基于CT血流储备分数指导冠心病诊疗进展

谭 宽 胡允兆

广东医科大学研究生院，广东省湛江市 524023

冠状动脉粥样硬化心脏病简称冠心病，是指冠脉发生粥样硬化引起管腔狭窄或闭塞，导致心肌缺血缺氧或坏死而引起的心脏病。冠心病作为危害人类健康的重大疾病之一，其发病率有不断增高及发病年龄日趋年轻化的趋势[1]。目前，对冠心病的早期诊断、精准治疗是广大临床工作者的不懈追求。众所周知，自20世纪50年代后期冠脉造影问世以来，其一直是冠状动脉血管形态评价的“金标准”。与此同时，冠状动脉CT血管造影也作为无创评估冠状动脉狭窄的方法在临床上得以广泛应用。但无论是冠脉造影抑或是冠脉CTA均只能提供冠脉解剖学上的评估，既提供冠脉狭窄程度的诊断，对于其是否造成心肌缺血或心肌坏死并不能进一步提示，尤其是对中度狭窄的冠脉。依托于冠脉CTA影像结果的评估冠脉血流动力学的CT-FFR技术，为广大临床医师提供详细的冠状动脉功能及解剖病理学方面的信息，同时协助制订冠心病治疗策略及预后评估。现本文就其研究背景、优势、局限性及其临床价值进行综述。

1 CT血流储备分数的研究背景

由于冠脉CTA及冠脉造影技术的出现，人们对冠心病的诊疗水平显著提高，与此同时，随着心脏支架植入术的进展，尤其是药物支架的出现，心脏支架普及率迅速增高，但并非所有植入心脏支架的患者均能从中获益，同时越来越多的研究证实冠脉CTA及冠脉造影提示的冠脉狭窄并不一定引起心肌缺血[2]。COURAGE研究结果显示约半数在冠脉造影上显示为冠状动脉显著狭窄的患者并没有诱发心肌缺血或在SPECT上仅有小的灌注缺损[3]。其他诸如FAME研究[4]、DEFER研究[5]等研究提示对于部分造影提示冠脉狭窄的患者行支架植入治疗并未获益，与此同时，这些研究更是引入了FFR的概念，提示对于FFR>0.8的患者行支架植入治疗并不能使其症状改善或预后获益。关于FFR的定义最早由Pijls等人于1993年首次提出，即狭窄冠状动脉支配区域心肌的最大血流量与理论上正常冠状动脉心肌所能获得的最大血流量的比值[6]。基于此原理，对冠状动脉病变的血流动力学变化的研究兴起了热潮，利用冠状动脉功能学检测方法来判断冠状动脉狭窄是否对远端血流产生影响亦受到了广泛认可。先后经过DEFER研究[5]、FAME研究[4]、COURAGE研究[3]、FAMEⅡ研究[7]等证实FFR对冠心病的诊断以及治疗策略的制定有着无与伦比的优势，逐渐确立了FFR对冠脉病变功能学评估的“金标准”。目前欧洲对于FFR的应用是IA推荐[8]，美国对于FFR的推荐等级是ⅡA[9]，2019年中国PCI治疗指南[10]指出，对于稳定型冠心病，应对FFR<0.8的狭窄病变进行干预，这些指南均将FFR值作为冠脉病变是否需要支架干预的重要依据。虽然FFR值对指导冠心病治疗策略的制定有着重要作用，但实际上因FFR值的测定需要在冠脉造影下应用腺苷等扩血管药物使冠脉充分充盈并应用特定的导丝进行压力测定，具有一定的有创性、导丝价格昂贵、术中应用扩血管药物可能导致不良反应及延长介入手术时间的局限，使得FFR的临床应用较低。因此，需要一种无创、经济的方法评估狭窄冠状动脉解剖及功能，结合了冠脉CTA解剖结构及血流储备分数的CT-FFR技术兴起并迅速引起了研究热潮。

2 CT血流储备分数的概念、原理

由冠状动脉CTA提供原始图像，应用计算流体动力学技术(Computational fluid dynamics，CFD)模拟狭窄冠状动脉在静息及药物作用下的血流动力学状态，得到冠状动脉血流动力学数据，然后应用超级计算机软件数据分析，创建一个可以显示冠状动脉血液流速及压力的冠状动脉模型，计算出狭窄冠脉的FFR值[11]。

3 CT血流储备分数的临床研究

CT血流储备分数是一种将冠脉解剖及功能评估结合为一体的无创冠脉病变检测方法，具备了冠脉CTA和血流储备分数的优势，对于识别狭窄血管、指导血运重建展现出巨大优越性。首先，基于目前的临床研究证实CT血流储备分数对于冠脉狭窄引起的心肌缺血具有良好的诊断效能，尤其是在中重度冠脉狭窄方面。2011年发表了第1个关于CT-FFR对稳定性心绞痛的诊断性能的国际多中心研究，DISCOVER-FLOW研究[12]以FFR为心肌缺血诊断标准，纳入103例患者(159支冠脉)，对比CT-FFR与冠脉CTA对心肌缺血的诊断效能，结果显示CT-FFR对引起心肌缺血的狭窄病变评估的准确性、特异性、阳性预测值及阴性预测值均明显高于冠脉CTA。随后2012年发表的DeFACTO研究[13]，仍以FFR为心肌缺血诊断标准，进一步揭示CT-FFR对中度冠脉狭窄病变的诊断性能较冠脉CTA更为优越。2014年公布的NXT研究[14]因采用了新的计算机软件及行冠脉CTA检查前口服β受体阻滞剂控制心室率、硝甘扩张冠脉，不仅证实CT-FFR对冠心病有较高的诊断效能，同时使得CT-FFR诊断狭窄冠脉病变的特异性较前显著增高。不仅如此，以上研究均采用FFR作为心肌缺血诊断标准，结果均表明了CT-FFR与FFR具有良好的相关性。

其次，近年来大量研究证实CT血流储备分数对于冠心病的治疗策略亦有重大的指导意义。2015年公布的PLATFORM研究[15]是首次评估CT-FFR临床应用效果的连续性队列研究，该研究结果提示结合CT-FFR可减少冠心病患者侵入性导管造影检查及进一步支架植入率。另一个较著名的研究为2018年Leipsic等人公布的ADVANCE研究[16]，该研究纳入5 083冠心病患者并进一步评估CT-FFR对冠心病患者治疗决策、后续侵入性导管造影率、血运重建和心脏不良事件的影响。结果提示冠脉CTA+CT-FFR的治疗策略极大地减少了冠心病患者进一步侵入性导管造影检查及血运重建率，并且对于心血管死亡或梗死的发生风险亦有较大的影响。由于我国对于CT血流储备分数的引入较晚，目前国内尚未有关于CT-FFR的较大型的多中心研究，但近期由于CT-FFR的研究热度逐渐上升及CT-FFR计算机软件的升级，国内亦有多家医院开始开展CT-FFR的临床研究，亦公布了一些喜人的单中心研究结果[17]。

4 CT血流储备分数的临床应用

4.1 CT-FFR的优势 CT-FFR作为一种将解剖及功能评估结合为一体的冠状动脉病变影像学检查方法，它汇集了冠脉CTA和FFR的诸多优势，对于甄别冠脉狭窄就及指导冠心病的治疗策略制定提供帮助，从而展现出良好的应用前景。首先，作为结合了冠脉CTA对于冠脉“解剖学”狭窄的诊断以及血流储备分数对于冠脉病变血流动力学改变的“功能学”评估，CT-FFR使得对于冠脉病变的诊断准确性增高，并扩充了冠心病的认识，使得人们进一步跨入“造影后时代”，并且使得人们对于冠心病治疗策略的制定得到更多的循证依据，极大减少医疗资源的浪费。其次，通过DISCOVER-FLOW研究[12]、DeFACTO研究[13]、NXT研究[14]等临床研究的结果公布，我们知道CT-FFR与FFR有着良好的相关性，可以作为替代FFR对冠脉“功能学金标准”的无创检查方式。由于CT-FFR技术无须诱导丝及使用的造影剂较冠脉造影少，这极大减轻了医疗费用及继发的造影剂副作用，这使得患者的依从性提高。同时，CT-FFR无须诱发冠脉最大血流状态，故对于应用扩管药物引起的不良反应也就无从谈起。

4.2 CT-FFR的局限性 虽然目前结合了冠脉CTA及血流储备分数的CT-FFR技术将冠脉解剖及功能评估综合起来，极大地提高了我们对冠脉病变的诊断的效能及为我们对冠脉病变治疗措施的干预提供了重要的信息，但CT-FFR技术本身并非完美无缺的，该技术本身也存在一定的局限性。(1)CT-FFR的准确性对冠脉CTA影像图像的要求较高：CT血流储备分数的基础是冠脉CTA数据，高质量的冠脉CTA图像数据是获得准确CT-FFR值的关键。在DeFACTO研究[13]中就有约1/10的患者因冠脉CTA影像图像未达标被排除。但是，好的冠脉CTA影像学图像不仅取决于优秀的影像科医师，同时对患者的心率以及冠脉CTA影像设备等均相关。这就要求加大对影像科医师的培训及购入更为先进的影像学设备，使得医疗投入增加。(2)CT-FFR适用人群范围较窄：CT-FFR技术是基于冠脉CTA成像后对冠脉血流动力学信息的分析，传统的CT-FFR计算软件对冠脉血流动力学信息分析、重组等处理的时间大约需要几个小时，这使得CT-FFR主要应用于稳定型心绞痛患者，而且，目前涉及研究所选取的人群均为稳定型冠心病患者。值得兴奋的是，目前，随着计算软件的更新换代，在保留其分析冠脉血流动力学功能的情况下，逐渐缩短了其计算时间[18]。(3)CT-FFR对于部分冠脉病变的诊断准确度有限：正如CT-FFR的定义所述，该技术是对冠脉血流动力学信息的处理、分析，因此，在某些微循环障碍的患者中，我们往往得到夸大的CT-FFR值[19]。另外，对于多发、弥漫钙化的冠脉狭窄的评估，其CT血流储备分数评估心肌缺血情况的准确性亦较同等狭窄患者低，此时，结合钙化积分分析，可以使得准确性增高。

5 小结

兼顾冠脉CTA与FFR功能的CT-FFR技术一经问世就引起了临床工作者的广泛关注。经过DISCOVER-FLOW研究[12]、DeFACTO研究[13]、NXT研究[14]等国际多中心前瞻性研究证实CT-FFR对冠心病的诊断效能，2014年美国FDA最先批准HeartFlow公司的CT-FFR软件应用于评估稳定性心绞痛患者的冠脉情况，其后，日本、法国等多个国家亦先后批准CT-FFR对冠心病的临床应用。我国的CT-FFR引入较迟，目前，我国亦有个别公司在研发基于我国临床数据的CT-FFR软件，并有望近期结束临床试验。相信，随着技术的不断完善，CT-FFR计算软件的不断升级，其处理数据时间会逐渐缩短，其适用范围会逐渐扩大，真正成为冠心病诊断的“守门员”。总体而言，CT-FFR可以无创性地识别心肌缺血的存在，可以指导血运重建，减少不必要的介入治疗，因此有广泛的临床应用前景。