冠脉功能学评估:初心与进展

作者:侯江涛[1] 
单位:香港中文大学医学院[1]

  冠状动脉造影是检测冠脉狭窄病变的”金標标”,但是冠脉造影只能从影像学上对血管病变的狭窄程度进行评估, 并不能识别出做成心肌缺血的罪犯病变,因此有可能会高估或且是低估病变的严重程度,导致可能应该需要作介入治疗的罪犯病变沒有处理或且是对不需要治疗的非罪犯病变進行了不別要的介入处理,所以才会有了冠脉内功能学评价技术的出现。目前,在临床上用来判断冠脉狭窄病变功能意义的方法,主要是应用多普勒导丝检测得出的冠脉血流储备(Coronary Flow Reserve, 简称CFR)或且是压力导丝测得出的血流储备分数(Fractional Flow Reserve,简称FFR)这兩种技术。


  美国的Gould等在1974年就已经提出了CFR的概念, 并将其定义为冠脉最大充盈时血流量与基缐状态下血流量的比值。但由於一直沒有好的器械和技术,所以CFR的概念只能停留在动物实验和科研階段上,直到1984年有了比较好的多普勒导管技朮,CFR的概念才可以在临床上实现;但这个时候的多普勒导管相对比较粗大(直径8F),而且只能在外科冠脉搭桥手朮时才可以检测到CFR,所以基本上在临床上沒有太大意义,要等到90年代初0.018英寸(然后改进到0.014英寸)的多普勒导丝技术的出现,冠脉内功能学评估才慢慢的受到重视。雖然在临床上常用的CFR介值是2.0; 检测到的CFR小於2.0时,表示狭窄病变会引起心肌缺血, 应该要对血管病变进行介入处理,但是其实不同的研究找到的CFR介值都不一样, 从1.6 到6.0都有。还有,CFR的數值也会受到微血管循环病变的影响,当出现微血管循环病变时,也会做成CFR降低的情况出现。此外,多普勒导丝的操作也相对比较麻烦比较费时,而且CFR的检测还会受到血压、心率和心肌肥大的影响,所以多普勒导丝检测的CFR技术一直都普及不起来,主要还是应用在科研上,要等到利用压力导丝检测得出的血流储备分数FFR的出现,冠脉内功能学评估才真正的慢慢普及起来,而最新一代的压力导丝技朮除了可进行FFR的检测之外,还可以利用温度稀释法去同时检测CFR.


  Pijls等於1993年率先提出了FFR的概念,并将其定义为在存在狭窄病变的情况下,该冠脉所提供给心肌区域能获得的最大血流量与同一区域在正常情况下所能获得的最大血流量之比。FFR能真实反映了血管因阻塞而收窄对功能的影响,它可以表示为下列的计算公式:
  FFR = Pd/Pa
  Pd:冠脉在最大充血状态下狭窄病变远端的平均压力。

  Pa:最大充血状态下主动脉但的平均压力。


  通过0.014英寸的压力导丝临床上可以检测冠脉狭窄病变远端的压力,而冠脉狭窄病变近端的平均压力則可以通过测定导引导管顶端的压力得到,并同时采用血管扩张药物像腺苷或且是三磷酸腺苷(ATP)去诱發最大血管充血反应。传统上,在冠脉内用药的剂量,右冠脉是12-18µg,左冠脉是18-24µg,而静脉输注是140µg/kg/min,但是现在有很多临床的研究指出,传统推荐剂量的冠脉扩张药物並不能诱发冠脉的最大充血反应,建议对有部分病人要用高一点的药量,才可以決保血管的充分扩张。因为如果用药的剂量不够,血管就没法完全充分扩张,那检测到的FFR数值就可能偏高了,因而低估了血管病变狭窄的严重程度。FFR在正常和病变值有很明确的分界--0.8,可用以判断冠脉的狭窄病变和它对血管功能的影响,并考虑是否对这个病变进行血管重建术。目前,已经有大量的临床研究证实了FFR在临床上的指导意义和重要性。 DEFER的研究证实了,对FFR≥0.75的狭窄病变可以采用保守治疗,对FFR≥0.75的狭窄病变进行介入治疗,病患者沒有明显的獲益。 而FAME的研究也证实了,对多支血管病变的病患者,进行FFR指导下的介入治疗可以同时降低整体的治疗费用和术后的心血管事件。 此外, FAME 2的研究也肯定了对FFR<0.8的狭窄病变进行介入治疗的重要性。 还有, 在非ST段抬高病患者和ST段抬高病患者上, FFR也有箸很重要的临床指导意义;FAMOUS-NSTEMI研究指出,对非ST段抬高患者的非罪犯血管同时进行FFR指导下的介入治疗可以改善远期预后, 而DANAMI-3-PRIMLTI和COMPARE-ACUTE研究指出,对ST段抬高患者的非罪犯血管同时进行FFR指导下的介入治疗可以改善远期预后。目前, 在欧洲介入治疗指南上对于FFR的应用是IA推荐级别,而在美国介入治疗指南上对于FFR的的应用是IIA的推荐等级。在中国2016年介入治疗指南也指出,对于稳定型冠心病病患者血管病变狭窄<90%时,应对有缺血证据或者是FFR<0.8的狭窄病变进行干预,可见国内外指南均将FFR测量参数作为冠脉病变是否需要干预的重要依据。


  对于现在临床上使用的压力导絲操控性和病变通过性都不是很好,很多时候太復雜的血管狭窄病变沒办法过得了,因此沒办法对病变進行FFR的检测。所以才有了一个新的压力导管技术,在微导管的远端帶上一个压力傳感器。有了这个新的压力微导管技术后,在对比较復雜的血管狭窄病变進行FFR检测的时候,就可以先使用常規的介入导絲通过病变,然后才使用这个帶有压力傳感器的压力导管去检测FFR,那相对使用压力导絲去检测FFR会比较简单容易一点。还有,目前FFR的检测也有一定的局限性,在有一部份的心血管病病患者上並不适合使用腺苷等血管扩张药物,例如那些对腺苷等血管扩张药物有敏感、另外是患有哮喘、慢性肺阻塞等等的病患者。因此,在临床上对这部份病患者就沒辦法采用血管扩张药物腺苷或ATP去诱导冠脉最大充血反应去檢测FFR。此外,在介入手術中使用血管扩張药物去检测FFR,可能会导致病患者出现胸痛、呼吸困难、房室传导阻滞等等的风险。同时在介入手朮中使用血管扩張药物也会增加了介入手朮的时间和整体的手朮費用。所以为了避免使用腺苷等血管扩张药物对病患者所带来的不良反应和负作用,新近有了几个不需要血管扩张药物也可以进行生理评价的技术,其中包括静息状态跨病变压力比值(Resting Pd/Pa) ,造影剂诱导的跨病变压力比值 (Contrast FFR)和瞬时无波形比率(Instantaneous Wave-free Ratio,简称iFR)。Resting Pd/Pa是在不需要血管扩张药物下,狭窄病变远端和近端压力之比,目前使用介值0.92作为进不进行介入的指导标准;Contrast FFR是注射造影剂后的狭窄病变远端和近端压力之比,Contrast FFR技术采用造影剂剂量为5~10ml,注射造影剂后冠脉微循环由充血状态恢复至基线状态的时间平均为12秒钟左右,因此检测Contrast FFR需要在注射造影剂后10秒钟左右内完成,目前使用介值0.84作为進不進行介入的指导标准。iFR是在心动周期中舒張期的时后,來至冠脉内微血管的阻力是最低而相对稳定的,而在这个时后检测狭窄远端和近端压力之比,其效果类似FFR,目前使用介值0.89作为進不進行介入的指导标准,近期发表的DEFINE-FLAIR和iFR-SWEDEHEART研究肯定了iFR在指导冠心病患者治疗策略决定的安全性和FFR相当。


  FFR需然在临床上已经得到了肯定,但是目前FFR在我国的使用量还是相对偏低,主要原因是压力导丝的价格比较高,因此如果有一个生理评价技朮可以不需要血管扩张药物,也不需要价格偏高的压力导丝,那在临床上的意义会更大,所以也才会有了QFR的出现。QFR主要是利用两个常規体位的冠脉造影进行三维重建和血流分析的影像來计算FFR, 无需诱发血管扩张效果, 因此不需要使用血管扩张药物, 也不需要使用压力导絲, 整个運算过程只需要4分鈡左右. 由我国阜外医院牵头的前瞻性多中心临床研究FAVOR II China证实了QFFR技术在导管室在綫实时应用的有效性和可靠性. 除了QFR,目前在研发的还有利用腔内影像像OCT和IVUS的图像进行三维重建和血流分析來计算的FFR,但是不管是QFR还是用OCT/IVUS图像去运算的FFR都是有創的技术,所以还是有一定的风险,所以利用CT数据研发出来的无創FFRCT技术对冠心病患者的意义会更大。FFRCT是使用现有的无創CT影像, 同时利用流体动力学的原理,计算出血流速度和血压,然后换算出3维的FFR数据,这个无创的FFR技术不需要血管扩張药物、也不需要价格偏高的压力导丝。而新近国内研发出來基于人工智能的深脉分数(DEEPVESSEL FFR)冠脉生理功能评价FFRCT技朮对比利用流体动力学的原理的FFRCT,可以进行更快速的FFR分析,整个三支血管FFRCT的運算过程也只需要5分鈡左右。目前已经有了几个比较大型的临床研究像DISCOVER-FLOW, DeFACTO和NXT也证实了FFRCT和有创FFR有著一个很好的相关性,但是FFRCT在临床推广应用上,还需要大量的多中心临床研究来验证。


    2019/4/26 14:18:28     访问数:1021
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