基于無創(chuàng)冠狀動(dòng)脈CT造影的血流儲備分?jǐn)?shù)在冠心病診治中的研究進(jìn)展

張旻　龔艷君

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·綜述·

基于無創(chuàng)冠狀動(dòng)脈CT造影的血流儲備分?jǐn)?shù)在冠心病診治中的研究進(jìn)展

張旻龔艷君

冠狀動(dòng)脈CT造影；血流儲備分?jǐn)?shù)；冠心病

冠心病目前是人們關(guān)注度最高的心血管疾病。臨床上影像學(xué)診斷冠心病最常用的方法有兩種：無創(chuàng)冠狀動(dòng)脈CT造影(coronary computed tomography angiography，CCTA)和有創(chuàng)冠狀動(dòng)脈造影(invasive coronary angiography，ICA)。然而，這兩種方法僅可以從解剖學(xué)角度評價(jià)冠狀動(dòng)脈是否狹窄及判斷狹窄的程度，并不能從血流灌注情況評價(jià)冠狀動(dòng)脈病變對心肌血供的影響。故單純依靠狹窄程度判斷是否引起心肌缺血并不十分可靠[1]。目前ICA在確定導(dǎo)致心肌缺血的罪犯血管及病變方面，尤其是對造影中的臨界病變，判斷尚存在困難。由于此種限制而導(dǎo)致的不確定性，可能會誘導(dǎo)醫(yī)師去處理無臨床意義的病變，或者沒有對引起心肌缺血的病變進(jìn)行處理，導(dǎo)致患者未得到有效治療[2]。有研究表明，對導(dǎo)致心肌缺血的冠狀動(dòng)脈病變進(jìn)行血運(yùn)重建，可以明顯緩解臨床癥狀、提高患者的生活質(zhì)量及降低長期心臟事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[3-5]。冠狀動(dòng)脈血流儲備分?jǐn)?shù)(fractional flow reserve，F(xiàn)FR)是指冠狀動(dòng)脈存在狹窄病變時(shí)，該區(qū)域最大血流量與不存在狹窄病變時(shí)所能獲得的最大血流量之比。目前，基于ICA的FFR是判斷冠狀動(dòng)脈狹窄是否引起心肌缺血的金標(biāo)準(zhǔn)[6]，但該操作需要經(jīng)導(dǎo)管測量，是有創(chuàng)的診斷方法，重復(fù)性受到限制，且存在X線輻射、費(fèi)用高等問題，因而臨床普及尚存在困難。近年，基于CCTA的血流儲備分?jǐn)?shù)(fractional flow reserve based on CT imaging，F(xiàn)FRCT)評估方法正成為評價(jià)冠狀動(dòng)脈病變功能學(xué)意義、判斷病變是否導(dǎo)致心肌缺血的一種新型無創(chuàng)技術(shù)。同時(shí)，F(xiàn)FRCT檢查不需要改變原有CCTA的圖像采集方案，不需要使用藥物輔助，也不增加放射劑量[7]，受到國內(nèi)外心內(nèi)科及影像科醫(yī)師的廣泛關(guān)注。

1　FFRCT的原理

在靜息狀態(tài)下以CCTA的影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，模擬冠狀動(dòng)脈最大充血狀態(tài)，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。其中血流通過納維-斯托克斯方程變換，被模擬為牛頓流體，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)算出各支血管FFR的結(jié)果[8]。

2　FFRCT的相關(guān)研究

2.1DISCOVER-FLOW研究

DISCOVER-FLOW研究[9]是一項(xiàng)多中心、前瞻性地評價(jià)FFRCT準(zhǔn)確性的研究。該研究將FFRCT與有創(chuàng)的FFR進(jìn)行比較，共納入了來自3個(gè)國家、4個(gè)中心的103例疑似或確診冠心病的患者，共評估了159支冠狀動(dòng)脈病變血管。入組條件為CCTA檢查顯示至少一支主要冠狀動(dòng)脈血管(內(nèi)徑>2.0 mm)存在≥50%的狹窄，并均進(jìn)行了FFRCT與有創(chuàng)的FFR測定。主要排除標(biāo)準(zhǔn)為非心臟疾病導(dǎo)致預(yù)期壽命<2年、妊娠、血肌酸酐≥1.7 mg/dl、心率≥100次/min、嚴(yán)重心律失常、既往接受過冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)(coronary artery bypass graft，CABG)等。以有創(chuàng)FFR≤0.80作為引起心肌缺血的診斷標(biāo)準(zhǔn)。比較顯示：在血管層面上，F(xiàn)FRCT診斷有意義的導(dǎo)致缺血病變的準(zhǔn)確度為84.3%，敏感度為87.9%，特異度為82.2%，陽性預(yù)測值為73.9%，陰性預(yù)測值為92.2%；CCTA狹窄≥50%診斷心肌缺血的準(zhǔn)確度為58.5%，敏感度為91.4%，特異度為39.6%，陽性預(yù)測值為46.5%，陰性預(yù)測值為88.9%。FFRCT與CCTA診斷缺血性狹窄病變的受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線下面積(area under curve，AUC)分別為0.90和0.75(P=0.001)。在患者層面上，F(xiàn)FRCT診斷缺血病變的準(zhǔn)確度為87.4%，敏感度為92.6%，特異度為81.6%，陽性預(yù)測值為84.7%，陰性預(yù)測值為90.9%；而CCTA診斷的準(zhǔn)確度為61.2%，敏感度為94.4%，特異度為24.5%，陽性預(yù)測值為58.0%，陰性預(yù)測值為80.0%。FFRCT與CCTA診斷缺血性狹窄病變的AUC分別為0.92和0.70(P=0.0001)。同時(shí)，在CCTA顯示狹窄程度為50%～69%的47支血管中，有12支(25.5%)經(jīng)有創(chuàng)FFR測定為缺血相關(guān)血管。而對這些血管，F(xiàn)FRCT診斷的準(zhǔn)確度、敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別為83.0%、66.7%、88.6%、66.7%和88.6%。假陰性結(jié)果的血管共4支，其有創(chuàng)FFR值均在0.75～0.80的灰區(qū)內(nèi)。對FFRCT及有創(chuàng)FFR檢查的相關(guān)性研究顯示，F(xiàn)FRCT值和有創(chuàng)FFR值具有較好的相關(guān)性，Spearman秩相關(guān)=0.717，P<0.0001；Pearson相關(guān)系數(shù)=0.678，P<0.0001。該研究結(jié)果顯示，同CCTA比較，F(xiàn)FRCT對導(dǎo)致心肌缺血的病變的診斷準(zhǔn)確度有顯著提高。而與有創(chuàng)FFR較好的相關(guān)性表明，F(xiàn)FRCT可成為判斷缺血病變的一種可靠的無創(chuàng)影像學(xué)方法。

2.2DeFACTO研究

DeFACTO研究[10]是另一項(xiàng)評價(jià)FFRCT在判斷缺血病變方面應(yīng)用的多中心、前瞻性研究。該研究納入了來自5個(gè)國家、17個(gè)中心的252例疑似或確診冠心病的患者，共評估407支血管。排除標(biāo)準(zhǔn)包括既往接受過冠狀動(dòng)脈支架置入術(shù)、近期可疑的急性冠狀動(dòng)脈綜合征、既往植入人工起搏器、人工瓣膜置換、血肌酸酐>1.5 mg/dl、既往接受過CABG及嚴(yán)重心律失常等。該研究同樣以有創(chuàng)FFR≤0.80作為引起心肌缺血的診斷標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果顯示：在患者水平上，與有創(chuàng)FFR比較，F(xiàn)FRCT和CCTA診斷缺血病變的準(zhǔn)確度、敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別為73%、90%、54%、67%、84%和64%、84%、42%、61%、72%。FFRCT及CCTA診斷缺血病變的AUC值分別為0.81和0.68(P<0.001)。FFRCT判斷病變?nèi)毖臏?zhǔn)確度(73%，95%CI67%～78%)雖然并未達(dá)到試驗(yàn)預(yù)期所設(shè)定的主要目標(biāo)，即FFRCT診斷引起缺血病變準(zhǔn)確度的95%CI范圍的下限值>70%，但仍顯著高于單純應(yīng)用CCTA檢查的準(zhǔn)確度64%。并且FFRCT與有創(chuàng)FFR結(jié)果同樣具有較好的相關(guān)性(Pearson相關(guān)系數(shù)0.63)。上述結(jié)果與DISCOVER-FLOW研究[9]的結(jié)果一致，顯示出了無論從血管層面還是從患者層面，同單純應(yīng)用CCTA比較，F(xiàn)FRCT有助于提高冠心病患者缺血病變的診斷準(zhǔn)確度。

同時(shí)，對于該研究中CCTA檢查為中度狹窄(30%～69%)病變的150支血管進(jìn)行亞組分析[11]發(fā)現(xiàn)：FFRCT和CCTA診斷缺血病變的準(zhǔn)確度、敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別為69%、74%、67%、41%、90%和63%、34%、72%、27%、78%。在患者層面上，F(xiàn)FRCT及CCTA診斷缺血病變的AUC值分別為0.81和0.50(P=0.0001)。并且FFRCT與有創(chuàng)FFR仍具有一定程度的相關(guān)性(r=0.50，P<0.0001)，表明在中等程度狹窄水平，F(xiàn)FRCT比CCTA有較好的診斷缺血病變能力。

2.3HeartFlowNxT研究

HeartFlowNxT研究[12]是另一項(xiàng)國際多中心、前瞻性、關(guān)于FFRCT在冠狀動(dòng)脈缺血病變診斷方面應(yīng)用的研究。該研究共納入10個(gè)中心、251例患者，測量了484支血管。排除標(biāo)準(zhǔn)包括既往接受過PCI或CABG術(shù)、可能的急性冠狀動(dòng)脈綜合征、試驗(yàn)30 d以內(nèi)的心肌梗死、體重指數(shù)>35 kg/m2等。與DISCOVER-FLOW研究[9]和DeFACTO研究[10]不同的是，HeartFlowNxT研究[12]應(yīng)用了更新的FFRCT分析軟件；統(tǒng)一了CCTA檢查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提高圖像質(zhì)量和計(jì)算機(jī)三維模擬冠狀動(dòng)脈血管模型質(zhì)控；并在各個(gè)中心分別進(jìn)行FFRCT分析，而不是像之前由統(tǒng)一的核心試驗(yàn)室來分析FFRCT數(shù)據(jù)。因此，該研究更能反映FFRCT在實(shí)際臨床應(yīng)用下的診斷價(jià)值。研究結(jié)果[13]顯示：以有創(chuàng)FFR為金標(biāo)準(zhǔn)，在血管層面上，F(xiàn)FRCT診斷缺血病變的準(zhǔn)確度、敏感度、特異度、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為86%、84%、86%、61%、95%，而CCTA分別為65%、83%、60%、33%、92%。在患者層面上，F(xiàn)FRCT診斷的準(zhǔn)確度、敏感度、特異度、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為81%、86%、79%、65%、92%，CCTA分別為53%、94%、34%、40%、92%。FFRCT值同有創(chuàng)FFR值有良好的相關(guān)性(Pearson相關(guān)系數(shù)r=0.82，P<0.0001)。同時(shí)，對于中等程度狹窄病變(30%～70%)，F(xiàn)FRCT診斷缺血病變的準(zhǔn)確度、敏感度、特異度、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為80%、85%、79%、63%、92%。AUC值方面，無論在血管層面上(0.90比0.81，P=0.0008)還是在患者層面上(0.93比0.79，P<0.0001)，F(xiàn)FRCT均顯著優(yōu)于CCTA。該研究同樣表明了FFRCT較單純CCTA檢查提高了特異度，降低了假陽性率，且FFRCT能正確診斷出CCTA示假陽性中68%的患者和67%的病變血管，降低了臨床誤診率，提高了ICA的效率。

2.4PLATFORM研究

PLATFORM研究[14]是一項(xiàng)多中心、前瞻性隊(duì)列研究。共納入11個(gè)中心、584例患者，這些患者均為新發(fā)胸痛，既往無冠心病史，且被臨床醫(yī)師考慮為可能存在冠心病。排除標(biāo)準(zhǔn)包括急性冠狀動(dòng)脈綜合征、既往明確診斷為冠心病、存在CCTA禁忌等。該研究將上述患者分為計(jì)劃行有創(chuàng)檢查組及計(jì)劃行無創(chuàng)檢查組，每一組均再分為傳統(tǒng)檢查亞組和CCTA/FFRCT指導(dǎo)亞組。主要終點(diǎn)為計(jì)劃行有創(chuàng)檢查組在90 d內(nèi)行ICA術(shù)但顯示為無明顯狹窄的患者比例，次要終點(diǎn)為計(jì)劃行無創(chuàng)檢查組在90 d內(nèi)行ICA術(shù)但顯示為無明顯狹窄的患者比例。狹窄病變定義為經(jīng)有創(chuàng)測定FFR值≤0.80或有創(chuàng)FFR值>0.80但定量冠狀動(dòng)脈造影(quantitative coronary angiography，QCA)顯示狹窄≥50%。結(jié)果顯示：計(jì)劃行有創(chuàng)檢查組的患者中，傳統(tǒng)檢查亞組100%(187/187)的患者都進(jìn)行了ICA術(shù)，其中，137例(73.3%)經(jīng)有創(chuàng)FFR或QCA證實(shí)無明顯狹窄；而在CCTA/FFRCT指導(dǎo)亞組，只有39.4%(76/193)的患者接受了ICA，其中也僅有31.6%(24/76)經(jīng)有創(chuàng)FFR或QCA證實(shí)無明顯狹窄。兩者的風(fēng)險(xiǎn)差異為60.8%，P<0.0001(圖1)。同時(shí)，兩亞組患者受到的放射劑量無顯著差異。計(jì)劃進(jìn)行有創(chuàng)檢查組患者在CCTA/FFRCT指導(dǎo)下取消ICA的患者中，無一例在90 d觀察期內(nèi)出現(xiàn)主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events，MACE)。而在次要終點(diǎn)方面兩組的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。該研究表明，應(yīng)用CCTA/FFRCT策略可以減少相當(dāng)一部分沒有明顯狹窄的胸痛患者接受ICA操作。

ICA，有創(chuàng)冠狀動(dòng)脈造影圖1　PLATFORM研究計(jì)劃ICA組接受ICA檢查證實(shí)無明顯狹窄的比例

3　FFRCT的社會經(jīng)濟(jì)學(xué)獲益

Hlatky等[15]研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用FFRCT同樣可帶來一定的社會經(jīng)濟(jì)學(xué)效益。該研究的病例資料來源于DISCOVER-FLOW研究[9]人群。研究者將該人群冠心病診療策略分為5組：第1組ICA/Visual組，直接行ICA且根據(jù)ICA目測結(jié)果指導(dǎo)行PCI治療；第2組ICA/FFR組，直接行ICA但根據(jù)有創(chuàng)FFR值(FFR≤0.80)指導(dǎo)PCI治療；第3組CCTA/ICA/Visual組，先行CCTA檢查，若病變狹窄≥50%再行ICA且根據(jù)ICA目測結(jié)果指導(dǎo)PCI治療；第4組CCTA/ICA/FFR組，先進(jìn)行CCTA檢查，若病變狹窄≥50%再行ICA且根據(jù)有創(chuàng)FFR值(FFR≤0.80)指導(dǎo)PCI治療；第5組CCTA/FFRCT/ICA組，先行CCTA檢查，病變狹窄≥50%患者再行FFRCT，對于FFRCT≤0.80患者再行ICA且根據(jù)ICA結(jié)果指導(dǎo)PCI治療。比較5組對冠心病的診療策略所需的醫(yī)療費(fèi)用和臨床事件(1年的死亡或心肌梗死)發(fā)生率。研究顯示：第1組，即ICA/Visual組所需的醫(yī)療費(fèi)用最高，平均達(dá)10 702美元；而第5組，即CCTA/FFRCT/ICA組所需的醫(yī)療費(fèi)用最低，平均7674美元。同臨床上應(yīng)用最廣泛的ICA/Visual策略相比，應(yīng)用CCTA/FFRCT/ICA策略指導(dǎo)PCI可減少30%的醫(yī)療費(fèi)用。主要原因是減少了需要接受ICA的患者數(shù)量和對未引起缺血的病變行PCI治療的血管數(shù)量。同時(shí)該研究還發(fā)現(xiàn)，對于1年事件的發(fā)生率，ICA/Visual組1年事件風(fēng)險(xiǎn)為2.63%，而應(yīng)用FFR技術(shù)的三組，即第2、4、5組1年事件的發(fā)生率均較第1組有顯著降低，分別為1.96%、2.06%、2.31%。該結(jié)果表明，應(yīng)用CCTA/FFRCT/ICA策略可降低1年事件風(fēng)險(xiǎn)12%。該項(xiàng)研究結(jié)果表明：應(yīng)用FFRCT技術(shù)，可降低冠心病平均醫(yī)療費(fèi)用，同時(shí)改善患者的預(yù)后，使患者獲益達(dá)到最大。

而另一項(xiàng)針對PLATFORM項(xiàng)目的研究[16]也得出了類似的結(jié)論。在PLATFORM研究原分組不變的情況下分析4組患者所需的醫(yī)療費(fèi)用，并應(yīng)用西雅圖心絞痛問卷、EuroQOL及視覺模擬量表比較4組患者90 d的生活質(zhì)量。結(jié)果顯示，在計(jì)劃接受ICA的患者中，應(yīng)用FFRCT指導(dǎo)組的平均醫(yī)療費(fèi)用顯著低于傳統(tǒng)組(7343美元比10 734美元，P<0.0001)。并且即使將FFRCT的費(fèi)用權(quán)重上調(diào)至7倍于CCTA時(shí)，F(xiàn)FRCT指導(dǎo)組費(fèi)用仍低于傳統(tǒng)檢查組。而對于計(jì)劃行無創(chuàng)檢查的患者，兩組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。生活質(zhì)量方面，在90 d時(shí)，所有組別的生活質(zhì)量均有顯著提高(P<0.0001)，但在計(jì)劃行無創(chuàng)檢查的患者中，F(xiàn)FRCT指導(dǎo)組比傳統(tǒng)檢查組提高的幅度更大(西雅圖心絞痛問卷：19.5比11.4，P=0.003；EuroQOL：0.08比0.03，P=0.002；視覺模擬量表：4.1比2.3，P=0.82)。而對該研究的長期隨訪[17]顯示，比較上述4組患者在1年時(shí)的醫(yī)療費(fèi)用及生活質(zhì)量，結(jié)果顯示：計(jì)劃接受ICA的患者中，應(yīng)用FFRCT指導(dǎo)組在1年時(shí)的平均醫(yī)療費(fèi)用比傳統(tǒng)檢查組降低33%(8127美元比12145美元，P<0.0001)。同時(shí)在1年時(shí)，所有組別的生活質(zhì)量均有顯著提高，但除EuroQOL之外，另兩種評估方式(西雅圖心絞痛問卷及視覺模擬量表)的提升程度各組之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在計(jì)劃行無創(chuàng)檢查的患者中，F(xiàn)FRCT指導(dǎo)組的EuroQOL比傳統(tǒng)檢查組提高的幅度更大(0.12比0.07，P=0.02)。

上述兩項(xiàng)研究結(jié)果表明，對于疑診冠心病的患者，在接受ICA檢查前應(yīng)用FFRCT檢查，無論是從短期還是長期來看均可以顯著降低平均檢查費(fèi)用，同時(shí)對患者生活質(zhì)量的改善會更加明顯。

4　FFRCT的局限性

FFRCT作為近年新興的無創(chuàng)評價(jià)冠狀動(dòng)脈病變對血流動(dòng)力學(xué)影響的檢查手段，同時(shí)結(jié)合了CCTA及FFR的優(yōu)勢，可以在一定程度上指導(dǎo)臨床醫(yī)師的工作。但同其他新興技術(shù)一樣，存在著一定的局限性。(1)FFRCT應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬冠狀動(dòng)脈充盈狀態(tài)，并不能完全模擬真實(shí)的冠狀動(dòng)脈血管，不同患者冠狀動(dòng)脈血管彈性不一，而應(yīng)用同一模型勢必會降低準(zhǔn)確性。(2)FFRCT對于CCTA的圖像質(zhì)量要求較高，而實(shí)際應(yīng)用中諸多因素都會影響CCTA的圖像質(zhì)量，同時(shí)其測量計(jì)算目前耗時(shí)較長，在一定程度上限制了其應(yīng)用。(3)目前各項(xiàng)大型臨床研究納入標(biāo)準(zhǔn)均較嚴(yán)格，在既往發(fā)生過心肌梗死，或已接受過PCI或CABG治療的患者中尚無臨床數(shù)據(jù)，限制了臨床應(yīng)用的廣泛性。(4)上述FFRCT研究均存在同有創(chuàng)FFR相比，F(xiàn)FRCT會輕度低估病變程度的問題，對臨床應(yīng)用方面產(chǎn)生的影響尚不清楚。

5　小結(jié)

FFRCT作為一種新出現(xiàn)的無創(chuàng)評價(jià)冠狀動(dòng)脈病變對血流動(dòng)力學(xué)影響的技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的有創(chuàng)FFR有著良好的相關(guān)性，同時(shí)又具有無創(chuàng)、可重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)勢。而比傳統(tǒng)單純CCTA又有準(zhǔn)確性高、假陽性率低等諸多優(yōu)勢。同時(shí)應(yīng)用FFRCT指導(dǎo)冠心病的檢查及治療可以顯著降低患者的醫(yī)療費(fèi)用，改善預(yù)后及提高患者生活質(zhì)量。這一新技術(shù)必將有廣闊的應(yīng)用前景。但仍需要進(jìn)一步的技術(shù)改進(jìn)及臨床驗(yàn)證。

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關(guān)于論文中對圖表的要求

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10.3969/j.issn.1004-8812.2016.09.011

100034北京，北京大學(xué)第一醫(yī)院心內(nèi)科

龔艷君，Email：gongyanjun111@163.com

R541.4

2016-06-27)