《Journal of Cardiovascular Computed Tomography》：Validation of physiological principles of Non-Invasive fractional flow reserve derived from CT coronary angiography
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基于CTA的FFR模拟研究验证了左室质量、冠状动脉容积和长度与侵入性测量的血流及微血管阻力强相关性，但需修订缩放系数以提高诊断性能。
Jasmine Chan|Abdul R. Ihdayhid|Harsh V. Thakkar|Michael Michail|Michael Leung|Udit Thakur|Andrea Comella|Sean Tan|James D. Cameron|Nitesh Nerlekar|Sujith Seneviratne|Stephen Nicholls|Brian Ko|Habib Samady|Adam J. Brown
维多利亚心脏研究所及维多利亚心脏医院，莫纳什大学，莫纳什健康中心，631 Blackburn Road，Clayton，维多利亚州，3168，澳大利亚
摘要
背景
方法
22名患有非阻塞性冠状动脉疾病的患者在静息状态和充血状态下接受了近端LAD血管内超声（IVUS）和Combowire评估。冠状动脉体积流量（Q，单位：cm3/s）通过平均基线峰值速度（cm/s）乘以IVUS横截面积（cm2）计算得出。基线微血管阻力（BMVR，单位：mmHg/cm2）的计算公式为：远端冠状动脉压力（mmHg）减去右心房压力（mmHg）再除以Q。患者当天还接受了CTA检查，以获得包括LV质量（g）、冠状动脉内腔体积（mm3）和血管长度（mm）在内的定量指标。使用皮尔逊相关系数评估了CTA测量值与侵入性生理指标之间的关系。
结果
平均FFR值为0.94 ± 0.06；中位冠状动脉流量储备速度为2.54 [IQR 2.1–3.1]。基线Q和BMVR分别为2.30 ± 1.0 cm3/s和44.6 ± 21.6 mmHg/cm2。平均LV质量为148.6 ± 30.6g，冠状动脉内腔体积为1038.6 ± 485.2 mm3，血管长度为184.5 ± 66.8 mm。LV质量与冠状动脉流量的相关性最强（r = 0.87，p < 0.001），其次是血管长度（r = 0.75，p < 0.0001）和冠状动脉内腔体积（r = 0.73，p < 0.001）。CT得出的指标与实验数据的比例系数（1.87）存在显著差异。CT测量值与BMVR呈强负相关（LV质量：-0.70，冠状动脉内腔体积：-0.70，血管长度：-0.76；P < 0.0001）。
结论
这些发现支持了通过CTA解剖学指标推导冠状动脉流量和微血管阻力的方法。调整比例系数并进行充血状态建模可以提高CTA测得的FFR的诊断准确性。
引言
侵入性冠状动脉生理学检查是稳定型冠状动脉疾病（CAD）患者风险分层和治疗的基石。1基于分数流量储备（FFR）的血管重建策略显著降低了心肌梗死的发生率，2,3并且与最佳药物治疗相比，显著改善了心绞痛症状。4,此外，这种方法还降低了医疗成本。4,冠状动脉计算机断层扫描造影（CTA）是一种成熟的非侵入性诊断方法，能够准确评估冠状动脉狭窄的程度。然而，仅依靠CTA的解剖学评估或侵入性冠状动脉造影在检测特定病变引起的缺血方面的特异性较低。6
鉴于FFR的实用性得到了充分证据支持，人们越来越关注如何从标准CT扫描中同时获取解剖学和功能学信息。近年来，图像处理和计算流体动力学技术的进步使得可以从标准CT冠状动脉造影图像中非侵入性地模拟FFR。7该方法基于三个核心原则：从CT数据构建冠状动脉树的解剖模型，定义静息状态和充血状态下的血流生理边界条件，然后应用计算流体动力学方程来模拟整个冠状动脉树的血流、压力和FFR。
已经提出了多种CT-FFR技术，它们在生理假设、计算复杂性和临床工作流程上有所不同。7, 8, 9, 10尽管这些技术在检测特定病变引起的缺血方面优于CTA，但在诊断阈值准确性以及与侵入性FFR的相关性方面仍存在争议，尤其是在临床相关病变亚群中。7, 8, 9, 10, 11
从CT中非侵入性地获取FFR的原理基于心血管生物学中的形态-功能关系。12这一原理强调了仅通过心脏解剖结构来推导生理参数的可行性。CT提供了关于心脏腔室几何形状和冠状动脉尺寸的大量定量数据。CT-FFR的生理建模认为，基线冠状动脉流量和微血管阻力与左心室（LV）质量和冠状动脉内腔尺寸的定量指标相关。7,13,14然而，由于现有数据主要来自动物模型，这些假设在人类患者中的有效性仍不确定。
本研究旨在通过将CT测得的定量指标与参考标准的侵入性冠状动脉体积流量和微血管阻力进行比较，来验证CT-FFR的生理学基础，从而评估其在临床实践中的有效性。
方法部分
方法
本研究前瞻性招募了左前降支（LAD）存在非阻塞性冠状动脉疾病的患者（ANZCTR试验注册编号：ACTRN12617001239358）。符合条件的患者接受了当天的血管内超声（IVUS）、冠状动脉内压力和速度测量，随后进行了CTA检查。排除标准包括近期心肌梗死（<3个月）、慢性肾功能不全（估计肾小球滤过率<30 ml/min/1.73 m2）、以及既往
患者特征
患者招募流程如图3所示。共有29名患者同意并接受了研究评估。其中3名患者（10.3%）因介入性造影显示疾病程度较重（>50%）而被排除，2名患者因Combowire设备无法进行血流动力学评估而排除，另有1名患者因严重肾功能障碍（3.4%）和严重哮喘（3.4%）无法接受静脉注射而被排除
讨论
本研究采用严格的侵入性冠状动脉流量和阻力测量方法，验证了CT-FFR的生理学基础。研究结果首次证明，CT测得的LV质量和冠状动脉内腔尺寸与侵入性测得的冠状动脉体积流量和微血管阻力之间存在强相关性。此外，还观察到冠状动脉流量与LV质量之间的比例关系以及充血状态下的相关差异
结论
CT测得的左心室质量和冠状动脉内腔尺寸与侵入性测得的冠状动脉体积流量和微血管阻力之间存在强相关性。这些结果支持了从CT非侵入性地推导FFR的生理学依据。未来结合患者特异性异速生长模型和微血管功能的CT-FFR技术有望提高其准确性和精确度。
利益冲突声明
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致谢
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