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. 2023 Oct 20;120(10):e20230253. [Article in Portuguese] doi: 10.36660/abc.20230253
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Determinação da Idade Vascular em Homens Através do Escore de Cálcio Coronariano e seu Impacto na Reestratificação do Risco Cardiovascular

Ismael Polli 1, Neide Maria Bruscato 2,3, Protasio Lemos Da Luz 4, Douglas Dal Más Freitas 1,3, Angélica Oliveira de Almeida 1,3, Waldemar De Carli 2, Emilio Hideyuki Moriguchi 1,3
PMCID: PMC10593387  PMID: 37909580

Figura Central

Keywords: Aterosclerose, Calcificação Vascular, Doenças Cardiovasculares

Resumo

Fundamento

Identificar os indivíduos assintomáticos sob risco de desenvolver doenças cardiovasculares é um dos principais objetivos da cardiologia preventiva. O escore de cálcio coronariano (ECC) permite estimar a idade vascular, que se mostrou mais fidedigna que a idade cronológica na determinação do risco cardiovascular.

Objetivos

Reclassificar o risco cardiovascular com base na idade arterial e avaliar a progressão do escore de cálcio durante o seguimento.

Métodos

150 homens assintomáticos foram submetidos a avaliação clínica e do ECC em 2 avaliações com intervalo de 7,6 anos. Classificamos os pacientes pelos escores de risco tradicionais e pela idade arterial. Avaliamos quais variáveis se associaram a maior progressão do ECC durante o período. O nível de significância estatística considerado foi de 5% (p < 0,05).

Resultados

A utilização da idade arterial na estratificação do risco cardiovascular em comparação ao escore de risco de Framingham (ERF) reclassificou 29% dos indivíduos para uma categoria de risco superior e 37% para uma categoria inferior. Em relação ao escore da AHA e ACC (ASCVD), 31% passaram para um risco maior e 36% para um risco menor. A classificação inicial pela idade arterial teve relação direta com a progressão do ECC ao longo do seguimento (p < 0,001), fato que não foi observado para o ERF (p = 0,862) e ASCVD (p = 0,153). As variáveis individuais que mais se associaram à progressão do ECC foram a pressão arterial sistólica e o HDL baixo.

Conclusão

A estratificação de risco cardiovascular utilizando a idade arterial apresentou melhor associação que o ERF e ASCVD na identificação de indivíduos com maior risco de progressão da aterosclerose.

Introdução

A aterosclerose inicia em uma fase subclínica e avança lentamente ao longo de anos antes do desenvolvimento de sintomas ou eventos clínicos cardiovasculares. 1

A capacidade de identificar dentre os indivíduos assintomáticos o subgrupo que apresenta maior risco de desenvolver eventos cardiovasculares é uma estratégia fundamental na prevenção de eventos cardiovasculares. 2

Os escores de risco clínico como o escore de risco de Framingham (ERF) são amplamente utilizados para a estratificação dos indivíduos com maior risco cardiovascular. 3 Entretanto, estima-se que o risco em muitos indivíduos possa ser subestimado, tendo em vista que a aterosclerose é uma doença heterogênea que se desenvolve de maneira não uniforme entre os indivíduos. Além disso, uma grande porcentagem é classificada como risco intermediário, onde as condutas terapêuticas são controversas. 4 - 7

A tomografia computadorizada permite a mensuração do escore de cálcio coronariano (ECC) e, a partir desse dado é possível estimar a idade arterial, ou seja, baseado no dano já presente nos vasos analisados, é possível estimar a idade dos mesmos. A utilização da idade arterial no ERF mostrou-se mais preditiva de eventos futuros do que o uso da idade cronológica. 8 - 11

O estudo MESA (The Multi -Ethnic Study of Atherosclerosis) avaliou o impacto da determinação do ECC na predição dos eventos coronarianos em 6.722 homens e mulheres de diversas etnias. Em comparação com aqueles indivíduos sem calcificação coronária, o risco de morte ou infarto agudo do miocárdio, aumentou em 7,7 vezes para os indivíduos com ECC entre 101 e 300 e 9,7 vezes para ECC > 300. 12

O uso da idade arterial ao invés da idade cronológica reclassificou 28% dos participantes do estudo MESA para categorias de risco diferentes do original. Durante a análise de desfechos, o escore baseado na idade arterial tem um desempenho significativamente melhor para determinação do risco (área sob a curva ROC 0,75 para o ERF com base na idade observada versus 0,79 usando a idade arterial). 11

Buscamos no presente estudo reclassificar o risco cardiovascular com base na idade arterial e avaliar a progressão do escore de cálcio durante o seguimento.

Métodos

População estudada

O Projeto Estudos dos Índices de Envelhecimento e Prevalência de Aterosclerose em Bebedores de Vinho Habituais versus Abstêmios é um estudo transversal de base populacional, tendo como objetivo principal avaliar os índices de envelhecimento arterial e prevalência de aterosclerose em bebedores de vinho habituais versus abstêmios. O protocolo do estudo foi desenvolvido pelo Instituto do Coração de São Paulo (INCOR–SP), Brasil. O estudo foi desenvolvido em São Paulo, com uma amostra complementar em Veranópolis, Rio Grande do Sul (RS), Brasil. Parte do estudo desenvolvido em São Paulo teve a descrição detalhada do desenho do estudo e métodos publicados anteriormente. 13

A amostra complementar desenvolvida em Veranópolis foi com uma amostra diferenciada em relação ao consumo do vinho tinto, sendo este um consumo habitual e não de confrarias, como observado na amostra de São Paulo. A descrição detalhada do estudo e métodos foi publicada anteriormente. 14

Para o presente estudo, foram utilizados exclusivamente dados referentes à amostra de Veranópolis, sendo a primeira avaliação realizada em 2011 e a segunda em 2019, com intervalo médio de 7,6 anos. Na primeira etapa foram recrutados 150 voluntários brancos do sexo masculino entre 50 e 70 anos. A segunda etapa incluiu 139 participantes da amostra inicial. Em ambas as etapas os indivíduos foram submetidos a avaliação clínica, exames laboratoriais e tomografia para avaliar o ECC.

Foram incluídos apenas homens no estudo devido ao estudo original abordar consumo regular de vinho e tradicionalmente esse hábito é mais comum em homens na área geográfica estudada.

O projeto de pesquisa foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Hospital de Clínicas de Porto Alegre RS, em 07 de outubro de 2020 sob número 4.325.574.

Fatores de risco cardiovascular e questionário

Todos os dados foram coletados por um questionário estruturado no estudo-base e repetido na segunda etapa no Hospital Comunitário São Peregrino Lazziozi em Veranópolis, RS, Brasil. Todos os participantes do estudo responderam sobre dados de identificação, aspectos demográficos, características clínicas e fatores de risco cardiovascular. As coletas de sangue para os exames de perfil lipídico e glicemia foram realizadas com jejum de, no mínimo, 12 horas em laboratório, após a assinatura do termo de consentimento livre e esclarecido.

A escolaridade foi classificada em 3 categorias: (≤ 8 anos, 9 a 12 anos e > 12 anos). Em relação à renda, os participantes foram classificados em: < 5 salários mínimos, de 5 a 10 salários mínimos e > 10 salários mínimos em moeda brasileira.

A atividade física foi avaliada em relação ao tempo e periodicidade semanal em duas categorias: < 150 minutos/semana e ≥ 150 minutos/semana, de acordo com as diretrizes da American College of Sports Medicine e American Heart Association (ACSM/AHA). 15

Para o índice de massa corporal (IMC) foi utilizado o índice de Quetelet (IMC = peso/altura 2 ). 16

A pressão arterial foi medida no braço direito, com o indivíduo sentado, através de esfigmomanômetro tipo aneroide, previamente aferido por instituição credenciada pelo Inmetro Brasil. Foi utilizado o valor médio entre 2 medidas com 5 minutos de intervalo entre elas, após um repouso de 10 minutos do participante. A hipertensão foi definida como níveis ≥ 140 mmHg para pressão arterial sistólica e/ou ≥ 90 mmHg para pressão arterial diastólica, e/ou estar em uso de medicação anti-hipertensiva. 17

O diabetes mellitus foi definido como glicemia de jejum ≥ 126 mg/dL ou em uso de medicamentos hipoglicemiantes. 18

A história familiar de doença arterial coronariana prematura foi considerada positiva quando algum membro de sua família, pai ou mãe ou ambos, com idade inferior aos 55 anos de idade se do sexo masculino ou inferior aos 65 anos de idade se do sexo feminino, tinha sofrido infarto do miocárdio fatal ou não, e/ou angioplastia coronária ou cirurgia de revascularização miocárdica. 19

Avaliação da calcificação coronária

Foi realizada através de um equipamento de tomografia computadorizada de tórax. Na primeira fase foi utilizado Tomógrafo Somaton Sensation 64 da Siemens com 64 detectores e na segunda fase o Tomógrafo Siemens Drive® com 256 detectores, no Hospital Moinhos de Vento em Porto Alegre, RS, Brasil. Na aquisição do escore de cálcio, a espessura de cortes considerada foi de 3 mm. A calcificação das artérias coronárias foi avaliada pelo escore de Agatston. 20

A pontuação do ECC no estudo foi calculada pelo método Agatston e classificada como 0, 1-101, 101-400, 401-1000 e > 1000. 21 Para facilitar a interpretação e prevalência dos dados, as categorias de pontuação do ECC foram classificadas nas seguintes categorias: sem evidência (ECC = 0), ECC discreto (1-100), ECC moderado (101-400), ECC alto (401-1000) e muito alto (> 1000).

Idade arterial

A idade arterial é uma maneira mais prática de transformar a pontuação do escore de cálcio de unidades Agatston para unidades etárias de maneira que ficasse mais prática para uso e entendimento de médicos e pacientes. Ou seja, através do banco de dados obtido no estudo MESA, os pesquisadores observaram qual seria o nível mais prevalente de ECC para cada faixa etária e, dessa forma, estimou-se a idade da artéria daquele indivíduo. Para estimar o risco cardiovascular, recomendam utilizar a idade arterial ao invés da idade cronológica no ERF. 11

Escores de risco

As variáveis obtidas nas duas etapas do estudo foram utilizadas para estimar o risco cardiovascular em 10 anos pelo ERF e pelo ASCVD. 22 , 23 Além dessas variáveis, o ECC foi utilizado para o cálculo da idade arterial através da calculadora online do estudo MESA (http://www.mesa-nhlbi.org/Calcium/ArterialAge). 24

Os indivíduos foram classificados como baixo risco (menos de 10% de risco absoluto de eventos cardiovasculares maiores em 10 anos), risco intermediário (entre 10% e 20%) e alto risco (mais que 20% em 10 anos). Para o escore de ASCVD, optamos por agrupar os indivíduos de baixo risco com os classificados com o borderline de maneira a simplificar a análise. Desse modo esses indivíduos foram classificados como baixo risco (risco estimado até 7,4%), risco intermediário (7,5% a 19,9%) e alto risco (maior que 20%).

Analisamos a proporção de indivíduos que migrou de uma categoria de risco para outra quando utilizada a idade arterial, bem como avaliamos individualmente cada variável a fim de identificar as que tiveram maior associação com a progressão do escore de cálcio no período de acompanhamento.

Análise estatística

As variáveis quantitativas foram descritas por média e desvio padrão ou mediana e amplitude interquartílica, conforme normalidade dos dados. As variáveis categóricas foram descritas por frequências absolutas e relativas.

Para comparar medianas da variação do escore de cálcio, os testes de Mann-Whitney ou Kruskal-Wallis complementado por Dunn foram aplicados. A normalidade foi verificada pelo teste de Kolmogorov-Smirnov.

As associações com as variáveis quantitativas e ordinais foram avaliadas pelo coeficiente de correlação de Spearman. A concordância entre as 3 classificações de risco foi avaliada pelo coeficiente kappa.

A idade arterial, o ERF e ASCVD foram avaliados numericamente através da curva ROC (receiver operating characteristic) em relação ao escore de cálcio maior do que 400 na segunda avaliação.

O nível de significância estatística considerado foi de 5% (p < 0,05). O software utilizado para a análise dos dados foi o SPSS (Statistical Package for the Social Sciences), versão 18.0.

Resultados

A amostra foi constituída de 150 homens com média de idade de 58,2 anos ( Tabela 1 ).

Tabela 1. – Características dos participantes do estudo.

Variáveis Primeira etapa (n=150) Segunda etapa (n=139)
Idade (anos) 58,2 ± 5,3 65,7 ± 5,2
Anos de estudo – n (%)    
≤ 8 86 (57,3) 79 (56,83)
9-12 39 (26,0) 37 (26,6)
> 12 25 (16,7) 23 (16,5)
Renda – n (%)    
< 5 salários 103 (68,7) 93 (66,9)
5 a 10 salários 37 (24,7) 40 (28,8)
> 10 salários 10 (6,7) 6 (4,3)
IMC (kg/m 2 ) 26,8 ± 2,5 27,3 ± 3,4
Circunferência da cintura (cm) 96,3 ± 7,9 97,7 ± 9,0
PAS (mmHg) 139,8 ± 12,2 137,36 ± 17,7
PAD (mmHg) 83,6 ± 7,8 78,1 ± 9,7
FC (bpm) 65,5 ± 10,7 66,4 ± 9,6
Tabagista – n (%) 18 (12,0) 5 (3,6)
História familiar de DAC – n (%) 23 (15,3) 40 (28,8)
Atividade física semanal – n (%)    
< 150 min 25 (16,7) 38 (27,3)
> 150 min 125 (83,3) 101 (72,7)
Exame físico alterado – n (%) 14 (9,3) 17 (12,3)
Glicose (mg/dL) 106,0 ± 17,4 100,3 ± 19,5
Colesterol total (mg/dL) 226,6 ± 38,0 195,7 ± 40,8
Colesterol LDL (mg/dL) 145,2 ± 32,8 120,6 ± 36,9
Colesterol HDL (mg/dL) 49,2 ± 13,2 50,2 ± 11,7
Triglicerídeos (mg/dL) 163,9 ± 141,2 124 ± 72,4
Escore de cálcio coronariano 94,4 ± 218,5 (0-83) 228,6 ± 468,5 (0-213)
Sem evidência 61 (40,7) 40 (28,7)
Discreto (1-100) 57 (38,0) 52 (37,4)
Moderado (101-400) 21 (14,0) 25 (18,0)
Alto (401-1000) 10 (6,6) 14 (10,1)
Muito alto (> 1000) 1 (0,7) 8 (5,7)

* Dados quantitativos são descritos por média ± desvio padrão ou mediana (percentis 25-75) e categóricos por n (%). DAC: doença arterial coronariana; FC: frequência cardíaca; IMC: índice de massa corporal; PAD: pressão arterial diastólica; PAS: pressão arterial sistólica.

Ao longo do estudo foram perdidos 11 acompanhamentos, sendo 6 óbitos (nenhum caso de morte de causa cardiovascular) e 5 que se negaram a participar, restando para a segunda etapa 139 indivíduos.

O cálculo da idade arterial mostrou uma diferença de 1,7 anos a menos em relação à idade cronológica, sendo estimada a idade arterial média de 56,5 anos versus 58,2 anos da idade cronológica. Na segunda etapa essa diferença foi ampliada para 3 anos.

A reestratificação do risco cardiovascular utilizando-se a idade arterial apresentou diferença estatisticamente significativa em relação à estratificação de risco cardiovascular pelos ERF e ASCVD. Observamos muitos indivíduos que foram reclassificados, tanto para maior quanto para menor risco.

Em relação ao ERF, 29% dos indivíduos foram reclassificados para uma categoria de risco superior ao utilizar a idade arterial, enquanto 34% permaneceram na mesma categoria e 37% passaram para uma categoria inferior de risco. Para o ASCVD os achados foram semelhantes, sendo que 33% permaneceram na mesma categoria, enquanto 31% passaram para um risco maior e 36% para um risco menor.

A maior diferença foi observada nos indivíduos de risco intermediário por Framingham em que dos 107 indivíduos inicialmente agrupados nessa categoria apenas 27 (25,2%) permaneceram em uma escala de risco intermediário, enquanto 52 (48,5%) foram reclassificados para baixo risco e 28 (26,2%) para alto risco ( Figura 1 ).

Figura 1. – Reclassificação das categorias de risco com os diferentes escores na primeira avaliação.

Figura 1

Quando avaliadas individualmente as categorias de risco pela classificação do ASCVD, na fase inicial havia 39 indivíduos classificados como baixo risco, dos quais 22 (56%) mudaram para uma categoria mais alta. Para os de alto risco pelo ASCVD, dos 17 inicialmente classificados, apenas 5 permaneceram (29%) como alto risco após a inclusão do escore de cálcio.

Na segunda etapa do estudo, com tempo médio de 7,6 anos após a primeira avaliação, ocorreu um fenômeno semelhante. Naqueles indivíduos de risco intermediário por Framingham a porcentagem que permaneceu com a mesma classificação foi de 30,5%, enquanto 39,8% foram reclassificados para baixo risco e 29,6% para alto risco ( Figura 2 ).

Figura 2. – Reclassificação das categorias de risco com os diferentes escores na segunda avaliação.

Figura 2

Como exemplo, citamos um caso de um indivíduo de 52 anos de idade com colesterol total de 270 mg/dL, HDL-colesterol de 43 mg/dL, pressão arterial sistólica de 129 mmHg e diastólica de 87 mmHg, sem histórico de tabagismo e não diabético. Ao aplicarmos o ERF o risco estimado foi de 8% (baixo risco), ASCVD 7,3 (borderline). Entretanto, o ECC foi de 195 o que elevou seu risco pela idade arterial para 30, portanto passou a ser considerado como alto risco de doenças cardiovasculares. E, de fato, no acompanhamento, seu ECC passou a 631, um incremento de 323% e somente aí passa a ser considerado como alto risco pelos critérios clínicos.

Avaliou-se também a concordância entre os três escores (ERF, ASCVD e idade arterial) para classificar risco, e foi observado que o coeficiente kappa entre idade arterial e Framingham foi de 0,044 (p = 0,330), o kappa entre idade arterial e ASCVD foi de 0,073 (p = 0,080) e entre Framingham e ASCVD foi de 0,107 (p < 0,001), demonstrando concordância significativa apenas entre as classificações de risco de Framingham e ASCVD, mas com baixa concordância, apesar de significativa. Ou seja, ERF e ASCVD classificaram de maneira semelhante os grupos de risco, entretanto ambas diferiram da classificação pela idade arterial.

Houve aumento significativo do escore de cálcio no período entre as 2 avaliações (primeira avaliação: mediana = 12,5; percentis 25-75: 0-81; segunda avaliação: mediana = 33; percentis 25-75: 0-213; p < 0,001). A mediana da variação do escore de cálcio entre as 2 avaliações foi de 14 pontos (percentis 25-75: 0-116).

Ao fazer a análise progressiva do delta de variação do escore de cálcio, ou seja, ao avaliar o quanto o escore de cálcio varia ao longo do período de seguimento, observamos que os indivíduos classificados inicialmente como baixo risco pela idade arterial tiveram uma progressão muito pequena no escore de cálcio, e essa progressão aumentou proporcionalmente quanto maior o risco estimado pela classificação inicial (p < 0,001). Essa relação não foi significativa para o ERF (p = 0,862) nem para ASCVD (p = 0,153). As diferenças entre as classificações de risco com o aumento do escore de cálcio estão apresentadas na Tabela 2 .

Tabela 2. – Diferenças entre as classificações de risco com a variação do escore de cálcio.

Variáveis Amostra total n (%) ∆ Escore de cálcio Mediana (P25-P75) p
Classificação do risco estimado pela idade arterial     < 0,001
< 10 - risco baixo 72 (48,0) 0 (0-11,8) a  
10 a 20 - risco moderado 39 (26,0) 38,5 (6-246) b  
> 20 - risco elevado 39 (26,0) 148 (58,5-466) c  
Classificação Framingham     0,862
< 10% - risco baixo 34 (22,7) 12 (0-76,5)  
10% a 20% - risco intermediário 107 (71,3) 18,5 (0-126)  
> 20% - risco elevado 9 (6,0) 47 (1-542)  
ASCVD     0,153
< 5% - risco baixo 39 (26,0) 8,5 (0-35,0)  
5% a 19,9% - risco intermediário 94 (62,7) 25 (0-173)  
≥ 20% - risco elevado 17 (11,3) 30,6 (0,5-60,5)  

a,b,c Letras iguais não diferem pelo teste de Dunn a 5% de significância. Os números apresentados são relativos à pontuação de acordo com o método de Agatston.

A Figura 3 ilustra as diferenças encontradas na variação do escore de cálcio conforme aumento do risco cardiovascular pela idade arterial.

Figura 3. – Variação do escore de cálcio conforme classificação do risco estimado pela idade arterial. A linha dentro da caixa representa a mediana. Os limites inferior e superior da caixa representam os percentis 25 e 75, respectivamente. As barras de erro inferior e superior representam os valores mínimo e máximo estimados para o grupo. Os círculos e asteriscos demarcam os valores extremos da amostra.

Figura 3

A classificação numérica (% de risco cardiovascular) estimada na primeira avaliação pelos diferentes métodos (classificação de risco pela idade arterial, por ERF e ASCVD) foi comparada através da curva ROC para o desfecho ECC > 400 na segunda avaliação, valor que é considerado como alto grau de calcificação coronariana. Ou seja, objetivamos avaliar a sensibilidade e especificidade dos métodos como forma de detectar os indivíduos que viriam a desenvolver maior grau de calcificação coronariana no período de acompanhamento (7,6 anos).

Observamos que a classificação pela idade arterial foi significativamente superior que os demais métodos, com área sob a curva de 0,870, enquanto ASCVD apresentou área sob a curva de 0,629 e o ERF praticamente ficou na linha de base, com 0,544 ( Figura Central ).

: Determinação da Idade Vascular em Homens Através do Escore de Cálcio Coronariano e seu Impacto na Reestratificação do Risco Cardiovascular.

: Determinação da Idade Vascular em Homens Através do Escore de Cálcio Coronariano e seu Impacto na Reestratificação do Risco Cardiovascular

Curva ROC comparando a classificação pela idade arterial com ASCVD e ERF.

A avaliação individualizada das variáveis analisadas no estudo mostrou que a grande maioria não teve relação significativamente estatística com a variação do escore de cálcio. Não foi observada essa relação para: idade, presença de hipertensão arterial sistêmica, uso de estatinas, diabetes mellitus, LDL elevado, hipertrigliceridemia, tabagismo ou ex-tabagismo, atividade física, consumo de álcool, nível de escolaridade, estado civil, renda, IMC e circunferência da cintura. Dessa maneira, diminuímos a possibilidade de vieses pelos fatores confundidores.

Houve relação positiva estatisticamente significativa entre os níveis pressóricos sistólicos com a variação do escore de cálcio (p = 0,041), sendo que quanto maiores os níveis da pressão arterial sistólica na avaliação basal, maior o aumento no escore de cálcio ( Tabela 3 ).

Tabela 3. – Associações das variáveis com a variação do escore de cálcio.

Variável quantitativa ∆ Escore de cálcio Coeficiente de correlação de Spearman p
PAS 0,174 0,041
Variável qualitativa Mediana (P25-P75) p
HDL baixo   0,041
Não 13 (0-114)  
Sim 457,5 (368-547)  

PAS: pressão arterial sistólica.

Indivíduos com HDL baixo apresentaram significativamente maior aumento no escore de cálcio, conforme apresenta a Tabela 3 . A média de aumento do escore de cálcio ao longo do estudo foi de 457, enquanto nos demais indivíduos com HDL normal, a média de aumento no escore de cálcio foi de 13.

Discussão

O ECC é indicador de aterosclerose subclínica e o seu valor elevado significa maior grau de aterosclerose. 9 , 11 , 12

O impacto dos fatores de risco tradicionais não é uniforme entre os indivíduos, por isso escores tradicionais nem sempre apresentam sensibilidade e especificidade suficientes para a correta estratificação de risco. 4 - 6

Os estudos mostram que incorporar a idade arterial aos escores de risco tradicionais eleva a área sob a curva, fato que melhora a sensibilidade e a especificidade desse escore na determinação do risco cardiovascular. 11 , 25

Nosso estudo mostrou que uma parcela significativa dos indivíduos é reestratificada para categorias de risco diferentes ao ser avaliada através da idade arterial. A porcentagem que muda de categoria de risco foi maior que a observada no PAAC study 26 e no estudo Heinz Nixdorf Recall Study, 27 avaliação derivada do estudo MESA. A categoria que mais sofre alterações é a classificada como intermediária pelos escores de risco tradicionais, fato semelhante aos estudos citados anteriormente, onde entre 1 a cada 4 e 1 a cada 6 indivíduos passam para uma categoria de risco superior. Em nosso estudo observamos um número maior de indivíduos que passa para uma categoria de risco inferior em comparação aos estudos citados.

Tais achados reforçam a indicação já existente nas diretrizes para que seja realizada a determinação do ECC especialmente naqueles indivíduos com risco cardiovascular intermediário pelos escores de risco tradicionais. 22 , 28 , 29

Além disso, o dado mais objetivo foi que a classificação do risco cardiovascular pela idade arterial mostrou relação direta com o aumento da calcificação coronariana determinada através do ECC ao longo do acompanhamento. Indivíduos classificados inicialmente como baixo risco pela idade arterial tiveram uma progressão muito pequena no ECC, e essa progressão aumenta proporcionalmente quanto maior o risco estimado pela classificação inicial. Essa relação já havia sido descrita na literatura para desfechos cardiovasculares maiores, entretanto não há descrição do aumento proporcional do ECC com base na classificação inicial pela idade arterial. Esse é o dado mais relevante do nosso estudo e pode indicar a realização de ECC mesmo em indivíduos de baixo risco pelos escores tradicionais, tendo em vista que mesmo dentre esses indivíduos, alguns possuíam idade arterial mais elevada e tiveram progressão mais significativa do escore de cálcio ao longo do acompanhamento.

Entre todos os fatores de risco estudados, a pressão arterial sistólica e o HDL baixo foram os que se associaram de maneira significativa com a maior progressão do ECC ao longo do estudo.

O HDL colesterol já se mostrou um importante fator de risco cardiovascular quando em níveis baixos, independente dos demais níveis de colesterol. 30 , 31 Em nosso estudo foi o fator isolado com maior impacto na progressão da calcificação coronariana.

Embora ocorra uma significativa reclassificação do risco cardiovascular, não foi possível avaliar a potencial redução de desfechos cardiovasculares nessa população estudada. Esse fato nos faz questionar a aplicabilidade do método para a população em geral, tendo em vista que os custos e os potenciais riscos associados ao exame não podem ser desprezados.

As principais limitações do estudo são o número relativamente baixo de participantes, ausência de mulheres na amostra e a incapacidade de mostrar desfechos cardiovasculares maiores (infarto agudo do miocárdio, morte de origem cardiovascular ou acidente vascular cerebral). Além disso, os participantes foram voluntários e selecionados por conveniência.

Um dos potenciais vieses a serem considerados é o uso de estatinas e seu possível efeito sobre o cálcio coronariano. Está estabelecido que o uso de estatinas pode aumentar o ECC, e desse modo a progressão do ECC nem sempre é algo indesejável, uma vez que pode apenas traduzir “estabilização” das placas coronarianas existentes. Possuíamos a informação dos pacientes que usavam estatinas nas duas etapas do estudo, embora não tenha sido obtida informação sobre o tempo e a continuidade de uso.

Além disso, os equipamentos utilizados nas duas etapas do estudo foram distintos, o que poderia inferir um potencial viés de aferição.

Uma limitação importante a ser considerada é a ausência de mulheres no estudo. Sabemos da importância de incluir ambos os gêneros para uma análise mais fidedigna e para que os dados possam ser generalizados. Pesquisas futuras devem ser realizadas incluindo mulheres para que possamos ter uma compreensão mais abrangente dos fatores que influenciam a idade vascular e as classificações de risco cardiovascular.

Embora os potenciais vieses, consideramos que o fator progressão do ECC foi bastante significativo e teve relação direta com a classificação inicial embasada na idade arterial. Além disso, pressão arterial sistólica elevada e níveis baixos de HDL-colesterol se associaram a maior progressão do ECC.

Conclusão

A estratificação de risco cardiovascular utilizando a idade arterial teve maior capacidade de identificar os indivíduos com risco elevado de progressão da aterosclerose medida pelo ECC do que os escores de risco tradicionais (ERF e ASCVD). As variáveis individuais que mais se associaram à progressão do ECC foram a pressão arterial sistólica e o HDL baixo.

Footnotes

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de dissertação de mestrado de Ismael Polli pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Aprovação ética e consentimento informado

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Hospital de Clínicas de Porto Alegre sob o número de protocolo 4.325.574. 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.

Fontes de financiamento: O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Referências

  • 1.Mamudu HM, Paul TK, Veeranki SP, Budoff M. The Effects of Coronary Artery Calcium Screening on Behavioral Modification, Risk Perception, and Medication Adherence among Asymptomatic Adults: A Systematic Review. Atherosclerosis. 2014;236(2):338–350. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2014.07.022. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 2.Azevedo CF, Rochitte CE, Lima JA. Coronary Artery Calcium Score and Coronary Computed Tomographic Angiography for Cardiovascular Risk Stratification. Arq Bras Cardiol. 2012;98(6):559–568. doi: 10.1590/s0066-782x2012000600012. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 3.D’Agostino RB, Sr, Vasan RS, Pencina MJ, Wolf PA, Cobain M, Massaro JM, et al. General Cardiovascular Risk Profile for Use in Primary Care: The Framingham Heart Study. Circulation. 2008;117(6):743–753. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.107.699579. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 4.Lindbohm JV, Sipilä PN, Mars N, Knüppel A, Pentti J, Nyberg ST, et al. Association Between Change in Cardiovascular Risk Scores and Future Cardiovascular Disease: Analyses of Data from the Whitehall II Longitudinal, Prospective Cohort Study. Lancet Digit Health. 2021;3(7):e434–e444. doi: 10.1016/S2589-7500(21)00079-0. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.van der Leeuw J, van Dieren S, Beulens JW, Boeing H, Spijkerman AM, van der Graaf Y, et al. The Validation of Cardiovascular Risk Scores for Patients with Type 2 Diabetes Mellitus. Heart. 2015;101(3):222–229. doi: 10.1136/heartjnl-2014-306068. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 6.Ahn HR, Shin MH, Yun WJ, Kim HY, Lee YH, Kweon SS, et al. Comparison of the Framingham Risk Score, UKPDS Risk Engine, and SCORE for Predicting Carotid Atherosclerosis and Peripheral Arterial Disease in Korean Type 2 Diabetic Patients. Korean J Fam Med. 2011;32(3):189–196. doi: 10.4082/kjfm.2011.32.3.189. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 7.Gabriel FS, Gonçalves LFG, Melo EV, Sousa ACS, Pinto IMF, Santana SMM, et al. Atherosclerotic Plaque in Patients with Zero Calcium Score at Coronary Computed Tomography Angiography. Arq Bras Cardiol. 2018;110(5):420–427. doi: 10.5935/abc.20180063. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 8.Greenland P, Bonow RO, Brundage BH, Budoff MJ, Eisenberg MJ, Grundy SM, et al. ACCF/AHA 2007 Clinical Expert Consensus Document on Coronary Artery Calcium Scoring by Computed Tomography in Global Cardiovascular Risk Assessment and in Evaluation of Patients with Chest Pain: A Report of the American College of Cardiology Foundation Clinical Expert Consensus Task Force (ACCF/AHA Writing Committee to Update the 2000 Expert Consensus Document on Electron Beam Computed Tomography) Developed in Collaboration with the Society of Atherosclerosis Imaging and Prevention and the Society of Cardiovascular Computed Tomography. J Am Coll Cardiol. 2007;49(3):378–402. doi: 10.1016/j.jacc.2006.10.001. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 9.Bild DE, Detrano R, Peterson D, Guerci A, Liu K, Shahar E, et al. Ethnic Differences in Coronary Calcification: The Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) Circulation. 2005;111(10):1313–1320. doi: 10.1161/01.CIR.0000157730.94423.4B. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 10.Neves PO, Andrade J, Monção H. Coronary Artery Calcium Score: Current Status. Radiol Bras. 2017;50(3):182–189. doi: 10.1590/0100-3984.2015.0235. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 11.McClelland RL, Nasir K, Budoff M, Blumenthal RS, Kronmal RA. Arterial Age as a Function of Coronary Artery Calcium (from the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis [MESA]) Am J Cardiol. 2009;103(1):59–63. doi: 10.1016/j.amjcard.2008.08.031. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 12.Detrano R, Guerci AD, Carr JJ, Bild DE, Burke G, Folsom AR, et al. Coronary Calcium as a Predictor of Coronary Events in Four Racial or Ethnic Groups. N Engl J Med. 2008;358(13):1336–1345. doi: 10.1056/NEJMoa072100. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 13.Luz PL, Coimbra S, Favarato D, Albuquerque C, Mochiduky RI, Rochitte CE, et al. Coronary Artery Plaque Burden and Calcium Scores in Healthy Men Adhering to Long-Term Wine Drinking or Alcohol Abstinence. Braz J Med Biol Res. 2014;47(8):697–705. doi: 10.1590/1414-431x20143880. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 14.Bruscato NM, Luz PLD, Werle BM, Schvartzman PR, Kesties J, Vivian L, et al. Coronary Artery Calcification and Dietary Intake in Asymptomatic Men. Braz J Med Biol Res. 2021;54(11):e11371. doi: 10.1590/1414-431X2021e11371. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 15.Haskell WL, Lee IM, Pate RR, Powell KE, Blair SN, Franklin BA, et al. Physical Activity and Public Health: Updated Recommendation for Adults from the American College of Sports Medicine and the American Heart Association. Med Sci Sports Exerc. 2007;39(8):1423–1434. doi: 10.1249/mss.0b013e3180616b27. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 16.World Health Organization . Diet, Nutrition and the Prevention of Chronic Diseases. Geneva: WHO; 2003. [PubMed] [Google Scholar]
  • 17.Williams B, Mancia G, Spiering W, Agabiti Rosei E, Azizi M, Burnier M, et al. 2018 ESC/ESH Guidelines for the Management of Arterial Hypertension. Eur Heart J. 2018;39(33):3021–3104. doi: 10.1093/eurheartj/ehy339. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 18.Sociedade Brasileira de Diabetes . Diretrizes da Sociedade Brasileira de Diabetes. São Paulo: Clannad Editora Científica; 2019. [Google Scholar]
  • 19.Wood D, De Backer G, Faergeman O, Graham I, Mancia G, Pyörälä K. Prevention of Coronary Heart Disease in Clinical Practice: Recommendations of the Second Joint Task Force of European and Other Societies on Coronary Prevention. Atherosclerosis. 1998;140(2):199–270. doi: 10.1016/s0021-9150(98)90209-x. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 20.Agatston AS, Janowitz WR, Hildner FJ, Zusmer NR, Viamonte M, Jr, Detrano R. Quantification of Coronary Artery Calcium Using Ultrafast Computed Tomography. J Am Coll Cardiol. 1990;15(4):827–832. doi: 10.1016/0735-1097(90)90282-t. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 21.Rumberger JA, Brundage BH, Rader DJ, Kondos G. Electron Beam Computed Tomographic Coronary Calcium Scanning: A Review and Guidelines for use in Asymptomatic Persons. Mayo Clin Proc. 1999;74(3):243–252. doi: 10.4065/74.3.243. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 22.Goff DC, Jr, Lloyd-Jones DM, Bennett G, Coady S, D’Agostino RB, Gibbons R, et al. 2013 ACC/AHA Guideline on the Assessment of Cardiovascular Risk: A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines. Circulation. 2014;129(25) Suppl 2:S49–S73. doi: 10.1161/01.cir.0000437741.48606.98. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 23.framinghamheartstudy.org Framingham: Framingham Heart Study. 2021. [cited 2021 Mar 3]. Internet. https://framinghamheartstudy.org/fhs-risk-functions/cardiovascular-disease-10-year-risk/
  • 24.Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis . MESA Risk Score Calculator. Washington: MESA; 2021. [cited 2021 Mar 25]. https://www.mesa-nhlbi.org/Calcium/ArterialAge.aspx . [Google Scholar]
  • 25.Yeboah J, McClelland RL, Polonsky TS, Burke GL, Sibley CT, O’Leary D, et al. Comparison of Novel Risk Markers for Improvement in Cardiovascular Risk Assessment in Intermediate-Risk Individuals. JAMA. 2012;308(8):788–795. doi: 10.1001/jama.2012.9624. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 26.Munir JA, Wu H, Bauer K, Bindeman J, Byrd C, O’Malley P, et al. Impact of Coronary Calcium on Arterial Age and Coronary Heart Disease Risk Estimation Using the MESA Arterial Age Calculator. Atherosclerosis. 2010;211(2):467–470. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2010.03.016. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 27.Erbel R, Möhlenkamp S, Lehmann N, Schmermund A, Roggenbuck U, Moebus S, et al. Net Reclassification Improvement is Particularly High When Coronary Artery Calcium Scoring is Focused on Intermediate Risk Subjects: The Heinz Nixdorf Recall Study. S425Circulation. 2009;120(Suppl 18) [Google Scholar]
  • 28.Sara L, Szarf G, Tachibana A, Shiozaki AA, Villa AV, Oliveira AC, et al. II Guidelines on Cardiovascular Magnetic Resonance and Computed Tomography of the Brazilian Society of Cardiology and the Brazilian College of Radiology. Arq Bras Cardiol. 2014;103(6) Suppl 3:1–86. doi: 10.5935/abc.2014S006. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 29.Piepoli MF, Hoes AW, Agewall S, Albus C, Brotons C, Catapano AL, et al. 2016 European Guidelines on Cardiovascular Disease Prevention in Clinical Practice: The Sixth Joint Task Force of the European Society of Cardiology and Other Societies on Cardiovascular Disease Prevention in Clinical Practice (Constituted by Representatives of 10 Societies and by Invited Experts)Developed with the Special Contribution of the European Association for Cardiovascular Prevention & Rehabilitation (EACPR) Eur Heart J. 2016;37(29):2315–2381. doi: 10.1093/eurheartj/ehw106. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 30.Gordon DJ, Rifkind BM. High-Density Lipoprotein--the Clinical Implications of Recent Studies. N Engl J Med. 1989;321(19):1311–1316. doi: 10.1056/NEJM198911093211907. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 31.Miller M, Kwiterovich PO., Jr Isolated Low HDL-Cholesterol as an Important Risk Factor for Coronary Heart Disease. Eur Heart J. 1990;11(Suppl H):9–14. doi: 10.1093/eurheartj/11.suppl_h.9. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
Arq Bras Cardiol. 2023 Oct 20;120(10):e20230253. [Article in English]

Determination of Vascular Age in Men Using the Coronary Calcium Score and its Impact on Restratification of Cardiovascular Risk

Ismael Polli 1, Neide Maria Bruscato 2,3, Protasio Lemos Da Luz 4, Douglas Dal Más Freitas 1,3, Angélica Oliveira de Almeida 1,3, Waldemar De Carli 2, Emilio Hideyuki Moriguchi 1,3

Central Illustration

Keywords: Atherosclerosis, Vascular Calcification, Cardiovascular Diseases

Abstract

Background

Identifying asymptomatic individuals at risk of developing cardiovascular disease is one of the main goals of preventive cardiology. The coronary calcium score (CCS) makes it possible to estimate vascular age, which has shown to be more reliable than chronological age for determining cardiovascular risk.

Objectives

To reclassify cardiovascular risk based on arterial age and evaluate CCS progression during follow-up.

Methods

We included 150 asymptomatic men who underwent clinical and CCS evaluation in 2 evaluations with an interval of 7.6 years. We classified patients by traditional risk scores and arterial age. We evaluated which variables were associated with greater CCS progression during the period, considering a statistical significance level of 5% (p < 0.05).

Results

The use of arterial age in the stratification of cardiovascular risk in comparison with the Framingham risk score (FRS) reclassified 29% of individuals to a higher risk category and 37% to a lower risk category. Regarding the American Heart Association and American College of Cardiology score (ASCVD), 31% were reclassified as higher risk and 36% as lower risk. The initial classification by arterial age was directly related to the progression of CCS throughout follow-up (p < 0.001). This was not observed for the FRS (p = 0.862) or ASCVD (p = 0.153). The individual variables most associated with CCS progression were high systolic blood pressure and low HDL.

Conclusion

Cardiovascular risk stratification using arterial age showed a better association than the FRS and ASCVD in identifying individuals with higher risk of atherosclerosis progression.

Introduction

Atherosclerosis begins in a subclinical phase and slowly progresses over the years before the development of symptoms or clinical cardiovascular events. 1

The ability to identify among asymptomatic individuals the subgroup that has a greater risk of developing cardiovascular events is a fundamental strategy in the prevention of cardiovascular events. 2

Clinical risk scores, such as the Framingham risk score (FRS), are widely used for stratifying individuals with greater cardiovascular risk. 3 However, it has been suggested that the risk in many individuals may be underestimated, considering that atherosclerosis is a heterogeneous disease that develops unevenly among individuals. In addition, a large percentage is classified as intermediate risk, where therapeutic approaches are controversial. 4 - 7

Computed tomography makes it possible to measure the coronary calcium score (CCS), and, based on this data, it is possible to estimate arterial age, that is, based on the damage already present in the analyzed vessels, it is possible to estimate their age. Using arterial age in the Framingham risk score has shown to be more predictive of future events than chronological age. 8 - 11

The Multi -Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) evaluated the impact of determining CCS on the prediction of coronary events in 6,722 men and women of diverse ethnicities. In comparison with individuals without coronary calcification, the risk of death or acute myocardial infarction increased by 7.7 times for individuals with CCS between 101 and 300 and 9.7 times for CCS > 300. 12

Using arterial age rather than chronological age reclassified 28% of MESA participants into risk categories other than the original. During outcome analysis, the score based on arterial age performed significantly better for risk determination (area under the receiver operating characteristic [ROC] curve 0.75 for FRS based on observed age versus 0.79 using arterial age). 11

The objective of this study was to reclassify cardiovascular risk based on arterial age and to evaluate CCS progression during follow-up.

Methods

Study population

The Studies of Aging Indices and Prevalence of Atherosclerosis in Regular Wine Consumers versus Abstainers Project is a population-based cross-sectional study, whose main objective is to evaluate indices of arterial aging and the prevalence of atherosclerosis in habitual wine drinkers versus abstainers. The study protocol was developed by the São Paulo Heart Institute (INCOR–SP), Brazil. The study was developed in São Paulo, with a complementary sample in Veranópolis, Rio Grande do Sul, Brazil. Part of the study developed in São Paulo has had a detailed description of the study design and methods previously published. 13

The complementary sample developed in Veranópolis had a differentiated sample in relation to the consumption of red wine, being regular consumption and not only on social occasions, as observed in the sample from São Paulo. A detailed description of the study and methods has been previously published. 14

The present study exclusively used data referring to the sample from Veranópolis, with the first evaluation carried out in 2011 and the second in 2019, with an average interval of 7.6 years. During the first stage, 150 White male volunteers between 50 and 70 years of age were recruited. The second stage included 139 participants from the initial sample. In both stages, individuals underwent clinical evaluation, laboratory tests, and tomography to evaluate the CCS.

Only men were included in the study, because the original study addressed regular wine consumption, and this habit is traditionally more common among men in the geographical area studied.

The research project was approved by the Research Ethics Committee of the Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Rio Grande do Sul, on 7 October 2020 under number 4.325.574.

Cardiovascular risk factors and questionnaire

All data were collected using a structured questionnaire in the baseline study and repeated during the second stage at the São Peregrino Lazziozi Community Hospital in Veranópolis, Rio Grande do Sul, Brazil. All study participants answered questions regarding identification, demographic aspects, clinical characteristics, and cardiovascular risk factors. Blood collections for the lipid profile and blood glucose tests were performed after fasting for at least 12 hours in the laboratory, after signing the free and informed consent form.

Level of schooling was classified into the following 3 categories: (≤ 8 years, 9 to 12 years, and > 12 years). In relation to income, participants were classified as follows: < 5 times minimum wage, from 5 to 10 times minimum wage, and > 10 times minimum wage in Brazilian currency.

Physical activity was evaluated in relation to time and weekly frequency using the following 2 categories: < 150 minutes/week and ≥ 150 minutes/week, in accordance with the guidelines of the American College of Sports Medicine and American Heart Association (ACSM/AHA). 15

For body mass index (BMI), the Quetelet index was used (BMI = weight/height 2 ). 16

Blood pressure was measured in the right arm, with the individual sitting, using an aneroid sphygmomanometer, previously calibrated by an institution accredited by Inmetro, Brazil. We used the average value between 2 measurements, with a 5-minute interval between them, after the participant had rested for 10 minutes. Hypertension was defined as levels ≥ 140 mmHg for systolic blood pressure, and/or ≥ 90 mmHg for diastolic blood pressure, and/or being on antihypertensive medication. 17

Diabetes mellitus was defined as fasting blood glucose ≥ 126 mg/dL or use of hypoglycemic drugs. 18

Family history of premature coronary artery disease was considered positive when a family member (father, mother, or both), under the age of 55 years if male or under the age of 65 years if female, had suffered a fatal or non-fatal myocardial infarction and/or undergone coronary angioplasty or coronary artery bypass graft surgery. 19

Evaluation of coronary calcification

Coronary calcification was evaluated using equipment for chest computed tomography. During the first phase, a Siemens Somaton Sensation 64 tomography scanner with 64 detectors was used, and, during the second phase, a Siemens Drive® tomography scanner with 256 detectors was used, at Hospital Moinhos de Vento in Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil. When acquiring the CCS, a slice thickness of 3 mm was considered. Calcification of the coronary arteries was assessed using the Agatston score. 20

The CCS in the study was calculated using the Agatston method and classified as 0, 1 to 101, 101 to 400, 401 to 1000, and > 1000. 21 To facilitate the interpretation and prevalence of the data, the CCS categories were classified as follows: no evidence (CCS = 0), mild CCS (1 to 100), moderate CCS (101 to 400), high CCS (401 to 1000), and very high (> 1000).

Arterial age

Arterial age is a more practical means of transforming the CCS from Agatston units to age units in a manner that is more practical for physicians and patients to use and understand. In other words, through the database obtained by the MESA study, the researchers observed which would be the most prevalent level of CCS for each age group and, accordingly, estimated the age of those individuals’ arteries. To estimate cardiovascular risk, it has been recommended to use arterial age instead of chronological age in the FRS. 11

Risk scores

The variables obtained in the 2 stages of the study were used to estimate the 10-year cardiovascular risk using the FRS and the ASCVD. 22 , 23 In addition to these variables, the CCS was used to calculate the arterial age using the online calculator of the MESA study (http://www.mesa-nhlbi.org/Calcium/ArterialAge). 24

Subjects were classified as low risk (less than 10% absolute risk of major cardiovascular events in 10 years), intermediate risk (between 10% and 20%), and high risk (greater than 20% in 10 years). For the ASCVD score, we opted to group low-risk individuals with those classified as borderline in order to simplify the analysis. Thus, individuals were classified as low risk (estimated risk up to 7.4%), intermediate risk (7.5% to 19.9%), and high risk (greater than 20%).

We analyzed the proportion of individuals who moved from one risk category to another when arterial age was used, as well as individually, evaluating each variable in order to identify those who had the greatest association with CCS progression during the follow-up period.

Statistical analysis

Quantitative variables were described as mean and standard deviation or median and interquartile range, according to data normality. Categorical variables were described as absolute and relative frequencies.

To compare median change in the CCS, the Mann-Whitney or Kruskal-Wallis tests were applied, complemented by Dunn’s test. Normality was verified using the Kolmogorov-Smirnov test.

Associations with quantitative and ordinal variables were evaluated using Spearman’s correlation coefficient. Agreement between the 3 risk classifications was evaluated using the kappa coefficient.

Arterial age, FRS, and ASCVD were evaluated numerically using the ROC curve in relation to CCS greater than 400 at the second assessment.

The level of statistical significance considered was 5% (p < 0.05). The software used for data analysis was SPSS (Statistical Package for the Social Sciences), version 18.0.

Results

The sample consisted of 150 men with a mean age of 58.2 years ( Table 1 ).

Table 1. – Characteristics of the study participants.

Variables First stage (n = 150) Second stage (n = 139)
Age (years) 58.2 ± 5.3 65.7 ± 5.2
Years of schooling – n (%)    
≤ 8 86 (57.3) 79 (56.83)
9 to 12 39 (26.0) 37 (26.6)
> 12 25 (16.7) 23 (16.5)
Salary – n (%)    
< 5 times minimum wage 103 (68.7) 93 (66.9)
5 to 10 times minimum wage 37 (24.7) 40 (28.8)
> 10 times minimum wage 10 (6.7) 6 (4.3)
BMI (kg/m2) 26.8 ± 2.5 27.3 ± 3.4
Waist circumference (cm) 96.3 ± 7.9 97.7 ± 9.0
SBP (mmHg) 139.8 ± 12.2 137.36 ± 17.7
DBP (mmHg) 83.6 ± 7.8 78.1 ± 9.7
HR (bpm) 65.5 ± 10.7 66.4 ± 9.6
Tobacco use – n (%) 18 (12.0) 5 (3.6)
Family history of CAD – n (%) 23 (15.3) 40 (28.8)
Weekly physical activity – n (%)    
< 150 minutes 25 (16.7) 38 (27.3)
> 150 minutes 125 (83.3) 101 (72.7)
Altered physical examination – n (%) 14 (9.3) 17 (12.3)
Blood glucose (mg/dL) 106.0 ± 17.4 100.3 ± 19.5
Total cholesterol (mg/dL) 226.6 ± 38.0 195.7 ± 40.8
LDL cholesterol (mg/dL) 145.2 ± 32.8 120.6 ± 36.9
HDL cholesterol (mg/dL) 49.2 ± 13.2 50.2 ± 11.7
Triglycerides (mg/dL) 163.9 ± 141.2 124 ± 72.4
Coronary calcium score 94.4 ± 218.5 (0-83) 228.6 ± 468.5 (0-213)
No evidence 61 (40.7) 40 (28.7)
Mild (1 to 100) 57 (38.0) 52 (37.4)
Moderate (101 to 400) 21 (14.0) 25 (18.0)
High (401 to 1000) 10 (6.6) 14 (10.1)
Very high (> 1000) 1 (0.7) 8 (5.7)

* Quantitative data are described as mean ± standard deviation or median (25th to 75th percentiles) and categorical data are described as n (%). BMI: body mass index; CAD: coronary artery disease; DBP: diastolic blood pressure; HR: heart rate; SBP: systolic blood pressure.

During the study period, 11 follow-ups were lost: 6 of them died (no case of death from cardiovascular causes), and 5 declined to participate, leaving 139 individuals for the second stage.

Calculation of arterial age showed a difference of 1.7 years less in relation to chronological age, with an estimated mean arterial age of 56.5 years versus 58.2 years of chronological age. In the second stage, this difference increased to 3 years.

The restratification of cardiovascular risk using arterial age showed a statistically significant difference in relation to the stratification of cardiovascular risk by the FRS and ASCVD. We observed many individuals who were reclassified, as both higher and lower risk.

In relation to the FRS, 29% of individuals were reclassified to a higher risk category when using arterial age, while 34% remained in the same category, and 37% moved to a lower risk category. For the ASCVD, the findings were similar, with 33% remaining in the same category, while 31% moved to higher risk, and 36% moved to lower risk.

The greatest difference was observed in individuals with intermediate risk according to the FRS. Of the 107 individuals initially grouped in this category, only 27 (25.2%) remained in an intermediate risk category, while 52 (48.5%) were reclassified to low risk and 28 (26.2%) to high risk ( Figure 1 ).

Figure 1. – Reclassification of risk categories with different scores on the first evaluation.

Figure 1

When the risk categories were evaluated individually by the ASCVD classification, during the initial phase, there were 39 individuals classified as low risk, of whom 22 (56%) moved to a higher category. Of the 17 initially classified as high risk according to the ASCVD, only 5 remained (29%) as high risk after inclusion of the CCS.

During the second stage of the study, with an average time of 7.6 years after the first evaluation, a similar phenomenon occurred. In individuals classified as intermediate risk according to the FRS, the percentage who remained in the same classification was 30.5%, while 39.8% were reclassified to low risk and 29.6% to high risk ( Figure 2 ).

Figure 2. – Reclassification of risk categories with different scores on the second evaluation.

Figure 2

As an example, we cite the case of a 52-year-old individual with total cholesterol of 270 mg/dL, HDL-cholesterol of 43 mg/dL, systolic blood pressure of 129 mmHg, and diastolic blood pressure of 87 mmHg, with no history of smoking and without diabetes. When applying the FRS, the estimated risk was 8% (low risk), and ASCVD was 7.3 (borderline). However, the CCS was 195, which increased his risk according to arterial age to 30; therefore, he began to be considered as high risk for cardiovascular disease. In fact, during follow-up, his CCS increased to 631, a 323% increase, and only then was he considered high risk according to clinical criteria.

The agreement between the 3 scores (FRS, ASCVD, and arterial age) was also evaluated to classify risk, and it was observed that the kappa coefficient between arterial age and the FRS was 0.044 (p = 0.330); the kappa between arterial age and ASCVD was 0.073 (p = 0.080), and, between the FRS and ASCVD, it was 0.107 (p < 0.001), demonstrating significant agreement only between the FRS and ASCVD risk classifications, but with low, although significant agreement. In other words, the FRS and ASCVD classified risk groups in a similar manner, but both differed from the classification by arterial age.

There was a significant increase in the CCS in the period between the 2 assessments (first assessment: median =12.5; 25 to 75 percentiles: 0 to 81; second assessment: median = 33; 25 to 75 percentiles: 0 to 213; p < 0.001). The median variation in the CCS between the 2 assessments was 14 points (25 to 75 percentiles: 0 to 116).

When conducting progressive analysis of the change (delta) in the CCS, that is, when evaluating how much it varied over the follow-up period, we observed that individuals initially classified as low risk by arterial age had a very mild progression in the CCS, and this progression increased in proportion to higher risk estimated by the initial classification (p < 0.001). This relationship was not significant for the FRS (p = 0.862) or the ASCVD (p = 0.153). Differences between risk classifications with increasing CCS are displayed in Table 2 .

Table 2. – Differences between risk classifications according to change in calcium score.

Variables Total sample n (%) ∆ calcium score Median (P25-P75) p
Estimated risk classification by arterial age     < 0.001
< 10 (low risk) 72 (48.0) 0 (0-11.8) a  
10 to 20 (moderate risk) 39 (26.0) 38.5 (6-246) b  
> 20 (high risk) 39 (26.0) 148 (58.5-466) c  
Framingham classification     0.862
< 10% (low risk) 34 (22.7) 12 (0-76.5)  
10% to 20% (intermediate risk) 107 (71.3) 18.5 (0-126)  
> 20% (high risk) 9 (6.0) 47 (1-542)  
ASCVD     0.153
< 5% (low risk) 39 (26.0) 8.5 (0-35.0)  
5% to 19.9% (intermediate risk) 94 (62.7) 25 (0-173)  
≥ 20% (high risk) 17 (11.3) 30.6 (0.5-60.5)  

a,b,c Equal letters do not differ by Dunn’s test at 5% significance. The numbers presented are relative to the score according to the Agatston method.

Figure 3 illustrates the differences found regarding the change in the calcium score according to the increase in cardiovascular risk by arterial age.

Figure 3. – Change in calcium score according to classification of estimated risk by arterial age. The line inside the box represents the median. The lower and upper limits of the box represent the 25th and 75th percentiles, respectively. The lower and upper error bars represent the estimated minimum and maximum values for the group. Circles and asterisks indicate the extreme values of the sample.

Figure 3

The numerical classification (% cardiovascular risk) estimated in the first evaluation by different methods (risk classification by arterial age, FRS, and ASCVD) was compared using the ROC curve for the outcome CCS > 400 in the second evaluation, which is considered a high degree of coronary calcification. That is, we aimed to evaluate the sensitivity and specificity of the methods as a way of detecting individuals who would develop a greater degree of coronary calcification during the follow-up period (7.6 years).

We observed that the classification by arterial age was significantly higher than the other methods, with an area under the curve of 0.870, while the ASCVD presented an area under the curve of 0.629, and the FRS was practically at the baseline, with 0.544 (Central Figure).

: Determination of Vascular Age in Men Using the Coronary Calcium Score and its Impact on Restratification of Cardiovascular Risk.

: Determination of Vascular Age in Men Using the Coronary Calcium Score and its Impact on Restratification of Cardiovascular Risk

Receiver operating characteristic (ROC) curve comparing classification by arterial age with the American Heart Association and American College of Cardiology score (ASCVD) and the Framingham risk score.

Individualized evaluation of the variables analyzed in the study showed that the vast majority had no statistically significant relationship with the change in the CCS. This relationship was not observed for age, presence of systemic arterial hypertension, statin use, diabetes mellitus, high LDL, hypertriglyceridemia, smoking or ex-smoking, physical activity, alcohol consumption, level of schooling, marital status, income, BMI, and waist circumference. Accordingly, we reduced the possibility of biases due to confounding factors.

There was a statistically significant positive relationship between the systolic blood pressure levels and the change in the CCS (p = 0.041); the higher the systolic blood pressure levels at baseline, the greater the increase in the CCS ( Table 3 ).

Table 3. – Associations of variables with change in calcium score.

Quantitative variable ∆ calcium score Spearman’s correlation coefficient p
Systolic blood pressure 0.174 0.041
Qualitative variable Median (P25-P75) p
Low HDL   0.041
No 13 (0-114)  
Yes 457.5 (368-547)  

SBP: systolic blood pressure.

Individuals with low HDL showed a significantly greater increase in the calcium score, as shown in Table 3 . Their average increase in the CCS during the study was 457, whereas, in the remaining individuals with normal HDL, the average increase in the calcium score was 13.

Discussion

The CCS is an indicator of subclinical atherosclerosis, and elevated values indicate greater degree of atherosclerosis. 9 , 11 , 12

The impact of traditional risk factors is not uniform among individuals, which is why traditional scores do not always have sufficient sensitivity and specificity for correct risk stratification. 4 - 6

Studies have shown that incorporating arterial age into traditional risk scores increases the area under the curve, which improves the sensitivity and specificity of this score in determining cardiovascular risk. 11 , 25

Our study has shown that a significant portion of individuals are restratified into different risk categories when evaluated using arterial age. The percentage whose risk category changed was greater than that observed in the PAAC study 26 and the Heinz Nixdorf Recall Study, 27 an assessment derived from the MESA study. The category that underwent the most changes is the one classified as intermediate by traditional risk scores, which is similar to the studies mentioned above, where between 1 in 4 and 1 in 6 individuals moved to a higher risk category. In our study, we observed a greater number of individuals who moved to a lower risk category in comparison to the cited studies.

These findings reinforce the indication that already exists in the guidelines for CCS to be determined, especially in individuals with intermediate cardiovascular risk according to the traditional risk scores. 22 , 28 , 29

Furthermore, the most objective piece of data was that the classification of cardiovascular risk by arterial age showed a direct relationship with increased coronary calcification determined using CCS during follow-up. Individuals initially classified as low risk by arterial age had a very mild CCS progression, and this progression increased in proportion to higher risk estimated by the initial classification. This relationship had already been described in the literature for major cardiovascular outcomes; nonetheless, there is no description of the proportional increase in the CCS based on the initial classification by arterial age. These are the most relevant data from our study, and they may indicate performance of CCS, even in individuals with low risk according to traditional scores, keeping in mind that, even among these individuals, some had a higher arterial age and more significant CCS progression throughout the follow-up.

Among all the risk factors studied, high systolic blood pressure and low HDL were the ones that were significantly associated with the greatest CCS progression throughout the study.

HDL cholesterol has already shown to be an important cardiovascular risk factor when at low levels, regardless of other cholesterol levels. 30 , 31 In our study, it was the isolated factor with the greatest impact on the progression of coronary calcification.

Although a significant reclassification of cardiovascular risk occurred, it was not possible to evaluate the potential reduction in cardiovascular outcomes in this study population. This fact makes us question the applicability of the method to the general population, bearing in mind that the costs and potential risks associated with the test cannot be ignored.

The main study limitations are the relatively low number of participants, the absence of women in the sample, and the inability to show major cardiovascular outcomes (acute myocardial infarction, death of cardiovascular origin, or stroke). Furthermore, participants were volunteers and were selected by convenience.

One of the potential biases to be considered is the use of statins and their possible effect on coronary calcium. It has been established that the use of statins can increase the CCS; therefore, the progression of the CCS is not always something undesirable, given that it can only translate “stabilization” of the existing coronary plaques. We had information on the patients who used statins in both stages of the study, although we did not obtain information about the time and continuity of use.

Furthermore, the equipment used between the 2 study stages was different, which could cause a potential measurement bias.

An important limitation to be considered is the absence of women in the study. We are aware of the importance of including both sexes for more reliable analysis and so that the data can be generalized. Future research should be conducted including women to provide a more comprehensive understanding of the factors that influence vascular age and cardiovascular risk classifications.

Notwithstanding the potential biases, we consider that the factor of CCS progression was quite significant, and it had a direct relationship with the initial classification based on arterial age. Furthermore, elevated systolic blood pressure and low levels of HDL-cholesterol were associated with greater CCS progression.

Conclusion

Cardiovascular risk stratification using arterial age was more capable of identifying individuals with elevated risk of atherosclerosis progression measured by the CCS than traditional risk scores (FRS and ASCVD). The individual variables most associated with CCS progression were high systolic blood pressure and low HDL.

Study association

This article is part of the thesis of master submitted by Ismael Polli, from Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Ethics approval and consent to participate

This study was approved by the Ethics Committee of the Hospital de Clínicas de Porto Alegre under the protocol number 4.325.574. 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.

Sources of funding: There were no external funding sources for this study.


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