作者:李逸雯,李晶晶,王照谦,大连医科大学附属第一医院
冠状动脉疾病(coronary artery disease, CAD)的解剖和功能学信息是制定临床管理策略的重要依据。侵入性
近二十年来,冠状动脉
1.CT-FFR简介
侵入性FFR是在ICA引导下由压力导丝测得,以心肌最大充血状态下冠状动脉狭窄远端管腔平均压与升主动脉平均压的比值表示,FFR≤0.80被认为冠状动脉病变伴有心肌缺血。FFR能提供冠状动脉狭窄是否导致心肌缺血的功能学信息,对临床决策(药物治疗或血运重建)尤为重要。与ICA相比,基于FFR的血运重建策略近期或远期预后更好,心脏不良事件发生率更低。
CT-FFR是基于CCTA图像数据的计算机后处理技术,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)模拟冠状动脉血流动力学并计算FFR。首先基于CCTA图像数据构建血管三维模型并读取血管解剖学信息,模拟并计算血管微循环阻力在静息和最大充血状态下的变化,然后基于CFD原理对血管三维模型进行复杂运算,计算血管每个点位在静息和最大充血状态下的血流和压力并最终得出FFR。
近年来,随着CT-FFR分析软件的优化和升级,CT-FFR计算的速度更快且准确度更高。基于计算机深度学习的CT-FFR技术是对CCTA图像数据进行解剖学特征分析,基于CFD原理分析血管解剖学特征与FFR值的相关性,利用CCTA数据库进行训练,构建与CCTA解剖学特征相对应且更接近实际FFR值的模型并计算FFR。总体而言,基于CFD与基于计算机深度学习的CT-FFR软件对CAD特异性缺血的诊断效能相当。另外,人工智能技术也被用于CT-FFR计算,提升了CT-FFR计算的效率和准确度。
CT-FFR由CCTA图像数据衍生,既不需要额外CT扫描(不涉及X线辐射),也不需要额外使用
2.CT-FFR计算的影响因素
近年来,随着CT-FFR软件的优化和升级,CCTA不满足CT-FFR计算的比例已由33%降至2.9%。导致CT-FFR计算失败的原因多为快心率所致的运动伪影(占78%),其他少见原因包括心律不齐或
以侵入性FFR作为参考标准,由心室舒张期时相CCTA计算的CT-FFR准确度高于心室收缩期时相,尤其在侵入性FFR<0.70的CAD,CT-FFR与侵入性FFR更接近。基于迭代算法CCTA的CT-FFR计算速度与滤波反投影算法CCTA相比更快,但两者诊断效能无显著性差异。另外,基于锐利卷积核CCTA的CT-FFR检出CAD特异性缺血的准确度高于平滑卷积核CCTA。
CT-FFR测量位置影响其诊断效能。血管狭窄病变远端1~2 cm处的CT-FFR与病变特异性缺血的相关性最佳,其诊断效能高于狭窄病变血管远段CT-FFR。因冠状动脉狭窄后扩张导致血流速和压力变化,狭窄远端CT-FFR也许偏高,所以,狭窄近端和远端CT-FFR值之差(又称△CT-FFR)也被用于评估狭窄病变特异性缺血。△CT-FFR>0.12的指标用于检出狭窄病变特异性缺血的特异度高于CCTA、病变水平CT-FFR和血管最低CT-FFR。
Tsugu等对冠状动脉无明显狭窄(<20%)的83例患者进行了研究,结果表明,不仅血管腔某一点位与该血管开口的距离影响CT-FFR,而且左前降支或左回旋支与左主干的夹角也影响CT-FFR,31°和52.6°夹角可分别作为左前降支和左回旋支远段CT-FFR≤0.80的预测因子,该学者建议,在对CT-FFR进行解释时应考虑该夹角大小。
在由CCTA图像数据构建血管3D模型过程中,血管中心线和边界识别会受到钙化干扰并影响CT-FFR的诊断效能。有关计算机深度学习CT-FFR的一项研究显示,在各个水平钙化积分包括钙化积分高(>400)的被检者,CT-FFR对CAD特异性缺血识别的准确度和特异度均高于单纯CCTA,这也许是因为CT-FFR软件在血管3D建模过程中对钙化晕状伪影进行了校正。在临床工作中,CT-FFR在冠状动脉尤其严重钙化患者中检出病变特异性缺血将有助于临床决策。
3.CT-FFR在CAD心肌缺血评估中的应用
1)CT-FFR检出狭窄病变特异性缺血的适用人群
CT-FFR检出狭窄病变特异性缺血的敏感度为82%~91%,特异度为76%~96%。CT-FFR是基于CCTA图像数据后处理获得,CCTA提供的解剖学信息例如粥样硬化病变累及血管支数、狭窄程度、部位和范围等在一定程度上影响CT-FFR的适用性和增量价值。
一般而言,在CCTA显示冠状动脉正常或狭窄<30%的被检者,不需要计算CT-FFR,可接受药物治疗;在CCTA显示三支血管狭窄、左主干狭窄≥50%或左前降支狭窄≥70%的患者,在多数情况下不需要计算CT-FFR,可实施ICA和/或血运重建;在CCTA显示冠状动脉临界狭窄(30%~70%)以及左回旋支或右冠状动脉狭窄≥70%的患者,需要计算CT-FFR,CT-FFR适用于该类患者且对其临床决策具有重要价值,若CT-FFR正常(>0.80),可接受药物治疗,若CT-FFR异常(≤0.75),也许需要ICA和/或血运重建,这类患者的细小血管、血管远段或分支血管CT-FFR异常(≤0.75)一般不适合血运重建,可接受药物治疗。
在ICA之前行CT-FFR计算的患者中,存在非梗阻性病变仅为12%,而在ICA之前未行非侵入性功能学检查的患者中,存在非梗阻性病变为73%,仅对CT-FFR≤0.80的患者实施ICA将使ICA显示的非梗阻性病变减少44%且并未增加心脏不良事件。由此可见,CT-FFR能减少非必要的ICA。
2)CT-FFR在CAD临床决策中的应用
CCTA检出冠状动脉病变特异性缺血的特异度偏低,由其衍生的CT-FFR显著提高了其特异度并体现其增量价值。CT-FFR在冠状动脉多支病变临床决策中的价值备受关注。非侵入性解剖和功能学精准评估有助于为冠状动脉多支病变选择适宜的治疗方法。CT-FFR能提供有价值的冠状动脉病变功能学信息,能有效推迟ICA。
与低风险CAD患者相比,高风险CAD患者中ICA被取消的比例更高,基于CT-FFR的PCI/ICA比例高于单纯CCTA,分别为75%和45%。ADVANCE注册研究显示,与CT-FFR<0.80组患者(38.4%)相比,CT-FFR>0.80组患者中对1年内血运重建次数较少患者治疗策略修正占67%。
CT-FFR为多支病变或复杂病变的血运重建(PCI或CABG)决策提供有价值信息。该决策以往主要基于解剖学SYNTAX评分(<23分和>23分的患者分别接受PCI和CABG)。但基于功能学SYNTAX评分因其只纳入侵入性FFR<0.80的病变而更可靠。研究表明,与基于ICA SYNTAX评分相比,基于CT解剖学SYNTAX评分通常会高估,而基于CT的功能学SYNTAX评分与侵入性功能学SYNTAX评分相关。由此可见,非侵入性CT-FFR能用于规划血运重建策略并避免侵入性FFR。
SYNTAX III Revolution实验显示,与单纯CCTA相比,CCTA+CT-FFR改变了7%患者的治疗策略和12%患者的血运重建血管,14%~16%患者被重新归为SYNTAX评分更低的类别。RIPCORD实验显示,与单纯CCTA相比,CT-FFR导致36%患者的治疗策略(药物治疗、PCI或CABG)发生改变,最终PCI减少30%,PCI的靶血管发生变更占18%。治疗前的CT-FFR计算也减少了治疗期间对侵入性FFR的需要。
在临床上,0.75~0.80被认为是临界区或“灰区”CT-FFR,其临床管理策略(药物治疗、附加功能学检查、ICA或血运重建)尚存争议。“灰区”CT-FFR患者中存在心肌缺血占55%。对于“灰区”CT-FFR患者,应将CT解剖学信息(如病变累及血管及位置、斑块负荷以及高危斑块特征)与CT功能学信息(如△CT-FFR等)进行综合分析以便对其实施风险分层和个性化临床管理。一般而言,建议对具有高风险特征的“灰区”CT-FFR患者实施ICA,药物治疗适用于具有低-中风险特征的“灰区”CT-FFR患者。
研究表明,“灰区”CT-FFR的狭窄病变患者在血运重建后的预后并无改善,该研究者建议对这类患者实施3个月的药物治疗,若症状在3个月后消失,药物治疗可继续,若症状在3个月后仍存在,可考虑实施ICA。
3)CT-FFR在CAD多处狭窄或弥漫性病变心肌缺血评估中的价值
在CAD患者中,冠状动脉多处狭窄或弥漫性病变占25%~40%,由于病变血管复杂的血流动力学(血流速、压力等)特征,即使采用侵入性FFR技术,每处狭窄病变血流动力学意义的评估仍面临挑战,这主要是由于多处狭窄或弥漫性病变导致血管阻力增加,最近侧病变导致远侧管腔压力下降(在充血状态下更明显),容易低估单处狭窄的血流动力学意义。理论上侵入性△FFR应能做出更准确评估。但近期研究表明,△CT-FFR和侵入性△FFR均低估了单处狭窄在多处病变中的血流动力学意义。
在CAD多处狭窄或弥漫性病变患者,尽管CT-FFR可评估每一处血管狭窄的血流动力学意义并可用于规划PCI,但其准确度以及在这类患者临床决策中的价值仍需更多循证医学证据。
来源:李逸雯,李晶晶,王照谦.CT血流储备分数在冠心病心肌缺血评估中的应用[J].放射学实践,2024,39(07):977-980.
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