徐少坤（綜述） 韓戰(zhàn)營(yíng)（審校）

血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)CT成像的最新進(jìn)展及應(yīng)用前景

徐少坤（綜述） 韓戰(zhàn)營(yíng)（審校）

冠狀動(dòng)脈狹窄；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；冠狀血管造影術(shù)；血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)；血管成形術(shù)，經(jīng)腔，經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈；綜述

冠狀動(dòng)脈狹窄程度與心肌缺血之間的關(guān)系較為復(fù)雜，對(duì)于臨界和多支病變是否行介入治療應(yīng)該進(jìn)行形態(tài)學(xué)和功能學(xué)評(píng)價(jià)。既往研究顯示，對(duì)于冠狀動(dòng)脈造影證實(shí)有30%～49%的輕度狹窄，約22%的病變并不引起缺血癥狀；即使冠狀動(dòng)脈造影顯示管腔狹窄介于50%～69%的病變中，僅27%可以引起缺血癥狀[1-2]。因此，僅根據(jù)定量冠狀動(dòng)脈造影評(píng)估病變狹窄是不可靠的，有必要尋找一種可以同時(shí)對(duì)病變的血流動(dòng)力學(xué)及解剖學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法。

在經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療（percutaneous coronary intervention，PCI）過(guò)程中，評(píng)估冠狀動(dòng)脈狹窄病變的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)是血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)（fractional flow reserve，F(xiàn)FR），其測(cè)量是在冠狀動(dòng)脈血管達(dá)到最大充血狀態(tài)時(shí)，利用帶有壓力感受器的導(dǎo)絲精確測(cè)量狹窄病變遠(yuǎn)端的壓力數(shù)值，其與近端壓力的比值即為FFR[3]。FFR反映了心外膜冠狀動(dòng)脈狹窄對(duì)血流動(dòng)力學(xué)的影響，是評(píng)價(jià)病變功能學(xué)的可靠指標(biāo)。DEFER研究和FAME研究證實(shí)，F(xiàn)FR指導(dǎo)的PCI治療可以減少醫(yī)療費(fèi)用及不必要的再次血運(yùn)重建[4-5]。目前臨床廣泛使用的評(píng)估冠狀動(dòng)脈解剖學(xué)狹窄的方法主要為冠狀動(dòng)脈CT血管造影（coronary computed tomography angiography，CCTA），它是從外周大靜脈注射造影劑，使冠狀動(dòng)脈在X線下顯影，評(píng)估血管狹窄的程度和范圍[6]，它同樣不能識(shí)別病變是否引起心肌缺血。近年，CCTA技術(shù)及計(jì)算機(jī)流體力學(xué)的進(jìn)步為血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)CT成像（CT-FFR）的出現(xiàn)提供了條件。CT-FFR的應(yīng)用使得臨床醫(yī)師可以從常規(guī)冠狀動(dòng)脈CT血管造影中獲得狹窄病變處的FFR值，提高診斷成功率，而且不額外應(yīng)用腺苷等藥物及增加射線量，為治療提供豐富的信息，迅速獲得了廣泛關(guān)注。本文對(duì)CT-FFR的最新進(jìn)展及應(yīng)用作一綜述。

1 CT-FFR的定義

CT-FFR的出現(xiàn)將解剖學(xué)和血流動(dòng)力學(xué)融合在一起，這一新技術(shù)的產(chǎn)生需要符合3個(gè)技術(shù)條件：①患者在靜息條件下冠狀動(dòng)脈供血滿足心肌需求；②靜息狀態(tài)下微循環(huán)阻力與相關(guān)血管管徑呈非線性相反關(guān)系；③可以預(yù)估微循環(huán)的最大充血狀態(tài)。從CCTA的原始資料獲得冠狀動(dòng)脈樹(shù)的三維模型，并通過(guò)CCTA構(gòu)建的特異性心臟模型，借助計(jì)算機(jī)分別得出心室肌厚度、左心室心肌重量、冠狀動(dòng)脈血流信息及冠狀動(dòng)脈血流阻力等數(shù)據(jù)。然后通過(guò)Navier-Stokes方程（描述黏性不可壓縮液體動(dòng)量守恒的方程）及計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法，整合血管壁彈性、腺苷介導(dǎo)的最大充血狀態(tài)，通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用Heartflow公司的軟件處理數(shù)據(jù)，獲得最終的結(jié)果[7-8]。CT-FFR可以提供無(wú)創(chuàng)的“一站式”解剖生理評(píng)估，更為重要的是，與傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)相比，它可以提供引起缺血的相關(guān)狹窄的狹窄系數(shù)，因此具備了識(shí)別罪犯血管的優(yōu)勢(shì)，從而協(xié)助醫(yī)師在臨床工作中更簡(jiǎn)單快捷地區(qū)分出哪些患者及病變亟需進(jìn)一步進(jìn)行冠狀動(dòng)脈造影檢查和介入治療[9]（圖1）。

圖1 應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)及CCTA圖像數(shù)據(jù)得出相應(yīng)血管FFR數(shù)值（摘自 http://heartflow.com/technology/）

2 CT-FFR對(duì)功能性狹窄的診斷意義

DISCOVER-FLOW研究是首個(gè)評(píng)估CT-FFR診斷價(jià)值的多中心臨床試驗(yàn)，共納入103例患者，其CCTA檢查至少有1支冠狀動(dòng)脈狹窄≥50%，研究結(jié)果顯示，在血管層面，CTFFR診斷引起心肌缺血的狹窄病變的準(zhǔn)確度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值及陰性預(yù)測(cè)值均明顯高于CCTA狹窄≥50%的診斷效果（分別為84.3%和58.5%、73.9%和46.5%、92.2%和88.9%），尤其是CT-FFR的診斷特異度（82.2%）較CCTA（39.6%）提高了1倍；而且CT-FFR與侵入性FFR具有良好的相關(guān)性（r=0.678，P＜0.001）[10]。盡管該研究中CT-FFR的診斷準(zhǔn)確率并未達(dá)到預(yù)期結(jié)果，但這種非侵入性的功能學(xué)檢測(cè)方法對(duì)于具有血流動(dòng)力學(xué)意義的病變的診斷價(jià)值較CCTA、冠狀動(dòng)脈造影有極大的提升，能精確識(shí)別和排除引起心肌缺血的狹窄病變。

DeFACTO研究以侵入性FFR為標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)CT-FFR與CCTA對(duì)于中等程度病變（30%～69%）的診斷價(jià)值[11]。該研究納入252例疑似冠心病的患者，進(jìn)行CCTA、CT-FFR、冠狀動(dòng)脈造影及侵入性FFR檢查，結(jié)果顯示，CT-FFR對(duì)中等程度病變的診斷準(zhǔn)確度、敏感度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值及陰性預(yù)測(cè)值分別為71%、74%、67%、41%、90%，明顯優(yōu)于CCTA的63%、34%、72%、27%、78%[12]。Meijboom等[13]研究發(fā)現(xiàn)，CCTA易高估病變的狹窄程度，從而導(dǎo)致不必要的冠狀動(dòng)脈造影及血運(yùn)重建。而CT-FFR與CCTA相比，陰性預(yù)測(cè)值升高，因而可以有效地篩選需要血運(yùn)重建的缺血病變，避免不必要的介入治療。然而，CT-FFR的高陰性預(yù)測(cè)值可能會(huì)掩蓋一些具有血流動(dòng)力學(xué)意義的狹窄，因此還需要大規(guī)模臨床試驗(yàn)驗(yàn)證。

NXT研究評(píng)價(jià)了CT-FFR與CCTA診斷冠狀動(dòng)脈缺血的價(jià)值，該多中心、前瞻性研究共納入254例患者，且CCTA顯示主要冠狀動(dòng)脈狹窄程度為30%～90%[14]。該研究結(jié)果顯示，在患者水平，CT-FFR診斷心肌缺血的準(zhǔn)確度、敏感度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值及陰性預(yù)測(cè)值分別為81%、86%、79%、65%、93%；在血管水平分別為86%、84%、86%、61%、95%。該項(xiàng)研究中CT-FFR的特異性明顯優(yōu)于既往的DeFACTO研究和DISCOVER-FLOW研究，因其采用了更精確的CT重建技術(shù)和更先進(jìn)的CT-FFR設(shè)備，并對(duì)CCTA的操作流程及圖像質(zhì)量進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量控制，要求所有患者進(jìn)行CCTA之前應(yīng)用β受體阻滯劑，將心率控制在65次/min以下，并舌下應(yīng)用硝酸甘油以充分?jǐn)U張血管。該結(jié)果還顯示，CT-FFR與FFR有良好的相關(guān)性（r=0.82，P＜0.001）。該研究進(jìn)一步證實(shí)CT-FFR的結(jié)果可以提供那些真正限制冠狀動(dòng)脈血流及增加患者危險(xiǎn)性的病變的生理信息，它結(jié)合了CCTA和FFR的優(yōu)勢(shì)，無(wú)需額外接受影像學(xué)檢查或藥物，與侵入性FFR相關(guān)性良好，可以從結(jié)構(gòu)和功能方面評(píng)估冠狀動(dòng)脈狹窄[15]。

CT-FFR也可以用于指導(dǎo)PCI治療。Kim等[16]納入44例CCTA顯示有缺血病變的冠心病患者，CT顯示主要冠狀動(dòng)脈血管狹窄＞50%，分別測(cè)量PCI術(shù)前的CT-FFR、侵入性FFR及PCI術(shù)后的CT-FFR、侵入性FFR數(shù)值，結(jié)果顯示PCI術(shù)前應(yīng)用CT-FFR預(yù)測(cè)缺血的準(zhǔn)確度為77%，敏感度為85.3%，特異度為57.1%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為83%，陰性預(yù)測(cè)值為62%，治療術(shù)后CT-FFR預(yù)測(cè)殘余缺血的準(zhǔn)確度為90%，敏感度為100%，特異度為90%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為50%，陰性預(yù)測(cè)值為100%。

心肌負(fù)荷CT灌注成像是一種臨床常用的冠心病檢測(cè)方法。Gaemperli等[17]比較了心肌腺苷負(fù)荷CT灌注成像與CCTA診斷冠狀動(dòng)脈狹窄的準(zhǔn)確性，結(jié)果顯示應(yīng)用腺苷負(fù)荷心肌CT灌注成像對(duì)冠狀動(dòng)脈病變進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)評(píng)估的準(zhǔn)確性高，且與CCTA具有良好的相關(guān)性。與應(yīng)用腺苷負(fù)荷心肌CT灌注成像對(duì)冠狀動(dòng)脈病變進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)評(píng)估相比，CT-FFR仍具有較大優(yōu)勢(shì)。首先，CT-FFR技術(shù)是基于CT形成的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，其計(jì)算并不影響普通冠狀動(dòng)脈CT血管造影的過(guò)程，不需要額外應(yīng)用任何藥物（如腺苷），不額外增加射線量；其次，由于在負(fù)荷灌注成像中，灌注減少可能由冠狀動(dòng)脈狹窄引起，也可能是微循環(huán)障礙所致，故無(wú)法準(zhǔn)確定位。而CT-FFR可以提供心外膜狹窄缺血指數(shù)，它能夠精確定位引起功能性缺血的病變部位，從而提高病變檢測(cè)的特異性。

3 CT-FFR的局限性

盡管CT-FFR具有諸多優(yōu)勢(shì)，但其目前仍不能取代有創(chuàng)FFR測(cè)定，其原因?yàn)椋孩賹?duì)于連續(xù)性病變，CT-FFR的診斷價(jià)值有限；對(duì)于彌漫、多支、多處病變，侵入性FFR可以進(jìn)行回撤，通過(guò)壓力階差判斷罪犯病變，而CT-FFR則不具備此項(xiàng)功能，因?yàn)樽顕?yán)重的病變會(huì)掩蓋其他病變，而且也不能夠在處理完最嚴(yán)重的病變后再次行回撤檢查鑒別其余罪犯血管。②CT-FFR尚不能應(yīng)用于PCI術(shù)中，盡管CT-FFR可以判斷有無(wú)缺血、哪支血管缺血，但無(wú)法在導(dǎo)管室內(nèi)評(píng)測(cè)即時(shí)支架術(shù)后效果，不能立即指導(dǎo)醫(yī)師作出決定，因此CT-FFR的意義體現(xiàn)在對(duì)疑似冠心病患者的初篩。③CT-FFR成像受到多種因素的影響。因?yàn)镃T-FFR的測(cè)量需要精確的解剖模型，任何影響CT成像的因素（如鈣化、運(yùn)動(dòng)以及偽影）均會(huì)導(dǎo)致CT-FFR值的波動(dòng)，因此行該項(xiàng)檢查前可以通過(guò)應(yīng)用β受體阻滯劑減慢心率及心率變異性，或通過(guò)舌下含化硝酸甘油充分?jǐn)U張冠狀動(dòng)脈，最大程度地減小對(duì)CT成像的影響[16-19]。④不同人群生理狀態(tài)對(duì)于血管擴(kuò)張藥物的反應(yīng)性不同，會(huì)造成CT-FFR結(jié)果的準(zhǔn)確度下降。正常情況下，血液密度及血液黏稠度對(duì)CT-FFR影響較小，但當(dāng)患者心肌處于嚴(yán)重缺血狀態(tài)時(shí)，會(huì)造成血液黏稠度下降，從而對(duì)CT-FFR的數(shù)值產(chǎn)生影響[20]。⑤CT-FFR適用人群局限。既往研究選取的人群均為疑似冠心病且病情穩(wěn)定的患者，并未涉及既往行冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)或者懷疑有支架內(nèi)再狹窄的患者，或者30 d內(nèi)出現(xiàn)急性心肌梗死的人群，因此既往研究結(jié)果是否可以推廣尚無(wú)相關(guān)研究。⑥對(duì)于心肌梗死后處于急性期的患者，因狹窄病變遠(yuǎn)端部分心肌細(xì)胞缺血壞死，微循環(huán)血管床水腫，影響腺苷等藥物的擴(kuò)血管效應(yīng)，易高估CT-FFR數(shù)值，限制了CT-FFR的應(yīng)用范圍。

4 CT-FFR的應(yīng)用前景

CT-FFR結(jié)合了CCTA和FFR的優(yōu)勢(shì)，是一種無(wú)創(chuàng)性的解剖和功能學(xué)檢測(cè)方法。DISCOVER-FLOW、DeFACTO及NXT研究均已證實(shí)與侵入性FFR相比，CT-FFR能準(zhǔn)確地診斷和排除血流動(dòng)力學(xué)異常的冠狀動(dòng)脈狹窄病變，為進(jìn)一步血運(yùn)重建治療提供依據(jù)。

CT-FFR減少了不必要的冠狀動(dòng)脈造影和介入治療，避免了侵入性FFR造成的冠狀動(dòng)脈痙攣、穿孔等并發(fā)癥，無(wú)需額外應(yīng)用藥物及影像學(xué)檢查，也未增加放射劑量，具有廣闊的應(yīng)用前景。①CT-FFR通過(guò)Navier-Stokes方程變換將血流速度與壓力聯(lián)系在一起[21]，因此檢測(cè)過(guò)程中可以獲得關(guān)于冠狀動(dòng)脈血流速度的相關(guān)數(shù)值，進(jìn)而可以預(yù)測(cè)介入干預(yù)后動(dòng)脈壓力及血流速度的變化，還能夠檢測(cè)冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)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(guò)分析血液流速，對(duì)冠狀動(dòng)脈旁路血管的流動(dòng)停滯及血管功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。②CT-FFR與FFR具有良好的相關(guān)性，提供充分的功能學(xué)診斷信息，并針對(duì)性地給予治療，但對(duì)于CT-FFR指導(dǎo)的PCI治療是否可以降低支架內(nèi)再狹窄率仍缺乏相關(guān)研究。③Kocaman等[22]研究ΔFFR與MACE事件發(fā)生的相關(guān)性，其中ΔFFR=（基礎(chǔ)FFR－最大充血狀態(tài)FFR）×102，結(jié)果顯示ΔFFR＜10、10～15、＞15時(shí)MACE事件發(fā)生率分別為73%、44%、11%，CT-FFR與FFR具有良好的相關(guān)性，因此可以進(jìn)行CT-FFR指導(dǎo)的介入治療減少M(fèi)ACE事件的相關(guān)研究。④CT-FFR也可以擴(kuò)展至外周血管、腦、腎血管疾病等其他應(yīng)用范圍，并可以確定狹窄血管是否具有血流動(dòng)力學(xué)意義，并對(duì)干預(yù)治療的獲益進(jìn)行評(píng)估。

綜上所述，CT-FFR可以無(wú)創(chuàng)性地鑒別心肌缺血的存在，減少不必要的介入治療，而且可以定位罪犯血管的部位，為血運(yùn)重建提供依據(jù)，因此有廣泛的臨床應(yīng)用前景。

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2014-10-06

2015-02-11

（本文編輯 張春輝）

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科 河南鄭州 450052

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