冠状动脉粥样硬化病变的进展直接导致心肌缺血和急性心血管事件。对冠状动脉斑块狭窄程度的准确判断和及时介入干预至关重要。目前临床广泛应用的冠状动脉CT血管造影(coronary computed tomography angiography, CCTA)被认为是无创评估冠状动脉病变的“金标准”之一, 可提供三维的冠状动脉解剖学狭窄数据。既往大量研究证实,冠状动脉的狭窄程度与心肌缺血和血流储备功能并不完全匹配,因此需要结合解剖狭窄和血流储备功能指标数据才能对病变缺血程度全面准确评价进一步作出合理的临床决策。
近年来,基于CCTA技术发展的血流储备分数CT成像(CT-FFR)为冠状动脉狭窄的无创功能学评价提供有效方法。CT-FFR是以静息CTA数据为基础,采用计算流体力学(CFD)方法模拟冠状动脉内血流与压力,再经过包括图像分割和冠状动脉树提取,微循环阻力估算,通过Navier-Stokes方程及计算流体力学评价,获取冠状动脉树任意一点的FFR值。CT-FFR不需要额外应用腺苷等药物,也不用冠状动脉FFR导丝介入操作,可以在不增加射线量的前提下提供无创“一站式”的解剖和功能评价。相比于有创FFR,在疑似胸痛人群的筛查以及多支血管病变PCI策略制定上更有优势。
目前最常用的是Heart Flow公司计算和数据处理系统。其中,DISCOVER-FLOW研究是首个评估CT-FFR诊断价值的多中心前瞻性临床研究。 该研究共纳入103例患者,CCTA检查至少1支冠状动脉狭窄≥50%。CT-FFR对冠状动脉狭窄病变预测的准确度(84.5% vs. 58.5%)、阳性预测值(73.9% vs. 46.5%)及阴性预测值(92.2% vs. 88.9%),均明显高于CCTA的诊断效果。CT-FFR与侵入性 FFR 也具有良好的相关性(r=0.678,P<0.001)。接下来的DeFACTO研究进一步增加了研究中心(17个中心)和纳入人群(252例患者,408处病变),评价 CT-FFR 与CCTA 对于中等程度病变(30%~69%)的诊断价值。 结果显示:CT-FFR 与 CCTA 相比,阴性预测值升高,因而可以有效地筛选需要血运重建的缺血病变,避免不必要的介入治疗。在最近的NXT研究中,采用了更精确的 CT 重建技术和CT-FFR分析软件(Version 1.4),并对CCTA 的操作流程进行严格质控,要求所有患者进行CCTA之前应用β受体阻滞剂,将心率控制在 65 次/分以下,并舌下应用硝酸甘油以充分扩张血管。该研究纳入一部分钙化积分(Agatston)大于400的患者,结果发现并不影响CT-FFR预测的准确性。同时由于在质控和分析软件等方面的提高,CT-FFR 的特异性明显优于既往的De FACTO和 DISCOVER-FLOW 研究,与有创FFR有更好的相关性(r=0.82,P<0.001)。近期来自荷兰的一项临床多中心研究发表在2017年JACC Cardiovascular Imaging,提出基于CTA进行心肌灌注成像结合无创FFR测量,可以提高诊断准确率从70%到79%。
除了筛查疑似胸痛患者,CT-FFR在预测冠状动脉支架置入前后血流改善和患者获益方面进行了探索。2014年发表于JACC:Cardiovascular Interventions的一篇文章,基于CT-FFR软件预测支架置入术能否改善冠状动脉血流储备功能。研究中显示某患者支架置入前后CT-FFR值分别为0.61和0.83,而有创FFR值分别为0.52和0.88,该患者从PCI术中获益;另一患者支架置入前后的CT-FFR预测值分别为0.78和0.80,而有创FFR值分别为0.71和0.79,该患者并不能从PCI治疗获益。 下一步还要在更多的PCI患者中进行临床验证。
综上所述,CT-FFR指导PCI治疗可减少不必要的诊断性冠状动脉造影检查和支架置入数量,有效避免有创FFR造成的冠状动脉痉挛和穿孔等并发症。同时还能在多支血管病变的治疗中,为靶病变的选择和血运重建的获益上提供依据。将来有望进一步扩展到外周血管和颅内动脉粥样硬化介入治疗中。