Challenges & Opportunities in Predicting Acute Coronary Events Armin A. Zadeh, MD, PhD, MPH Director, Cardiac CT Division of Cardiology Johns Hopkins Hospital Associate Professor of Medicine Johns Hopkins University

Coronary Event Pathophysiology Ich beginne mit einem Fallbeispiel: Eine 55 jahrige Frau kam zu uns mit Brustschmerzbescwerden, die untypisch waren fuer Angina. Sie hatte leicht erhoehte Cholesterinwerte aber sonst keine Risikofaktoren fuer KHK und eine unauffaellige koerperliche Untersuchung. Sie wurde ueberwiesen zur nuklearmedizinischen Ergometrie und erzielte 11.7 METS auf dem Laufband ohne das Auftreten von Brustschmerzen, hatte unspezifische ST Segment Veraenderungen, und Hinweise auf Vorderwandischemie, jedoch konnte die Moeglichkeit von Artefakten nicht ausgeschlossen werden. Der Patientin wurde angeraten, sich einer Herzkatheteruntersuchung zu unterziehen, die die Patientin jedoch verweigerte. Dieser Fall illustriert den haeufigen Ablauf fuer die Abklaerung von untypischen Brustschmerz Symptomen, fuer die ein Belastungstest ausschlagebend ist, ob ein Patient zur invasiven Koronarangiographie ueberwiesen wird oder nicht. Arbab-Zadeh A et al. Circulation 2012

Prevalence of Asymptomatic Plaque Ruptures Ich beginne mit einem Fallbeispiel: Eine 55 jahrige Frau kam zu uns mit Brustschmerzbescwerden, die untypisch waren fuer Angina. Sie hatte leicht erhoehte Cholesterinwerte aber sonst keine Risikofaktoren fuer KHK und eine unauffaellige koerperliche Untersuchung. Sie wurde ueberwiesen zur nuklearmedizinischen Ergometrie und erzielte 11.7 METS auf dem Laufband ohne das Auftreten von Brustschmerzen, hatte unspezifische ST Segment Veraenderungen, und Hinweise auf Vorderwandischemie, jedoch konnte die Moeglichkeit von Artefakten nicht ausgeschlossen werden. Der Patientin wurde angeraten, sich einer Herzkatheteruntersuchung zu unterziehen, die die Patientin jedoch verweigerte. Dieser Fall illustriert den haeufigen Ablauf fuer die Abklaerung von untypischen Brustschmerz Symptomen, fuer die ein Belastungstest ausschlagebend ist, ob ein Patient zur invasiven Koronarangiographie ueberwiesen wird oder nicht. Arbab-Zadeh A. and Fuster V. JACC 2015

Insights From Pathology >70% of coronary stenoses contain healed plaque ruptures Mann J and Davies MJ. Heart 1999;82:265

Asymptomatic Plaque Ruptures Arbab-Zadeh A et al. Circulation 2012

Prevalence of CAD in Normal Populations: 425 Autopsies in Non-Natural Deaths in Olmsted County Mean age 36 ±14 Years Ich beginne mit einem Fallbeispiel: Eine 55 jahrige Frau kam zu uns mit Brustschmerzbescwerden, die untypisch waren fuer Angina. Sie hatte leicht erhoehte Cholesterinwerte aber sonst keine Risikofaktoren fuer KHK und eine unauffaellige koerperliche Untersuchung. Sie wurde ueberwiesen zur nuklearmedizinischen Ergometrie und erzielte 11.7 METS auf dem Laufband ohne das Auftreten von Brustschmerzen, hatte unspezifische ST Segment Veraenderungen, und Hinweise auf Vorderwandischemie, jedoch konnte die Moeglichkeit von Artefakten nicht ausgeschlossen werden. Der Patientin wurde angeraten, sich einer Herzkatheteruntersuchung zu unterziehen, die die Patientin jedoch verweigerte. Dieser Fall illustriert den haeufigen Ablauf fuer die Abklaerung von untypischen Brustschmerz Symptomen, fuer die ein Belastungstest ausschlagebend ist, ob ein Patient zur invasiven Koronarangiographie ueberwiesen wird oder nicht. Nemetz et al. Arch Intern Med. 2008;168:264-70

Natural History of Plaque Growth & Rupture So, the million dollar question really is, what determines if a plaque rupture results in an acute coronary event or not? The short answer is, we don’t know. A reasonable hypothesis is that the thrombus containing forces at the time of the rupture are aligned to prevent more than local, intramural thrombus. Arbab-Zadeh A & Fuster V. JACC 2015

Natural History of Plaque Growth & Rupture Conversely, if the scale of thrombus promoting factors at the time of rupture tilts in their favor, partial or complete vascular thrombosis occurs. We don’t know which factors are particular relevant in this scenario. Arbab-Zadeh A & Fuster V. JACC 2015

The Vulnerable Patient What we do know is that the affair is immensely complex with many factors at work, locally and systemically. Ultimately, the risk of an acute coronary event is the result of the interplay between the stimulus for thrombus in the coronary tree and the vulnerability of the system for clinically relevant vascular thrombosis. Some – but surely not all – factors are outlined here. It is important to note that many of these factors change in their effectiveness from minute to minute – making it exceedingly difficult the overall outcome. This is truly a disease of the patient and not of a local process in the coronary artery. The concept of the vulnerable patient fully applies. Arbab-Zadeh A et al. Circulation 2012

Rudnicka et al. Circulation 2007 Diurnal and Seasonal Variation of Hemostatic Factors Rudnicka et al. Circulation 2007

N=220

Arbab-Zadeh A. Circulation 2014 Coronary Calcium Score and Mortality Arbab-Zadeh A. Circulation 2014

The Vulnerable Patient What we do know is that the affair is immensely complex with many factors at work, locally and systemically. Ultimately, the risk of an acute coronary event is the result of the interplay between the stimulus for thrombus in the coronary tree and the vulnerability of the system for clinically relevant vascular thrombosis. Some – but surely not all – factors are outlined here. It is important to note that many of these factors change in their effectiveness from minute to minute – making it exceedingly difficult the overall outcome. This is truly a disease of the patient and not of a local process in the coronary artery. The concept of the vulnerable patient fully applies. Arbab-Zadeh A et al. Circulation 2012

CORE Studies CorE64: international, multicenter study (N=371) on the accuracy of CT angiography vs. QCA for the diagnosis of CAD CORE320: international, multicenter study (N=381) on the accuracy of CTA/CTP vs. QCA and SPECT for the diagnosis of flow-limiting CAD 5-10 year follow up for incidence of cardiac death and MI Comparative effectiveness of imaging characteristics for predicting ACS What we do know is that the affair is immensely complex with many factors at work, locally and systemically. Ultimately, the risk of an acute coronary event is the result of the interplay between the stimulus for thrombus in the coronary tree and the vulnerability of the system for clinically relevant vascular thrombosis. Some – but surely not all – factors are outlined here. It is important to note that many of these factors change in their effectiveness from minute to minute – making it exceedingly difficult the overall outcome. This is truly a disease of the patient and not of a local process in the coronary artery. The concept of the vulnerable patient fully applies. Miller et al. NEJM 2008, Rochitte et al. Eur Heart J 2014

Conclusions Mechanisms leading to ACS are highly complex and underlie substantial temporal variability which hinder accurate prediction Integration of CAD characteristics and risk factors for vascular thrombosis into comprehensive models may identify individuals at risk Clinical studies are needed to isolate metrics of greatest predictive value in comparative analyses What we do know is that the affair is immensely complex with many factors at work, locally and systemically. Ultimately, the risk of an acute coronary event is the result of the interplay between the stimulus for thrombus in the coronary tree and the vulnerability of the system for clinically relevant vascular thrombosis. Some – but surely not all – factors are outlined here. It is important to note that many of these factors change in their effectiveness from minute to minute – making it exceedingly difficult the overall outcome. This is truly a disease of the patient and not of a local process in the coronary artery. The concept of the vulnerable patient fully applies.