estudo estão de acordo com a Declaração de Helsinki de 1975, atualizada em 2013. O consentimento informado foi obtido de todos os participantes incluídos no estudo

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The authors also contributed to this article

Author Contributions

Conception and design of the research: Xiao Y, Wang Y, Wang W, Zhang Q, Han Y, Fu X; Data acquisition: Chen H, Liu D, Wang W, Han Y; Analysis and interpretation of the data: Xiao Y, Liu D, Wang Y, Zhang Q, Fu X; Statistical analysis: Chen H, Wang Y, Wang W, Zhang Q; Obtaining financing: Xiao Y, Han Y, Fu X; Writing of the manuscript: Xiao Y, Chen H, Han Y, Fu X; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Xiao Y, Liu D, Han Y, Fu X.

Potential Conflict of Interest

The authors report no conflict of interest concerning the materials and methods used in this study or the findings specified in this paper.

 Abstract Background:

For patients with ST-segment elevation myocardial infarction (STEMI) that are suffering from subsequent coronary microvascular functional and structural obstruction (CMVO), no specific and definitive therapeutic approaches of attenuation have been proven valid in up-to-date large-scale tests, which highlights the urge to address its early recognition.

 Objectives:

This study aimed to compare the performance of two clinical risk scores with an objective measurement of CMVO during percutaneous coronary intervention (PCI) with STEMI.

 Methods:

The Index of Microcirculatory Resistance (IMR) measurement was conducted and the baseline clinical and angiographic parameters were also recorded. The patients were divided into MO (Microvascular obstruction) or NMO (Non-microvascular obstruction) groups according to the post-procedure IMR value. The CMVO risk was evaluated for all participants by SAK and ATI predictive scores, respectively. Each system was calculated by summing the scores of all variables. The receiver operator characteristic (ROC) curves and the area under the curve (AUC) of two risk models were used to evaluate the discriminatory performance. An echocardiography was performed seven days after the procedure to evaluate left ventricular ejection fraction (LVEF). A two-sided P-value of <0.05 was considered statistically significant.

 Results:

Among the 65 eligible STEMI patients, 48 patients were allocated in the NMO group and 17 in the MO group, with a CMVO incidence of 26.15%. There was no significant difference in the AUC between both scores. The LVEF evaluated for the NMO group was higher than that of MO group.

 Conclusion:

Both SAK and ATI scores performed well in estimating CMVO risk after primary PCI for STEMI patients.

 Keywords: Myocardial Infarction Percutaneous Coronary Intervention Coronary Obstruction Forecasting Risk Index National Key R&D Program of China YFC1301100 This study was funded by National Key R&D Program of China, number 2016 YFC1301100 Introduction

For patients with acute ST-segment elevation myocardial infarction (STEMI), the timely reperfusion of the infarct-related artery (IRA) has been shown to be the gold-standard strategy to save the ischemic myocardium and inhibit ventricular remodeling. During the recanalization procedure of the culprit artery, regardless of angiographic grafting patency, many patients develop insufficient perfusion in the myocardial tissue resulting from coronary microvascular functional and structural obstruction (CMVO) in the perioperative period.1 CMVO, which is a reflection of persistent microvascular injury and has been previously understood as the “no-reflow phenomenon” (NRF), was previously shown to be directly associated with infarcted area extension and cardiovascular events that increase and worsen patients’ short and/or long-term prognosis.2,3 Nevertheless, for STEMI patients suffering from subsequent CMVO, no specific and definitive therapeutic approaches of attenuation have been valid in the present large-scale tests, which highlights the urge to address early recognition and the pretreatment of high-risk patients.

Recently, based on some animal experiments and clinical research, the underlying mechanism of CMVO in an acute STEMI setting has been explored. Although the exact pathophysiology is unclear, multiple mechanisms including ischemia/reperfusion injury, distal embolization, and individual susceptibility are assumed to be responsible for deteriorating microvascular perfusion integrally.4 Accordingly, despite the fact that numerous trials on the possible influencing factors of CMVO or NRF have been conducted, one single indicator might not be accurate enough in evaluating the perfusion state of the microvasculature. Based on this assumption, we have developed the SAK risk model, composed of six independent elements, including symptom onset to balloon (SO-B) time, admission activated clotting time (ACT) level, Killip classification, age, neutrophil/lymphocyte ratio (NLR), and glucose value. The model was proven to have good predictive performance for CMVO risk. Other predicting models have also been recently introduced by various centers, with different variables and conclusions. Among them, the ATI score was capable of evaluating coronary microvascular impairment during primary percutaneous coronary intervention (PCI), in which IMR was an essential parameter.5

Since 2003, the index of microcirculatory resistance (IMR) has been described and applied gradually as a new invasive parameter of the coronary microvascular flow.6 Compared with other noninvasive or invasive methods, IMR has the advantages of good reproducibility, specificity, and independence of epicardial stenosis and dynamics. Therefore, we adopted the IMR as the main means of assessment of the microvasculature in this study. The aim of this paper was to compare the predicting performance of the ATI and SAK scores for CMVO risk during PCI.

 Methods Patient Selection

In this prospective study, candidates admitted to the Cardiology Department of the Second Hospital of Hebei Medical University from January 2018 to April 2018 were enrolled consecutively. All participants met the following criteria: (1) being diagnosed with STEMI according to the guide-recommended standard (typical chest pain symptoms lasting more than 30 minutes without relief, ST-segment elevated 0.1 mV in at least two continuous leads or presumably new left bundle branch block (LBBB) on electrocardiographic examination and increased myocardial biomarker values or positive high-sensitive cardiac troponin)7; (2) being scheduled for primary PCI in the emergent catheterization laboratory 24 hours after chest pain onset to admission; and (3) having agreed with IMR examination during the procedure. The participants who met the following features were excluded from the study: (1) having received intravenous thrombolytic agents; (2) having had experienced cardiac shock; (3) refusing primary catheterization or having a selective intervention planned; (4) developing dissection or mechanical complications during procedure; (5) presence of multiple lesions suitable for coronary artery bypass grafting (CABG); (6) presence of severe hepatic or renal insufficiency; (7) Presence of a malignant tumor; and (8) having a contraindication to antithrombotic and anticoagulation therapy. The study protocol was approved by the local ethics committee, as per the Helsinki Declaration. All the selected patients signed an informed consent form prior to the study.

Upon admission, the patients’ brief medical histories were immediately taken. An 18-lead electrocardiogram was performed within 10 minutes. All patients were prescribed with loading doses of Aspirin (300mg) and Ticagrelor (180mg) upon receiving the STEMI diagnoses. Venous blood samples were collected for laboratory testing, including blood routine, biochemical assay [high-sensitivity C-reactive protein (hs-CRP), hepatic and renal function, glucose, lipid, electrolyte], myocardial biomarkers [creatine kinase and its MB isozyme (CK, CK - MB)], cardiac troponin I (cTnI), D-Dimer, plasma brain natriuretic peptide (BNP), and ACT. The ACT test was performed with a two-channel mechanical plunger (ACT plus, Medtronic Inc., Minneapolis, Minnesota, USA) with reaction temperature of 37ºC. All participants signed an informed consent form prior to the operation.

 Treatment and Evaluation

The interventional procedure was performed according to the standard clinical practice via radial, ulnar or femoral access. The angiographic review and analysis were accomplished by at least two qualified interventional cardiologists. The coronary artery stenosis severity was measured using the Quantitative Coronary Analysis (QCA) system. If the severity degree of the IRA was over 75%, drug-eluting stenting was considered a useful primary reperfusion therapy. The patients received intravenous unfractionated heparin (UFH) 70-100U/kg to maintain the ACT levels of 250-300 seconds conventionally, while Bivalirudin served as an alternative if patients had a high hemorrhage risk. Anticoagulant doses were adjusted based on the individual conditions of patients and on the application of the glycoprotein inhibitor (Tirofiban). Routine devices (stents, balloons, catheters, and wires), interventional procedures (the numbers and the pressure of pre-dilation and post-dilation, thrombus aspiration, and temporary pacemaker implantation), and adjuvant medication were determined by the operators. Reperfusion time data, including symptom onset to balloon time (SO-B) and first medical contact to balloon time (FMC-B) and the initial thrombolysis in myocardial infarction (TIMI) flow grade8 of the culprit artery were carefully assessed and recorded. As soon as the guidewire crossed or the balloon inflated the culprit lesions, the thrombus burden of the IRA was analyzed and scored.9 After revascularization, the TIMI flow grade, TIMI myocardial perfusion grade (TMPG),10 and corrected TIMI frame count (cTFC) of the artery were evaluated, as previously described. The culprit artery cTFC was counted at the rate of 15 frames per second, in accordance with the Gibson's method.11 All the enrolled patients received anticoagulant and antithrombotic therapy, statins, β receptor blocker, angiotensin-converting enzyme inhibitors/angiotensin receptor blocker, and/or nitrates according to the latest guidelines.

After balloon inflation, all patients were subjected to the IMR measurement upon stenting with the pressure wire (Pressure Wire Certus, C12008, St. Jude Medical System AB, Uppsala, Sweden). The wire and the pressure/temperature sensor on the head were placed on the distal end of the vessel. After the device calibration, 3 mL of saline at room temperature was injected three times through the guiding catheter to collect the baseline data. Adenosine disodium triphosphate was administered by intravenous transfusion at a speed of 140μg/ kg·min to achieve coronary hyperemia. The hyperemic mean transit time (Tmn-Hyp) was obtained by repeated saline injection. The value of the distant artery pressure (Pd) displayed on the screen was carefully recorded and the pressure wire remained in the same position during IMR assessment to guarantee the reliability of the result. After stent deployment, the IMR value of the culprit artery was measured again to estimate the myocardial perfusion status. Pre- and post-intervention IMR values were calculated using the following formula, without considering the coronary wedge pressure:

IMR = Pd × Tmn − Hyp 6

All participants were given ID numbers according to the operation chronological order and were assigned to different groups according to the final IMR values after the intervention, namely the NMO (Non-Microvascular Obstruction) group, with IMR values over 40 U, and the MO (Microvascular Obstruction) group, with IMR values of not more than 40 U. The CMVO risk was evaluated for those participants by two risk models, each score was calculated by summing the points of all variables. The details of the SAK score are presented in Table 1 and the ATI scores are listed in Table 2.

SAK score
Age Points SO-B (hrs) Points ACT Points Killip Points NLR Points GLU Points
≤65 0 0-1 1 ≤ 60 9 I 0 ≤7.0 0 ≤12.0 0
>65 2 1-2 2 60-80 8 II 4 >7.0 4 >12.0 2
2-3 3 80-100 7 III 8
3-4 4 100-120 6
4-5 5 120-140 5
… 140-160 4
20-21 21 160-180 3
21-22 22 180-200 2
22-23 23 200-220 1
23-24 24 >220 0

ACT: activated clotting time; NLR: neutrophil/lymphocyte ratio; GLU: glucose.

 ATI score
Age Points Thrombus Score Points IMR-pre Points
≤50 0 0-3 0 < 40 0
>50 1 4 1 40-100 1
5 3 >100 2

IMR: Index of Microcirculatory Resistance.

Two-dimension transthoracic echocardiography was performed seven days after the procedure to evaluate the left ventricular function and remodeling for all patients.

 Statistical Analysis

The statistical analysis was conducted using the SPSS Software (Version 23.0, SPSS Inc., Chicago, Illinois, USA). Continuous variables were tested for normal distribution with the Kolmogorov-Smirnov's test. Normally distributed data were presented as mean ± standard deviation (SD) and compared by the Student t-test between groups. Non-normally distributed data were presented as median (First Quartile, Third Quartile) and compared by the Mann-Whitney U test. Categorical variables were reported as percentage and compared using the chi-square or the Fisher's exact test. The discriminatory performance of the built model was examined by the receiver operating characteristic (ROC) curve. The illustration of the scores’ ROC was conducted using the MedCalc Software (Version 15.2.2, Med Calc Software bvba, Ostend, Belgium). The area under the curve (AUC), cut-off value, sensitivity, specificity, and corresponding Youden Index of each ROC was then obtained (Youden Index = sensitivity+ specificity -1). The comparison between scores was performed using a non-parametric test. A two-tailed P-value of <0.05 was considered statistically significant.

 Results Group Enrollment

From January 2018 to April 2018, a total of 65 eligible STEMI patients were enrolled in this study. Based on the final IMR threshold of 40, we allocated 48 patients in the NMO group and 17 in the MO group, with a CMVO incidence of 26.15%.

 Baseline Clinical Characteristics

The comparison of demographic data, baseline clinical characteristics, and preoperative laboratory tests between groups are shown in Table 3. No significant difference was observed in the following parameters: gender, body mass index (BMI), vital signs, previous history, red blood cell count, platelet count, high-sensitivity C-reactive protein (hs-CRP), electrolyte and lipid (All p>0.05). The mean age of the MO group was higher than that of the NMO group (p=0.002). The patients in the MO group shared a higher proportion of the Killip class 3 and a lower proportion of the Killip class 1. The GRACE and the CRUSADE scores were also significantly higher in the MO group. There were statistical differences in the following laboratory items between groups: white blood count, neutrophil count, lymphocyte count, neutrophil/lymphocyte ratio (NLR), CK-MB, cTNI, ACT, serum creatinine, eGFR, glucose, D-Dimer, and BNP (All p<0.05).

Baseline clinical characteristics between groups
Variables NMO group (n=48) MO group (n=17) p value
Age (years) 56.51±8.99 64.96±9.43 0.002
Male, n (%) 42(87.50) 13(76.47) 0.434
BMI (kg/m2) 24.76±3.31 25.52±3.12 0.412
Systolic blood pressure (mmHg) 128.54±19.30 136.67±22.49 0.158
Diastolic blood pressure (mmHg) 79.03±10.22 75.41±14.80 0.271
Heart Rate (bpm) 74.28±18.69 77.35±16.65 0.552
Killip Grade
Grade I, n (%) 29(60.42) 4(23.53) 0.009
Grade II, n (%) 16(33.33) 4(23.53) 0.452
Grade III, n (%) 3(6.25) 9(52.94) <0.001
History of CAD, n (%) 25(52.08) 11(64.71) 0.368
Hypertension, n (%) 27(56.25) 10(58.82) 0.854
Diabetes, n (%) 15(31.25) 9(52.94) 0.111
Hyperlipidemia, n (%) 22(45.83) 8(47.06) 0.931
Smoking, n (%) 18(37.50) 9(52.94) 0.267
Laboratory test on admission
WBC count (109/ L) 9.84±2.51 12.45±2.89 <0.001
Neutrophil count (109/ L) 7.63(6.18, 9.09) 11.65(10.18, 13.00) <0.001
Lymphocyte count (109/ L) 1.60(1.26, 2.00) 1.46(1.08, 1.70) 0.184
N/L ratio 4.95(3.85, 7.00) 9.52(6.98, 10.56) <0.001
hs-CRP (mg/L) 4.10(2.10, 6.55) 4.30(2.95, 7.30) 0.565
ACT 154(135, 178) 105(88, 132) <0.001
CK-MB (U/L) 111 (43, 251) 168(84, 335) 0.044
Cardiac troponin I (ng/mL) 3.5 (1.8, 8.9) 14.0(6.0, 28.5) <0.001
Serum Creatinine (μmol/L) 77.50(71.35, 86.15) 87.8 (77.5, 93.73) 0.038
Glomerular filtration rate (eGFR) (mL/min/1.73m2) 98.70±14.62 85.89±17.08 0.004
Serum Potassium (mmol/L) 3.81±0.55 3.83±0.43 0.886
LDL cholesterol (mmol/L) 2.87±0.67 2.80±0.83 0.717
Glucose (mmol/L) 8.57±1.88 11.31±2.41 <0.001
D-Dimer (μg/mL) 0.14(0.10, 0.23) 0.25 (0.16, 0.50) <0.001
Type B natriuretic peptide, BNP (pg/mL) 50(26,150) 190(78,420) 0.003
Preprocedural medication
Dual Antiplatelet Therapy, DAPT, n (%) 48(100.00) 15(88.24) 0.065
Statins, n (%) 24(50.00) 7(41.18) 0.531
Beta-blocker, n (%) 3(6.25) 2(11.76) 0.6
GRACE score 137.48±23.91 152.94±27.97 0.032
CRUSADE score 22.75±12.34 29.77±12.29 0.045

NMO: Non-microvascular obstruction; MO: microvascular obstruction; BMI: body mass index; CAD: coronary artery disease; hs-CRP: high-sensitivity C-reactive protein; ACT: activated clotting time;

 Angiographic Analysis and Invasive Measurement of Microvascular Perfusion

The angiographic features of all participants are summarized in Table 4. The SO-B time of the MO group was apparently delayed compared with that of the NMO group (p=0.002), while there wasn’t a significant difference in the FMC to FMC-B time (p=0.843). After the intervention, a significant difference regarding the blood flow perfusion indicators was observed, including TIMI 3 grade proportion (p<0.001), cTFC (p<0.001), and the proportion of TMPG 3 (p<0.001). Other angiographic and procedural information, such as IRA distribution, stenting details, medication, supplementary treatment, and contrast media volume were comparable between groups (All p>0.05).

Procedural and angiographic features between groups
Variables NMO group (n=48) MO group (n=17) p value
Onset to balloon (hours) 4.0(3.0, 5.0) 6.5(5.0, 12.0) 0.002
FMC to balloon (hours) 2.0(1.0, 3.0) 1.5(1.0, 2.8) 0.843
Myocardial Wall, n (%)
Anterior Wall 19(44.19) 9(52.94) 0.339
Others 29(55.81) 8(47.06) 0.339
Stenosed artery number, n (%)
1 9(18.75) 4(23.53) 0.729
2 18(37.50) 7(41.18) 0.789
3 21 (43.75) 6(35.29) 0.543
Initial TIMI flow, n (%)
0 27(56.25) 14(82.35) 0.055
1 8(16.67) 2(11.76) 1
2 8(16.67) 1(5.89) 0.426
3 5(10.41) 0(0.00) 0.315
Thrombus score, n (%)
0-3 24(50.00) 1(5.56) 0.001
4 20(41.67) 7(41.18) 0.972
5 4(8.33) 9(53.26) <0.001
Final TIMI flow, n (%)
0 0(0.00) 1(5.88) 0.262
1 0(0.00) 3(17.65) 0.016
2 0(0.00) 11(64.71) <0.001
3 48(100.00) 2(11.76) <0.001
IRA-cTFC 24(20, 32) 48(36, 58) <0.001
TMPG, n (%)
0 0(0.00) 2(11.76) <0.001
1 0(0.00) 5(29.41) <0.001
2 5(10.42) 11(58.83) <0.001
3 43(89.58) 0(0.00) <0.001
IMR-pre
< 40 16(33.33) 1(5.58) 0.029
40-100 20(41.67) 5(29.41) 0.372
>100 12(25.00) 11(64.71) 0.003
Stent number per patient, n (%)
1 42(87.50) 12(70.59) 0.138
≤2 6(12.50) 5(29.41) 0.138
Stent length (mm) 23(21, 28) 24(18, 31) 0.143
Stent diameter (mm) 2.25(2.20, 3.00) 2.50(2.25, 3.00) 0.859
Pre-dilation pressure (atm) 14(12, 16) 14(12, 15) 0.307
Pre-dilation numbers 3(2, 5) 4(3, 5) 0.422
stent expansion pressure (atm) 14(14, 16) 14(12, 16) 0.347
Post-dilation pressure (atm) 16(12, 17) 14(11, 16) 0.776
Post-dilation numbers 2(2, 3) 2(1, 3) 0.689
Thrombus aspiration, n (%) 12(25.00) 3(17.64) 0.741
Temporary pacemaker, n (%) 4(8.33) 1(5.88) 1
Collateral circulation, n (%) 9(18.75) 3(17.65) 1
Contrast media volume (mL) 160(140, 190) 180(150, 210) 0.06
Procedural medication, n (%)
Tirofiban 43(89.58) 14(82.35) 0.421
Bivalirudin 9(18.75) 5(29.41) 0.493
Anisodamine 8(16.67) 3(17.65) 1

NMO: Non-microvascular obstruction; MO: microvascular obstruction; FMC: first medical contact; TIMI: thrombolysis in myocardial infarction; TMPG: TIMI myocardial perfusion grade.

 ROC Curve of Two Scores and Comparison of AUC

The corresponding scores of the two systems were calculated for all participants. Based on the scores and CMVO incidence, the ROC curve was plotted. For the SAK scores, the AUC was 0.855 [95% confidence interval (CI): 0.746 - 0.930], with a cut-off value of 15 and a Youden Index of 0.6078. For the ATI score, the AUC was 0.907 (95%CI: 0.809 - 0.965), with a cut-off value of 3 and a Youden Index of 0.6875. There was no significant difference in the AUC (Z=1.001, p=0.317) (Table 5).

Comparison of AUC and related details of SAK and ATI Scores
Variables AUC 95%CI Cut-off point Youden Index Z p
SAK Score 0.855 0.746 - 0.930 15 0.6078 1.001 0.317
ATI Score 0.907 0.809 - 0.965 3 0.6875
Echocardiography

All patients accepted transthoracic echocardiography after the procedure in the hospital. The left ventricular ejection fraction (LVEF) of the NMO group was higher than that of the MO group (56.03±5.22 vs. 47.79±6.38, p<0.001).

 Discussion

Despite the dramatic progress achieved in the therapeutic strategies of myocardial infarction in the past decades, microvascular impairment remains an important issue during primary catheterization. It is estimated that insufficient reperfusion in the myocardial tissue level could be up to 50% in cases, despite successful epicardial recanalization.12 The benefits resulting from pharmaceutical or mechanical reperfusion strategies would be compromised in the presence of coronary microvascular obstruction, which is associated with poor cardiac function and unfavorable outcomes.

Due to the lack of specific treatment and attenuation of CMVO, early recognition and the pretreatment of high-risk patients are of great importance. The indicators for identification have been intensively examined by sizable previous studies. However, considering that a large number of complicated mechanisms are thought to contribute to microvascular obstruction development, one single element may not be convincing enough in assessing risk prediction and stratification. Therefore, evaluating systems comprising of various indexes to assess the likelihood of this complication provides better detection and diagnosis. Apart from the two models analyzed in this study, previous scores of NFR have also been developed.

Dogan et al.13 reported that hyperglycemia, prolonged ischemic time, and low neutrophil count attributed to the development of the risk model.13 Bayramoglu et al.14 built the predictive model covering age, LVEF value, SYNTAX score, stent length, thrombus burden score, Killip classification, and reperfusion time.14 The retrospective study conducted by Wang et al.15 also showed that age, pain to PCI time, neutrophil count, admission glucose level, pre-PCI thrombus score, collateral circulation, and Killip class could be adopted to establish the no-reflow model.15 Due to the different study protocols, sample size, auxiliary measurements, and consistent conclusions have not been obtained.

Instead of angiographic standards (TIMI blood flow, TMPG or myocardial blush grades) applied in the former clinical trials, the IMR was introduced to determine the microcirculation perfusion in the present study. IMR, a thermodilution-derived quantitative measurement of coronary microvascular function, was first proposed by Fearon in 2003. The Porcine model has also been used to investigate the correlation between the calculated IMR value and true distal resistance, validating the feasibility of this innovative technique in estimating microvascular resistance.6 Different from other angiographically physiological and functional assessment, IMR shares the advantages of independence of epicardial stenosis, superior reproducibility, and hemodynamic instability. Bulluck reviewed the literature and reported that a post-procedure threshold of 40 U was valid in identifying CMVO for those that underwent IMR measurements.16

Apart from being directly related to the perfusion status of myocardial tissue, IMR was also shown to have a strong association with peak creatine kinase levels, patient's prognosis, and ventricular performance recovery in the setting of STEMI,6,17–20 which laid the foundation for ATI development. The ATI score was first introduced by De Maria et al. mainly consisting of three characteristics including age, thrombus score, and pre-stenting IMR value.,5 The ATI score was also considered a promising tool for predicting suboptimal myocardial reperfusion in STEMI patients and is correlated with the infarction area measured by cardiac magnetic resonance imaging (MRI) in subsequent studies.21

Limited by cost and related insurance regulations, however, IMR is not always available or acceptable in current practices. It could also only be implemented in the emergent Catheterization Laboratory. In this regard, based on the existing evidence and our practical experience, we systematically screened the possible clinical and angiographic information, developing SAK predictive scores that incorporate 6 conventional variables, namely age, Killip classification, symptom onset to balloon time, initial ACT levels, NLR, and glucose values. Our former study verified its capability and effectiveness in evaluating the patients at high risk of CMVO.22 Therefore, we attempted to compare the performance of the SAK and ATI scores in predicting the potential risk of impaired microvasculature during primary intervention, assisting the physicians’ prompt pretreatments to minimize the incidence of this condition before the procedure takes place.

Noticeably, an AUC or C-index value over 0.75 in a developed model is recognized as a reliable validation. From the results we obtained, the AUC of the SAK and ATI scores were 0.855 and 0.907, respectively, which proved that both estimating systems were capable of predicting the potential CMVO risk and performed well. The AUC of the ATI scores seemed higher, but there was no obvious difference in the risk evaluation performance.

Though the ATI score had a favorable performance for prediction, there were some distinctions compared to the original report of ATI development. Firstly, the most commonly chosen standard of the thrombus score was established by Gibson. However, according to clinical practice and previous data, only 0.4% of the cases had a score of 5 after the guidewire or balloon passing through the occluded lesions, whereas nearly 30% of the cases shared a score of 4.23 Consequently, the thrombus burden score was evaluated subsequent to the guidewire passing or small balloon inflation. Secondly, the peak value of myocardial biomarkers and cardiac troponin have not been documented as the original study, taking the echocardiography into consideration that the difference of the LVEF was also precise enough in showing the relationship between microcirculation perfusion and the infarction area. From the echocardiography results, we could derive that patients with CMVO had a poorer cardiac function, which was consistent with the existing evidence, emphasizing the particular significance in improving the perfusion status of microvascular circulation.24

Despite its advantages, the IMR is not available or applicable in a majority of local hospitals and many patients refuse this examination due to its cost. Similarly, a SAK score consisting of currently common indexes appeared to be an alternative in the clinical field.

This study, however, has some limitations. First, this was a single-center study with a relatively small sample size. The risk scores were validated by the information from a single-center database. The discriminatory power of the models requires a larger sample scale investigation and validation. Second, ACT was an essential element in the SAK score while the level of ACT is influenced by a series of factors in practice, so the reference range in the score might be different depending on the testing staff and equipment. Third, patients with cardiac shock have not been enrolled since supplementary life-supporting treatment might be needed and the baseline characteristics would be unbalanced for those patients.

 Conclusion

In this study, our data showed that both the SAK and ATI scores performed well in estimating CMVO risk after the primary PCI for acute STEMI patients. Therefore, these scores are accurate in predicting CMVO when compared to the invasive measurements obtained from the IMR.

Sources of Funding

This study was funded by National Key R&D Program of China, number 2016 YFC1301100

Study Association

This study is not associated with any thesis or dissertation.

Ethics Approval and Consent to Participate

This study was approved by the Ethics Committee of the Second Hospital of Hebei Medical University. All the procedures in this study were in accordance with the 1975 Helsinki Declaration, updated in 2013. Informed consent was obtained from all participants included in the study.