[OCC2013]FFR与FFRCT的研究现状与应用

戴能，徐亚伟

尽管冠状动脉造影在评估冠状动脉狭窄方面仍处于基石地位，但血管内超声（intravascular ultrasound scanning, IVUS）检查和尸解研究证实了冠脉造影的确存在缺陷。斑块形态的复杂性、偏心性狭窄以及缺乏生理学信息都限制了其评估的准确性。为了弥补这些不足，90年代初，Pijls等首次提出血流储备分数（fractional flow reserve, FFR）这一概念，FFR作为一种新兴的生理学指标用于评估临界病变、指导多支病变的血管成形术和支架植入。而近来通过CT数据重建冠状动脉模型并运用计算机血流模拟的方法获得无创的FFR即FRCT又使FFR发展进入了崭新的时代。

FFR

基本理论

存在狭窄时心肌获得的最大血流量（Qs）与理论上没有狭窄时心肌获得的最大血流量（Qn）之比即心肌血流储备分数（FFRmyo）。

FFRmyo=Qs/Qn

由于在生物体内测量血流量比较困难，故用压力（P）替代血流量。根据欧姆定律，当阻力（R）恒定时，回路的压力梯度与血流量成比例：

欧姆定律：R=P/Q 或者 Q=P/R

因此，方程1：FFRmyo=Qs/Qn=（Ps/Rs）/（Pn/Rn），其中，Ps，Rs为血管存在狭窄时的压力和阻力，Pn，Rn为正常血管内的压力和阻力。

进一步，Ps定义为狭窄远端的平均压（Pd）减去平均静脉压（Pv）。这里的Pv指估测的心肌毛细血管灌注压。同样，Pn定义为狭窄近端的平均压（Pa，主动脉压）减去Pv。当最大程度充血时，存在狭窄血管床的阻力Rs和正常血管床的阻力Rn达到最小值，且两者大小相当。因此，FFRmyo=Qs/Qn=[（Pd-Pv）/R]/ [（Pa-Pv）/R]

即方程2：FFRmyo=（Pd-Pv）/（Pa-Pv）

如果静脉压很小，即方程3：FFRmyo=Pd/Pa。

当已知冠脉边缘压力（Pw）时，冠状动脉的驱动压可将Pw取代Pv来表示。因此冠状动脉血流储备分数FFRcor定义为 方程4：FFRcor=（Pd-Pw）/（Pa-Pw）。

很明显，FFRmyo和FFRcor之差等于FFRcoll。根据推论：FFRmyo考虑了侧枝循环。

方程5：FFRcoll=（Pw-Pv）/（Pa-Pv）。

动物模型验证FFR

Pijls等在犬动物模型中通过与多普勒超声对比证实了FFR的有效性。在5只有不同程度冠脉狭窄的狗中，他们测量了静息状态和充血状态下的Pa，Pd，Pv和Pw。使用中等量去甲肾上腺素和硝普钠后重复测量上述指标。测得的FFRmyo，FFRcor和FFRcoll相关性良好（r=0.98±0.02）。

人体中验证FFR

在病人中验证FFRmyo的复杂性主要来源于准确定义缺血比较困难。FFRmyo≤0.75和其他无创性检查确定的缺血比较吻合。

DeBruyne发现和阴性运动试验较为吻合的FFR低限为0.72。60名心功能正常、单支冠脉狭窄的冠心病患者进行负荷运动试验。23名应激试验阴性的病人中有16名FFRmyo≥0.72。37名应激试验阳性的患者FFRmyo均小于0.72。

Pijls等找出了FFRmyo能诊断缺血的上限。他们研究了与上述类似的60名应激试验阳性、准备接受PCI治疗的病人。PCI后一周再次进行应激试验，其中56名病人的结果为阴性，他们被认为是术前真正存在缺血的患者。所有缺血病人PCI前FFR<0.74PCI后FFR>0.74。

Pijls根据这些数据在1996年发表了标志性研究，作者认为在稳定性心绞痛的单支病变患者中，FFRmyo<0.75能很好地诊断缺血。FFRmyo<0.75诊断缺血的特异度为100%，敏感度为88%，准确度为93%。

FFRCT

基本理论

FFRCT的基本理论和FFR类似，只是其压力为在三维重建的冠状动脉中获得。非侵入性的评估血流储备分数（FFRCT）是一种崭新无创性检测体系，它为医生提供了一个可以比冠状动脉CT更精确地评估哪些病灶需要侵入性检查的方式。它先以冠脉CTA获得冠脉三维图像，再用计算机以专用的软件根据冠状动脉解剖学信息模拟冠脉血流情况，计算出模拟的FFR值。

研究进展与展望

 最近两项临床试验研究结果使医学界普遍关注FFRCT在冠脉狭窄诊断的临床价值。为了评估FFRCT在诊断冠脉显著狭窄的血流动力学改变方面的诊断价值，研究者设计进行了这类试验。研究的主要终点评估为CT结合FFRCT是否能提高总体患者的诊断准确性。如果用有创的FFR检测为参照，用CT合并无创FFRCT对疑似或确诊冠心病的稳定患者而言，其诊断特异性、敏感性、准确性、分辨率均高于单独使用CT来判断有无冠心病。研究人员认为FFRCT可以成为一个重要的用来有效地识别高度的狭窄和确定病变的血流动力学意义的工具。

 DISCOVER-FLOW试验确证，通过CCTA计算无创获得的FFR（FFRCT）不仅无需额外影像检查或药物，与造影时测定的FFR相关性良好，这种一体化技术能从根本上避免不必要的冠脉血管造影与血运重建治疗。DeFacto试验结果也清楚地表明，在冠状动脉CT中，FFRCT结果的分析提供了那些真正限制血流及增加病人危险性的病变的生理信息。FFRCT结合了冠脉CTA和FFR的优势，可以从结构和功能两方面来评估冠状动脉狭窄，成为一种提供冠脉病变解剖学和功能学信息的崭新无创性检测体系。然而，CT-FFR也不是没有问题，首先FFR测量的基石为最大程度充血，并且真实的血管是有弹性的，根据CT图像重建的冠状动脉模型是否能够达到这一要求；其次目前CT-FFR的研究人群都是未植入支架的冠心病患者，其在植入支架的患者中是否依然有效，诊断效能如何，都是今后需要解决的问题； 再者，正如FFR经历的FAME和FAMEII研究，我们也需要类似的研究来证实CT-FFR指导介入治疗是否安全有效。但不管如何，CT-FFR这一崭新的技术的确给冠心病的早期诊断带来了新的希望，若大规模临床研究证实其安全、有效，其必将有广阔的应用前景。