郭欣，李樹(shù)斌，張旭霞，郭槿桐

(1解放軍96605部隊(duì)醫(yī)院心血管內(nèi)科，通化 134002；2通化市中心醫(yī)院心血管內(nèi)科，通化 134002；3西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科，西安 710061)

冠狀動(dòng)脈CT血管成像(coronary computed tomography angiography,CCTA)指從外周靜脈注射對(duì)比劑，在X線下顯示冠狀動(dòng)脈狹窄的程度和范圍，是判斷冠狀動(dòng)脈有無(wú)狹窄的無(wú)創(chuàng)性檢查方法。冠狀動(dòng)脈造影(coronary angiography,CAG)進(jìn)一步增加了冠狀動(dòng)脈狹窄程度判斷的準(zhǔn)確性，但上述兩者僅能從解剖學(xué)上評(píng)估冠狀動(dòng)脈狹窄的嚴(yán)重程度，不能準(zhǔn)確判斷狹窄是否可引起功能性缺血[1,2]。血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(fractional flow reserve,FFR)是診斷冠狀動(dòng)脈病變是否引起心肌缺血的金標(biāo)準(zhǔn)，能對(duì)冠狀動(dòng)脈功能學(xué)進(jìn)行評(píng)估，但因其為有創(chuàng)性檢查且費(fèi)用高，限制了在臨床上的廣泛應(yīng)用[3,4]?；诠跔顒?dòng)脈CT的血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(fractional flow reserve based on coronary computed tomography angiography,FFRCT)實(shí)現(xiàn)了無(wú)創(chuàng)條件下功能學(xué)和解剖學(xué)的結(jié)合，對(duì)冠心病的診斷具有重要的意義，本文就FFRCT診斷冠心病的價(jià)值和臨床研究進(jìn)展作一綜述。

1 FFRCT基本原理

冠狀動(dòng)脈無(wú)明顯狹窄時(shí)冠狀動(dòng)脈血流自近端流向遠(yuǎn)端保持著血流傳導(dǎo)系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定，而冠狀動(dòng)脈狹窄時(shí)會(huì)引起病變遠(yuǎn)端壓力的下降，因此冠狀動(dòng)脈內(nèi)壓力的變化可代表冠狀動(dòng)脈狹窄病變對(duì)心肌灌注所造成的生理影響，通過(guò)測(cè)定冠狀動(dòng)脈內(nèi)壓力變化，可間接了解冠狀動(dòng)脈狹窄是否可引起心肌缺血。隨著壓力導(dǎo)絲的出現(xiàn)，荷蘭科學(xué)家Pijls等[5]于1993年首先提出了通過(guò)測(cè)定壓力變化推算冠狀動(dòng)脈血流的指標(biāo)——FFR，并將其定義為冠狀動(dòng)脈存在狹窄病變時(shí)應(yīng)用血管活性藥物使冠狀動(dòng)脈達(dá)到最大充血擴(kuò)張狀態(tài)，應(yīng)用壓力導(dǎo)絲測(cè)定狹窄冠狀動(dòng)脈所供血的心肌區(qū)域所能獲得的最大血流量與該血管供血區(qū)域理論上所能獲得的最大血流量比值。FFRCT是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬流體力學(xué)的原理，將計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(computational fluid dynamics,CFD)應(yīng)用于冠狀動(dòng)脈CT成像技術(shù)并計(jì)算出模擬的FFR數(shù)值，即首先獲得冠狀動(dòng)脈圖像，再利用計(jì)算機(jī)軟件根據(jù)冠狀動(dòng)脈解剖學(xué)信息模擬冠狀動(dòng)脈的血流動(dòng)力學(xué)情況。CFD技術(shù)可以利用CCTA圖像模擬計(jì)算冠狀動(dòng)脈血流流速、壁面剪切力和模擬FFR，通過(guò)對(duì)CCTA三維模型實(shí)施CFD技術(shù)，模擬出冠狀動(dòng)脈的血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，進(jìn)而利用得到的參數(shù)計(jì)算FFRCT[6,7]。FFRCT的計(jì)算無(wú)需改變冠狀動(dòng)脈CCTA的操作流程、圖像采集方式和藥物的應(yīng)用，也不會(huì)增加對(duì)比劑劑量和放射線劑量[6]，這種一站式檢查能從根本上避免不必要的CAG、FFR測(cè)量等有創(chuàng)性檢查帶來(lái)的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和不必要的血運(yùn)重建治療。

2 FFRCT診斷冠心病的價(jià)值及其臨床相關(guān)研究

目前關(guān)于FFRCT的臨床研究均是基于CCTA和壓力導(dǎo)絲測(cè)定FFR作為對(duì)照的方面，這些臨床研究多以FFR≤0.80作為功能性缺血的診斷標(biāo)準(zhǔn)，其結(jié)果一致顯示FFRCT對(duì)于冠狀動(dòng)脈狹窄和缺血的診斷及評(píng)價(jià)是準(zhǔn)確的，且與FFR相關(guān)性良好。同時(shí)FFRCT評(píng)估心肌缺血的Meta分析[8]也顯示CCTA聯(lián)合FFRCT對(duì)引起缺血的冠狀動(dòng)脈病變進(jìn)行檢測(cè)和排除，可有效提高CCTA對(duì)心肌缺血診斷的準(zhǔn)確性。

2.1 DISCOVER-FLOW研究

首個(gè)評(píng)估FFRCT計(jì)算結(jié)果對(duì)冠狀動(dòng)脈缺血性疾病診斷價(jià)值的多中心、前瞻性大型臨床研究[9]，納入了5個(gè)臨床中心的103例冠心病患者(CCTA提示至少有1支血管直徑狹窄≥50%)，所有患者均成功行FFR檢查，并根據(jù)CCTA影像資料計(jì)算出FFRCT，分別評(píng)價(jià)CCTA和FFRCT≤0.80在冠狀動(dòng)脈缺血性病變方面的診斷價(jià)值，結(jié)果顯示，相比于CCTA，F(xiàn)FRCT評(píng)價(jià)病變血管更顯優(yōu)勢(shì)[靈敏度(91.4%和87.9%)，特異度(82.2%和39.6%)，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值(73.9%和46.5%)，陰性預(yù)測(cè)值(92.6% 和88.9%)，準(zhǔn)確度(84.3%和58.5%)]，其中FFRCT識(shí)別狹窄處血流動(dòng)力學(xué)特征的特異度和準(zhǔn)確度比CCTA分別提高了42.4%和25.8%。將計(jì)算出的FFRCT數(shù)值與侵入性壓力導(dǎo)絲測(cè)量的FFR數(shù)值進(jìn)行Spearman相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)二者有較好的相關(guān)性(r=0.717,P<0.001)。綜合上述結(jié)果該研究提示FFRCT在辨別冠狀動(dòng)脈病變是否引起功能性缺血方面具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值，可以無(wú)創(chuàng)并準(zhǔn)確地判斷導(dǎo)致心肌缺血的冠狀動(dòng)脈病變。

2.2 DeFACTO研究

單獨(dú)采用受試者工作特征曲線下面積(area under curve,AUC)分析時(shí)，F(xiàn)FRCT診斷的敏感性和特異性均高于冠狀動(dòng)脈CCTA，這表明在臨界病變患者中FFRCT的診斷優(yōu)勢(shì)更加顯著。而DeFACTO研究[10]探討了CCTA聯(lián)合FFRCT對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄處血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)的評(píng)估和診斷功能性缺血的臨床價(jià)值，該研究納入17個(gè)研究中心的238例冠心病患者，患者均行CCTA和后續(xù)的FFRCT分析，然后進(jìn)一步行CAG和FFR檢查，以FFR≤0.80為診斷冠狀動(dòng)脈缺血的標(biāo)準(zhǔn)，研究結(jié)果顯示CCTA聯(lián)合FFRCT與單純CCTA診斷心肌局部血運(yùn)障礙的準(zhǔn)確率分別為73%和64%，前者靈敏度(90%和84%)和陰性預(yù)測(cè)值(84%vs72%)明顯提高，表明CCTA聯(lián)合FFRCT有效提高了診斷冠心病的準(zhǔn)確性，降低了假陰性率。該研究提示對(duì)于造成血流動(dòng)力學(xué)異常的冠狀動(dòng)脈病變，F(xiàn)FRCT在CCTA 的基礎(chǔ)上可進(jìn)一步提高診斷的準(zhǔn)確性，二者聯(lián)用對(duì)冠狀動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)改變的鑒別能力較單獨(dú)應(yīng)用CCTA顯著增加。

2.3 Heart Flow NXT研究

Heart Flow NXT研究同樣是一項(xiàng)多中心、前瞻性的臨床研究[11]，內(nèi)容是評(píng)估FFRCT對(duì)穩(wěn)定型冠心病患者的診斷價(jià)值，該研究納入的患者均口服硝酸酯類藥物以擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈，并采用更精確的CT三維重建技術(shù)進(jìn)行模擬，因此更能反映實(shí)際臨床情況下FFRCT診斷冠狀動(dòng)脈缺血性病變的價(jià)值。研究共納入254例患者，結(jié)果顯示FFRCT組患者特異度(79%和34%)、準(zhǔn)確度(81%和53%)、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值(65%和40%)以及AUC(0.90和0.81)均高于CCTA檢查組(P<0.001)。該研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)FFRCT可以提供限制冠狀動(dòng)脈血流及增加患者危險(xiǎn)性的冠狀動(dòng)脈生理學(xué)信息，且與FFR數(shù)值相關(guān)性良好，可以從解剖學(xué)和功能學(xué)兩方面評(píng)估冠狀動(dòng)脈狹窄病變的臨床意義。

3 FFRCT在冠狀動(dòng)脈臨界病變患者中的研究

FFRCT作為評(píng)估冠狀動(dòng)脈病變有無(wú)功能性缺血的無(wú)創(chuàng)性檢查方法，可以減少CAG和非獲益患者的血運(yùn)重建術(shù)，且臨界病變患者獲益更明顯[6,12]。Min等[13]將 FFRCT運(yùn)用于臨界病變的冠心病患者，發(fā)現(xiàn)FFRCT較CCTA診斷冠狀動(dòng)脈臨界病變導(dǎo)致心肌缺血的準(zhǔn)確度(86.4%和56.0%)、靈敏度(90.3%和90.0%)、特異度(82.9%和26.0%)、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值(82.4%和52.0%)和陰性預(yù)測(cè)值(90.6%和75.0%)更高，其中診斷臨界病變的特異度和陽(yáng)性預(yù)測(cè)值明顯提高，且FFRCT評(píng)價(jià)缺血病變的AUC與FFR數(shù)值同樣有較好的相關(guān)性(Spearman檢驗(yàn)相關(guān)系數(shù)r=0.95,P<0.001)。因此該研究者認(rèn)為FFRCT較CCTA提高了對(duì)臨界病變?cè)\斷的準(zhǔn)確性，可作為一種新的評(píng)估臨界病變是否導(dǎo)致心肌缺血的無(wú)創(chuàng)性檢查方法。該研究針對(duì)臨界病變患者的亞組分析顯示FFRCT的診斷能力也顯著高于CCTA，其診斷的準(zhǔn)確度、靈敏度、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%，整體優(yōu)于CCTA的 63%、34%、72%、27%、78%[14]。另一項(xiàng)關(guān)于Heart Flow NXT在冠狀動(dòng)脈臨界病變方面的研究結(jié)果同樣顯示[15]，F(xiàn)FRCT與CCTA診斷缺血性病變的準(zhǔn)確度為80%和51%，特異度為79%和32%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為63%和37%，且FFRCT值與FFR值同樣有較好的相關(guān)性(Pearson檢驗(yàn)相關(guān)系數(shù)r=0.82,P<0.0001)，進(jìn)一步顯示出FFRCT是一種新穎的、無(wú)創(chuàng)診斷臨界冠狀動(dòng)脈病變?nèi)毖臋z查方法。

國(guó)內(nèi)范迪等[16]根據(jù)CCTA相關(guān)影像數(shù)據(jù)計(jì)算了43例臨界病變患者(狹窄50%～70%)的FFRCT，并經(jīng)壓力導(dǎo)絲測(cè)定了其血管FFR值，分析報(bào)道了FFRCT評(píng)價(jià)血流儲(chǔ)備的準(zhǔn)確性及臨床應(yīng)用價(jià)值。該研究結(jié)果顯示FFRCT評(píng)價(jià)心肌缺血的準(zhǔn)確度、特異度、靈敏度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值分別為83.3%、89.3%、75.0%、83.3%，且FFRCT與FFR呈顯著相關(guān)(r=0.704，P<0.001)。同時(shí)N?rgaard等[11]分析也顯示兩者具有良好的一致性，AUC為0.871(95%CI0.770～0.973)，提示FFRCT能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)血流儲(chǔ)備，為冠狀動(dòng)脈臨界病變治療策略的選擇提供了重要的無(wú)創(chuàng)性檢查方法。

4 FFRCT的臨床應(yīng)用前景及局限性

DISCOVER-FLOW、DeFACTO及Heart Flow NXT研究均已證實(shí)與壓力導(dǎo)絲測(cè)定FFR相比，F(xiàn)FRCT能準(zhǔn)確地診斷和排除引起血流動(dòng)力學(xué)異常的冠狀動(dòng)脈病變，初步顯示了FFRCT對(duì)評(píng)估冠狀動(dòng)脈病變的功能學(xué)信息具有較高的臨床價(jià)值，尤其對(duì)于臨界病變顯著提高了診斷的準(zhǔn)確度和特異度，降低了假陽(yáng)性率，對(duì)冠心病患者病變嚴(yán)重程度的評(píng)估有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。李夢(mèng)夢(mèng)等[17]以我國(guó)自主研發(fā)的FFRCT檢測(cè)平臺(tái)為基礎(chǔ)，初步證實(shí)了FFRCT作為一種新的無(wú)創(chuàng)診療技術(shù)能夠識(shí)別冠狀動(dòng)脈缺血性病變，具有良好的臨床應(yīng)用前景。但是同其他影像學(xué)檢查一樣，F(xiàn)FRCT也有一定的局限性，如FFRCT模擬的冠狀動(dòng)脈充血狀態(tài)不能真實(shí)反映冠狀動(dòng)脈血管的彈性，這在一定程度上影響了FFRCT的準(zhǔn)確性；另外FFRCT計(jì)算量大，這就需要較長(zhǎng)時(shí)間的圖像處理和幾何建模，目前研究報(bào)道每例患者評(píng)價(jià)需要大約5～6 h，因此對(duì)需要得到及時(shí)評(píng)價(jià)的患者，其應(yīng)用是受限的[10]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，CCTA 檢查后即刻行CFD計(jì)算可能會(huì)極大地提高效率，從而使診斷價(jià)值進(jìn)一步提高。

5 小結(jié)

FFRCT結(jié)合了冠狀動(dòng)脈CCTA和FFR的優(yōu)勢(shì)，僅采用一項(xiàng)檢查就可以無(wú)創(chuàng)地從解剖學(xué)狹窄程度和功能性缺血程度兩方面評(píng)估冠狀動(dòng)脈病變。在導(dǎo)管檢查前利用FFRCT評(píng)估冠狀動(dòng)脈狹窄是否引起心肌功能性缺血，可以減少不必要的介入操作及因其帶來(lái)的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，并在冠心病診斷和指導(dǎo)治療策略的選擇上提供重要的臨床證據(jù)。另外，F(xiàn)FRCT對(duì)臨界性病變和多支血管病變患者的無(wú)創(chuàng)性功能學(xué)評(píng)價(jià)有望代替FFR成為冠狀動(dòng)脈病變功能性評(píng)估的首選。雖然FFRCT有廣泛的臨床應(yīng)用前景，且技術(shù)日益完善，但其在真實(shí)世界中的臨床普及應(yīng)用仍需大型臨床研究進(jìn)一步證實(shí)。