CT-FFR對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄功能評(píng)價(jià)的臨床價(jià)值

池黎彤　劉挨師

CT-FFR對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄功能評(píng)價(jià)的臨床價(jià)值

池黎彤1劉挨師2*

CT冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)（CT-FFR）可無創(chuàng)性檢查冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。?，是一種結(jié)合了解剖與功能的檢查方法。CT-FFR是基于冠狀動(dòng)脈CT血管成像（CCTA）的影像數(shù)據(jù)測得的，具有CCTA和冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)（FFR）的優(yōu)勢。CT-FFR從解剖學(xué)方面評(píng)估病變的狹窄程度，同時(shí)可以從血流動(dòng)力學(xué)方面測定狹窄冠狀動(dòng)脈是否存在缺血及缺血的嚴(yán)重程度。綜述總結(jié)了CT-FFR的優(yōu)勢、診段效能及其臨床應(yīng)用。

冠心??；冠狀動(dòng)脈；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；CT血管成像；血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)

DOI:10.19300/j.2016.Z4078

冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病簡稱冠心?。╟oronary artery disease，CAD），其發(fā)病率不斷增高且發(fā)病年齡日趨年輕化，目前已成為危及人們生命的“隱形殺手”，因此對(duì)CAD的早期診斷、精準(zhǔn)治療已成為醫(yī)學(xué)界人士不懈追求的目標(biāo)。一直以來冠狀動(dòng)脈造影（coronary angiography，CAG）是冠狀動(dòng)脈血管形態(tài)評(píng)價(jià)的金標(biāo)準(zhǔn)。CAG可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈的解剖畸形及其阻塞性病變的部位、程度、范圍。但CAG反映冠狀動(dòng)脈病變的血流動(dòng)力學(xué)或生理學(xué)意義有限，特別是對(duì)于中度冠狀動(dòng)脈狹窄［1］。冠狀動(dòng)脈CT血管成像（coronary CT angiography，CCTA）、冠狀動(dòng)脈 MR血管成像（coronary MR angiography，CMRA）、血管內(nèi)超聲（intravascular ultrasound，IVUS）、光學(xué)相干斷層成像（optical coherence tomography，OCT）等亦是檢查冠狀動(dòng)脈的方法，但這些檢查方法只能提供冠狀動(dòng)脈的解剖學(xué)信息，包括粥樣硬化斑塊性質(zhì)分析和冠狀動(dòng)脈狹窄程度評(píng)價(jià)，而冠狀動(dòng)脈血管狹窄是否引起癥狀性心肌缺血，即是否存在血流動(dòng)力學(xué)的改變不得而知。由血管重建和強(qiáng)化藥物治療的臨床轉(zhuǎn)歸 （Clinical Outcomes UtilizingRevascularizationandAggressiveDrug Evaluation，COURAGE）研究項(xiàng)目的子項(xiàng)目分析得出，40%的受試者在CAG上顯示為冠狀動(dòng)脈顯著狹窄，但沒有誘發(fā)缺血或在單光子發(fā)射體層成像（singlephotonemissioncomputedtomography，SPECT）上僅有小的灌注缺損［2］，由此可見，CAG會(huì)過度評(píng)估病變的嚴(yán)重性。因此，確定冠狀動(dòng)脈病變的血流動(dòng)力學(xué)變化具有重要意義。這就需要利用冠狀動(dòng)脈功能學(xué)檢測方法來判斷冠狀動(dòng)脈狹窄是否對(duì)遠(yuǎn)端血流產(chǎn)生影響。

1　FFR的概念

1993年荷蘭科學(xué)家Nico pijls提出冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)（fractional flow reserve，F(xiàn)FR）的概念:狹窄冠狀動(dòng)脈支配區(qū)域心肌的最大血流量與理論上同一支冠狀動(dòng)脈無狹窄時(shí)心肌所能獲得的最大血流量的比值，可簡化為冠狀動(dòng)脈狹窄遠(yuǎn)端壓力和狹窄近端壓力的比值。FFR是冠狀動(dòng)脈狹窄的功能學(xué)指標(biāo)。

1.1FFR的測量方法及意義通過測定狹窄冠狀動(dòng)脈壓力來反映血流量的改變。測定前需要擴(kuò)血管藥物（腺苷、罌粟堿等）來誘發(fā)冠狀動(dòng)脈的最大充血反應(yīng)。然后由導(dǎo)引導(dǎo)管將壓力導(dǎo)絲由肘動(dòng)脈或者股動(dòng)脈送入到狹窄冠狀動(dòng)脈，壓力導(dǎo)絲通過狹窄病變后經(jīng)由其壓力感受器測量狹窄遠(yuǎn)端壓力（Pd），導(dǎo)引導(dǎo)管同步獲得近端壓力（Pa），即得出FFR=Pd/Pa［3］。正常血管，遠(yuǎn)端壓力和近端壓力相等，F(xiàn)FR等于1.0；血管存在狹窄時(shí)，狹窄遠(yuǎn)端血管壓力小于近端血管壓力，F(xiàn)FR＜1.0。大量臨床研究包括血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)與造影對(duì)多支血管病變?cè)u(píng)價(jià)比較（fractional flow reserve versus angiography in multivessel evaluation，F(xiàn)AME）得出FFR的臨界值是0.75。如果FFR＜0.75提示該病變有臨床干預(yù)意義；如果FFR＞0.8，提示該病變引起心肌缺血的可能性很小，僅需藥物治療；FFR數(shù)值在0.75～0.80之間時(shí)需要結(jié)合病人臨床情況及其他檢查結(jié)果綜合判斷是否考慮介入治療［4］。FFR能夠?yàn)榕R床診斷及治療提供重要信息并減少不必要的介入治療。在FAME研究中共納入1 005例多支病變的CAD病人，由FFR指導(dǎo)的血管重建相比由CAG引導(dǎo)的血運(yùn)重建，前者減少了冠狀動(dòng)脈支架不良事件發(fā)生率，同樣也減少了醫(yī)療成本［5-6］。

1.2FFR的局限性①FFR測量是有創(chuàng)性的，導(dǎo)引導(dǎo)管和壓力導(dǎo)絲在操作過程中可能會(huì)對(duì)血管造成損害；②FFR測量時(shí)服用擴(kuò)血管藥物，少數(shù)病人會(huì)有不良反應(yīng)；③FFR測量過程相關(guān)程序本身錯(cuò)誤及校準(zhǔn)不當(dāng)會(huì)影響FFR值的準(zhǔn)確性；④FFR測量時(shí)輻射劑量大且費(fèi)用昂貴，其費(fèi)用相當(dāng)于血管內(nèi)超聲的檢查費(fèi)用［6］。所以，尋找一種無創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)、能評(píng)估狹窄冠狀動(dòng)脈解剖及功能的“一站式”方法是急需解決的問題?；贑T的FFR（CT-FFR）無疑成為一種“理想”的工具。

2　CT-FFR原理

CT-FFR是將流體動(dòng)力學(xué)應(yīng)用于CCTA檢查，在靜息狀態(tài)下的CCTA影像數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，模擬出冠狀動(dòng)脈最大充血狀態(tài)，然后按傳統(tǒng)方法重建冠狀動(dòng)脈樹與心室肌結(jié)構(gòu)的三維模型，并以此來計(jì)算冠狀動(dòng)脈血流及壓力情況［7］。其中血流經(jīng)過納維-斯托克斯方程（Navier-Stokes equations）變換被模擬為牛頓流體，從而計(jì)算FFR值。通過在模型上整合血管壁的彈性，模擬冠狀動(dòng)脈的自身調(diào)節(jié)和血流量、腺苷介導(dǎo)下冠狀動(dòng)脈的最大充血狀態(tài)，將多種因素相互整合從而計(jì)算平均冠狀動(dòng)脈狹窄遠(yuǎn)端壓力與平均主動(dòng)脈壓力的比值［8］，即CT-FFR。

CT-FFR技術(shù)應(yīng)基于3個(gè)關(guān)鍵原則：①冠狀動(dòng)脈供血應(yīng)滿足靜息時(shí)心肌需求。堅(jiān)持這一原則，才能計(jì)算靜息時(shí)心肌所需冠狀動(dòng)脈總血流量；②休息時(shí)微循環(huán)阻力成反比而不是線性地正比于滋養(yǎng)血管的大??；③微循環(huán)可預(yù)先反映正常冠狀動(dòng)脈血流的最大充血狀態(tài)［9］。

3　CT-FFR的優(yōu)勢

CT-FFR是一種將解剖及功能評(píng)估結(jié)合為一體的冠狀動(dòng)脈病變檢測方法，它匯集了CCTA和FFR的諸多優(yōu)勢，對(duì)于甄別“罪犯”血管，指導(dǎo)血運(yùn)重建提供幫助，從而展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

3.1 解剖結(jié)合功能評(píng)估CT-FFR是一種將FFR分析與CCTA解剖成像相結(jié)合，可從解剖學(xué)-生理學(xué)角度評(píng)估病變的新技術(shù)。CCTA具有較高的時(shí)間及空間分辨力，可以直觀且準(zhǔn)確地提供冠狀動(dòng)脈的解剖學(xué)信息，具有可靠的陰性預(yù)測值。其同時(shí)可無創(chuàng)、重復(fù)地評(píng)價(jià)斑塊性質(zhì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈鈣化斑塊、非鈣化斑塊、混合斑塊。CCTA對(duì)冠狀動(dòng)脈鈣化性斑塊的評(píng)估準(zhǔn)確性較其他性質(zhì)斑塊要低，通常會(huì)過度評(píng)估冠狀動(dòng)脈鈣化斑塊導(dǎo)致狹窄的嚴(yán)重性。CT-FFR可檢測冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備 （coronary flow reserve，CFR）、血流剪切應(yīng)力等其他血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，可以通過分析血液流速，對(duì)冠狀動(dòng)脈旁路血管的血流停滯及血管功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而避免了CCTA對(duì)鈣化斑塊的過度評(píng)估。因此，CCTA被認(rèn)為是一種有潛在價(jià)值的冠狀動(dòng)脈成像方法［10］。由CCTA的影像數(shù)據(jù)計(jì)算得出的FFR可對(duì)病變部位的血流動(dòng)力學(xué)改變進(jìn)行評(píng)估，通過檢測狹窄冠狀動(dòng)脈來判斷所供應(yīng)心肌是否缺血及其嚴(yán)重性。CT-FFR不僅可以判斷病變冠狀動(dòng)脈的解剖形態(tài)，還可以對(duì)其進(jìn)行功能性評(píng)估。更重要的是，與傳統(tǒng)FFR相比，CT-FFR可對(duì)多支血管進(jìn)行測定并具有可重復(fù)性［11］。

3.2 無創(chuàng)性CT-FFR無需導(dǎo)絲進(jìn)行測量，故避免了測量過程中器械對(duì)血管的損害。利用CCTA進(jìn)行的影像掃描過程所受的輻射劑量低于傳統(tǒng)FFR測量過程。CT-FFR不需要誘發(fā)冠狀動(dòng)脈最大充血狀態(tài)，所以無需服用擴(kuò)血管藥物，避免了病人的不良反應(yīng)。

3.3與傳統(tǒng)FFR有良好的相關(guān)性基于前瞻性、隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)研究結(jié)果，F(xiàn)FR測定已經(jīng)成為評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈血管生理學(xué)功能的“金標(biāo)準(zhǔn)”［12］。采用解剖學(xué)CT血管成像確定血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù) （determination of fractional flow reserve by anatomic computed tomographic angiography，DeFACTO）的兩組研究證實(shí)［3］：①CCTA影像顯示前降支病變管腔狹窄率大于50%，CAG證實(shí)狹窄率為57%。由CCTA影像測得該病變的CTFFR值是0.62，有明顯血流動(dòng)力學(xué)改變，傳統(tǒng)FFR測量值是0.65。②右冠狀動(dòng)脈中段在CCTA影像上狹窄率大于50%，CAG顯示狹窄率為62%。CT-FFR測得值是0.87，與傳統(tǒng)FFR值0.86相近。因此，無創(chuàng)的CT-FFR有望代替有創(chuàng)性FFR而作為功能性評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈的金標(biāo)準(zhǔn)。

3.4模擬支架更真實(shí)冠狀動(dòng)脈狹窄可表現(xiàn)為多支多處，且冠狀動(dòng)脈狹窄的形狀差異較大。冠狀動(dòng)脈的狹窄程度與其CT-FFR值不呈線性關(guān)系，而是曲線樣改變。所以運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)方法和血流動(dòng)力學(xué)基本原理在簡化了的幾何模型上模擬病變冠狀動(dòng)脈，進(jìn)而考慮支架和病變冠狀動(dòng)脈擴(kuò)張產(chǎn)生的不規(guī)則變形、冠狀動(dòng)脈支架在狹窄血管內(nèi)擴(kuò)張過程、支架植入后血管和支架內(nèi)的血流狀況，使計(jì)算支架模型更加接近真實(shí)情況。降低支架擴(kuò)張對(duì)血管的損傷，提高臨床經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療（percutaneous coronary intervention，PCI）的療效及預(yù)后。

3.5較高的診斷效能CCTA可以直觀準(zhǔn)確地提供冠狀動(dòng)脈的解剖學(xué)信息，且能無創(chuàng)觀察導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈狹窄的斑塊性質(zhì)，但由于鈣化性斑塊的部分容積效應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致測量的冠狀動(dòng)脈狹窄管徑小于真實(shí)的管徑，從而高估病變狹窄程度。而CT-FFR的功能評(píng)估可改善這一問題。CT-FFR結(jié)合CCTA具有90%的敏感度［13］。一項(xiàng)多中心研究［14］對(duì)252例CAD病人進(jìn)行了比較分析，137例（54.4%）采用傳統(tǒng)FFR檢查證實(shí)存在顯著狹窄。通過對(duì)每例病人分析得出CT-FFR的診斷準(zhǔn)確度為73%（95%CI：67%～78%）、敏感度為90%（95%CI：84%～95%）、特異度為54% （95%CI：46%～83%）；其明顯高于單獨(dú)CCTA的診斷（準(zhǔn)確度50%、敏感度84%、特異度42%）。CT-FFR 與CCTA單獨(dú)成像相比，其不但無創(chuàng)且提高了診斷的準(zhǔn)確性。CT-FFR可以對(duì)引起血流動(dòng)力學(xué)改變的病變精確定位，對(duì)于引起心肌缺血的狹窄部位有較高的檢出率［15］。除此之外，CT-FFR對(duì)臨界病變（冠狀動(dòng)脈狹窄程度介于50%～70%）的診斷有重要意義。Pijls等［16］報(bào)道，在5年的隨訪中，CAD病人經(jīng)無創(chuàng)檢查證實(shí)存在臨界性狹窄但無缺血證據(jù)，預(yù)后評(píng)估指標(biāo)是FFR表明的心肌缺血，這些病人行PCI后其療效比FFR證實(shí)的無缺血的未進(jìn)行PCI的病人效果差。所以，對(duì)于冠狀動(dòng)脈解剖學(xué)上臨界病變是否行支架植入的證據(jù)尚有不足。冠狀動(dòng)脈狹窄程度容易受主觀因素的影響，且不能提供狹窄血管的血流動(dòng)力學(xué)信息。CT-FFR可從功能角度對(duì)冠狀動(dòng)脈臨界病變進(jìn)行評(píng)價(jià)。提供冠狀動(dòng)脈狹窄病人的心肌缺血情況為臨床植入支架提供支持［17-18］。

4　CT-FFR的臨床應(yīng)用

4.1評(píng)估缺血嚴(yán)重程度CT-FFR可以對(duì)冠狀動(dòng)脈臨界狹窄病變的缺血嚴(yán)重程度做出準(zhǔn)確評(píng)估［3］。在DeFACTO的研究中，對(duì)CAD病人的CT臨界狹窄程度的評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)CT-FFR的敏感度是CCTA的2倍多（82%比37%），同時(shí)特異度保持不變（66%）［19］。CT-FFR的高陰性預(yù)測值可作為成功排除可能需要血運(yùn)重建的臨界狹窄病變的有效方法［19-20］，從而指導(dǎo)臨床治療。

4.2同時(shí)行解剖學(xué)和功能學(xué)評(píng)估對(duì)于冠狀動(dòng)脈病變形態(tài)學(xué)不嚴(yán)重而臨床癥狀較重的病人，臨床醫(yī)師無法采用CCTA與CAG對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，而CT-FFR在對(duì)病變冠狀動(dòng)脈解剖學(xué)進(jìn)行評(píng)估的同時(shí)還可對(duì)其血流動(dòng)力學(xué)改變進(jìn)行評(píng)估，檢測是否存在心肌缺血，所以可參考CT-FFR決定是否行PCI。CT-FFR已被證實(shí)可減少冠狀動(dòng)脈支架的植入率，并改善心臟功能［21］，是臨床對(duì)冠狀動(dòng)脈病變的治療及預(yù)后評(píng)估的重要指標(biāo)。

4.3定位多支病變中的“罪犯”血管多支病變?cè)\斷的最終目的是找出引起心肌缺血的病變血管，并采取對(duì)應(yīng)治療措施。單純CAG無法準(zhǔn)確判斷出有功能意義的狹窄病變。多支病變中并非所有病變血管都會(huì)引起心肌缺血。Tonino等［22］發(fā)現(xiàn)FAME研究中509例CAG提示冠狀動(dòng)脈多支病變的病人中僅235例（46%）存在功能性的多支病變?？梢?，精準(zhǔn)定位“罪犯”血管后指導(dǎo)的血運(yùn)重建可以減少支架植入數(shù)目，降低醫(yī)療花費(fèi)，并可能減少需要搭橋的病人比例。對(duì)于多支病變的介入治療，CT-FFR具有重要的指導(dǎo)作用。

5　CT-FFR的局限性

CT-FFR的基礎(chǔ)是CCTA影像，CT影像質(zhì)量的影響因素包括錯(cuò)層偽影、運(yùn)動(dòng)偽影、冠狀動(dòng)脈的鈣化偽影和影像噪聲等。在DeFACTO研究中，11%的病人影像被判斷為無法評(píng)估而未納入研究。鑒于CT-FFR高度依賴CCTA影像建模，出色的影像質(zhì)量才能保證CCTA的測量［3］。除此以外，相對(duì)于傳統(tǒng)FFR，CT-FFR的診斷性能可能受到病人微循環(huán)個(gè)體差異的影響，個(gè)人的生理?xiàng)l件可能會(huì)影響如流體密度和黏度等假定參數(shù)［23］。CT-FFR后期數(shù)據(jù)處理耗時(shí)較長，大約需要幾個(gè)小時(shí)。目前，CT-FFR的評(píng)價(jià)僅限用于特定人群，這些病人均經(jīng)CAG檢查確診或患有潛在的冠狀動(dòng)脈疾?。?4］。因此，CT-FFR向更廣泛的CAD病人推廣并成為一種CCTA檢查重要的輔助手段仍在探索中。

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（收稿2016-01-11）

The clinical value of CT-FFR in the evaluation of the function of coronary artery stenosis

CHI Litong，LIU Aishi.Graduate School of Medical Sciences，Inner Mongolia Medical University，Hohhot 010050，China；Department of Radiology，Affiliated Hospital of Inner Mongolian Medical University

Fractional flow reserve derived from coronary computed tomography angiography（CT-FFR）is a noninvasive method for evaluation of coronary atherosclerotic artery disease（CAD）.It integratesthe advantages of coronary conputed tomography angiography（CCTA）and fractional flow reserve（FFR），and provides both anatomical and functional information of coronary artery.CT-FFR not only can assesse the degree of anatomical coronary artery stenosis，but also can determine whether presence of ischemia and the severity of ischemia.In this review we summarized the advantages and efficacy of CT-FFR and its clinical application.

Coronary artery disease；Coronary artery；Tomography，X-ray computed；Computed tomography angiography；Fractional flow reserve Int J Med Radiol，2016，39（3）：250-253

1內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)研究生院，呼和浩特 010050；2內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院CT室

劉挨師，E-mail：liuaishi@sina.com
*審校者