心肌血流储备分数的临床应用
2014-01-21续安钰综述李兴德审校
续安钰(综述) 李兴德(审校)
心肌血流储备分数的临床应用
续安钰(综述) 李兴德(审校)
血流储备分数; 冠脉疾病; 综述
随着冠状动脉介入治疗(PCI)在临床上的广泛应用,冠脉造影(CAG)越来越多地用来诊断病变和指导治疗。然而,人们在对冠状动脉血流动力学及病理生理学不断深入研究的同时,逐渐认识到CAG在评价冠脉狭窄病变解剖特征和生理功能上还存在一些不足,尤其是不能准确识别造成患者心肌缺血的临界病变,很可能高估或低估病变的严重程度,导致需要治疗的病变没有处理或过度处理不需治疗的病变。1993年Nico Pijls等提出了通过压力测定推算冠脉血流的新指标——血流储备分数(FFR)。经过长期的基础与临床研究,FFR已经成为冠脉狭窄功能性评价的公认指标[1]。
1 FFR的定义
FFR是指在窄病变的情况下,该冠状动脉所供心肌区域能获得的最大血流与同一区域理论上正常情况下所能获得的最大血流之比。其测定主要是通过计算压力导丝测得的冠状动脉狭窄远端压力(Pd)与由指引导管同步测定的主动脉或冠脉开口处压力(Pa)的比值来获得(即FFR=Pd/Pa)。正常情况下,如果冠状动脉没有狭窄,压力不会有变化,近端压力跟远端压力的比值应该是1。如果存在一个冠状动脉狭窄,同时又消除了远端微循环的影响,压力比值就出现了变化。当FFR≤0.75,具有血液动力学意义,需要行PCI或CABG[2-4]。众多缺血运动试验表明,FFR≤0.75具有高度敏感性(88%)、特异性(100%)、阳性预测值(100%),总的准确率为93%。当FFR>0.80,不具有血流动力学意义,可行单纯药物治疗,预测阴性缺血的准确性达95%[3]。比值在0.75~0.80,则需要结合其他临床指标,判断需要进行哪种治疗。
2 FFR的临床价值
1996-2007年10年间,以DEFFER研究为代表的一系列研究结果使FFR在冠心病经皮介入治疗中的辅助决策地位初步建立。2009年和2010年分别在新英格兰杂志和JACC上FAME研究随访结果的公布,使FFR指导下的功能血运重建成为介入治疗的新焦点。FFR测定简单易行,有良好的重复性,较少受心率、体循环血压、微循环和心肌收缩的影响[5]。其可以使医生更加准确地识别和血流动力学相关的狭窄病变,从而降低死亡、心肌梗死和重复血运重建的发生率。测定冠脉病变FFR值来指导PCI术,能显著减少造影剂用量及支架置入数目,并评价支架贴壁效果,短期并不增加心绞痛发作和主要心血管事件(MACE)发生率[6]。
3 FFR在不同冠脉病变中的临床应用
3.1 中度狭窄(50%~70%)的病变 在考虑对狭窄病变施行PCI治疗之前,必须找到病变血管引起心肌缺血的证据。相比CAG,FFR的一个重要价值就是对狭窄冠脉(不论是50%~70%还是70%~90%)进行更精确的功能性评估[7]。如果一个狭窄病变引起心肌缺血,导致患者出现心绞痛症状,那么可以通过PCI缓解患者症状、改善生活质量和降低长期心脏事件发生率的风险;而对不诱发心肌缺血的狭窄病变进行处理,并不能改善缺血及患者的预后。FFR为检测心肌缺血提供了一种非常好的方法。DEFER研究是Pijls等为评价FFR在冠状动脉中度狭窄中应用价值的临床试验。该研究包括335例中度狭窄(目测直径狭窄>50%)拟行PCI的患者。研究者将所有患者根据FFR结果分为3组:延期组 91 例,FFR≥0.75,推迟行 PCI治疗;手术组 90例,虽 FFR≥0.75,仍行 PCI治疗;对照组 144 例,FFR<0.75,行 PCI治疗。临床随访 5 年。该研究结果提示,对于冠脉中度狭窄的患者,根据FFR≥0.75而延期行PCI的方案是安全可行的,此类患者每年发生心源性死亡或心梗的风险<1%,且并不会因为置入支架而降低[8]。
3.2 一根血管多处病变 对于同一冠脉存在多处狭窄的患者,两处相邻狭窄间的流体动力依据顺序、程度、距离等条件相互影响,因此评估病变的生理功能十分困难。在临床实践中,通常运用压力导丝回撤技术进行病变评估。FFR可以评估全部狭窄的共同影响。Kim等[9]研究随访了131位一根血管多处病变的患者(共141根血管、298处病变)。在压力下降最显著且FFR<0.8狭窄处首先放置支架,总共置入116个支架,61.1%(298处病变中的182处)的病变延期血运重建。在(501±311)天的随访记录中,仅有1例因置入支架的血管再度狭窄而实施血运重建。可见运用FFR指导一根血管多处病变的治疗策略是安全有效的,既减少了不必要的干预,又最大化了PCI药物洗脱支架治疗的好处。
3.3 多支血管病变 多支冠脉病变的病变部位、数目及各自的狭窄程度都可能有很大区别,对血运重建策略的选择有重要影响。目前CAG的影像学描述仅仅局限于解剖上狭窄的血管数目,并不能真正反映引起心肌缺血的犯罪血管数目。有研究表明,常规FFR指导PCI药物洗脱支架(DES)治疗多支冠脉病变可以降低1年的死亡复合终点率、非致命性心肌梗死率以及重复血运重建率[10]。Pijls等[11]FAME研究的2年随访结果进一步揭示了FFR作为治疗多支冠脉病变的功能性指标具有重要意义。FAME研究的分析结果显示,对于狭窄程度在50%~70%的患者,其中 35%的 FFR<0.8,意味着仅凭冠脉造影会有1/3的患者会被忽略;对于狭窄程度在71%~90%的患者,其中有 20%的 FFR>0.8,意味着仅凭冠脉造影会有20%的没有缺血的患者可能被过度治疗。在上述试验中,FFR对于多支血管病变的指导价值被充分体现[7]。FAME研究不仅揭示了FFR指导PCI治疗多支冠脉病变的良好效果,同时对FFR进行经济评估显示,其更以降低相关手术费用、节约资源而优于CAG[12]。
3.4 分叉处病变 分叉处病变解剖上较为复杂,对病变部位实施PCI较为棘手。分叉病变由于血管节段的重叠、成角及伪像,CAG很难对其狭窄程度进行评估。多支冠脉造影(QCA)往往会过高评估狭窄的解剖和功能性特征,尤其表现在对分支狭窄的过度评价[13]。FFR既反映狭窄程度又反映血流灌注,对评价分叉处病变有重要意义,其指导下的分叉处病变PCI策略的临床预后更好[14]。Koo等[15]研究了主支病变支架置入后的97例分叉病变(CAG狭窄>50%,血管直径>2 mm),93处成功获得FFR数据。结果显示,分叉造影狭窄<75%的病变其FFR均>0.75,在73处分叉造影狭窄≥75%的病变只有20处的FFR<0.75,造成缺血。因此,在是否需要进一步对分叉病变进行再血管化治疗方面,FFR可以提供有力的参数依据,避免不必要的PCI。
3.5 左主干病变 左主干冠脉(LMCA)病变后果严重,而CAG由于自身的局限性并不能准确地反映病变的真实情况,临床上常用血管内超声(IVUS)指导其治疗的临床决策。然而近年FFR在临床的广泛应用,其在LMCA病变方面的研究也越多地引起重视,许多研究已经建议运用FFR指导中度狭窄的LMCA临床决策[16,17],这些研究都表明LMCA在FFR>0.75时延期治疗并不增加未来不良事件的风险[17]。Kang等[16]研究了43例左主干病变合并回旋支开口狭窄的患者,对主干病变采取单支架cross-over至前降支,支架置入术后,通过FFR评判是否对回旋支产生影响,支架前后主支及侧支均通过IVUS检测。研究结果表明,FFR较IVUS能更好地指导边支治疗策略的选择,左主干病变分支是否需要介入处理可以通过FFR测定来指导。
3.6 弥漫性病变 组织病理学研究及最近的IVUS证实,动脉粥样硬化是弥漫性的病变,很少有正常的血管里存在一个独立的狭窄。冠脉弥漫性病变是临床上经常遇到的困难,常常不能确定支架置入的准确位置。一项100人的研究测定了弥漫性病变冠脉的近端和远端的FFR值,结果远端FFR值与心肌单光子发射CT结果有很好的相关性,近、远端FFR值的差异影响了约1/3患者的治疗决策,并突出了压力导丝在定位冠脉近中段功能性评估中的潜在意义[18]。有研究对83例冠脉弥漫性病变患者采用回撤导丝的方法进行冠脉压力分析。回撤压力导丝可以区分冠脉压力下降的急缓,而这在造影下无法反映。试验对于压力突然下降且FFR<0.75的患者进行血运重建治疗;对于压力缓慢下降者采用药物治疗,结果前者受益于血运重建且症状有显著改善[19]。
3.7 支架置入后评估 DES减少术后再狭窄是由于它的内膜生长抑制作用。但考虑到DES的长期临床结果,能够做到准确预测DES再狭窄显得格外重要,同时也面临着各种困难。有研究表明,FFR对于DES术后再狭窄有很好的预测作用[20]。Nam等[21]研究了DES置入术后FFR评估与1年临床结果之间的关系,随访结果表明FFR≤0.90的1年MACE发生率是12.5%,FFR>0.90的1年MACE发生率是2.5%(P<0.01)。因此,DES置入术后FFR≤0.90的患者1年出现MACE的可能性更大。
4 FFR的局限
4.1 FFR 的“灰色区域”(FFR 值 0.75~0.80) 介于0.75~0.80 之间的 FFR 值被称为“灰色区域”,在制订临床治疗决策前必须根据冠脉情况及临床资料全面而审慎地评估此时的临床意义。有研究表明FFR值与左心房舒张末压(LVEDP)有很好的相关性,特别是FFR<0.80时,再加上一个较小的Pa值,LVEDP对FFR值的测量影响就更大[22]。
4.2 心肌梗死及微循环病变 心肌梗死时,由于心肌微血管病变限制了冠脉血流动力,在应用冠脉扩张药物后所引发的狭窄远端压力的降低程度可能低于无微血管病变存在时所降低的程度,从而使FFR值不能准确地反映冠脉狭窄的严重程度。影响FFR的因素很多,包括血栓栓塞、急性缺血性微血管障碍、心梗后时间、心肌抑顿或休眠、冠脉狭窄的严重程度、梗死范围大小及是否出现侧支循环等。这些因素有些是不断进展变化的,而对于急性心梗患者,急性期测量结果和一天后测量结果可能差异也很大。David等[23]试验研究显示,对于非ST段抬高心肌梗死(NSTEMI)患者,FFR的使用可以帮助心脏科医师诊断及治疗策略的制订。
4.3 左心室肥厚 左心室肥厚患者血管床的增长与心肌的增长不成比例,即使心外膜冠脉完全正常也有可能出现可逆性心肌缺血,因此判断心肌缺血的FFR阈值可能>0.75。临床实践中,FFR<0.75的患者几乎都有引起心肌缺血的功能性病变,而对于心室肥厚者,FFR>0.75也很有可能包括可逆性心肌缺血。
4.4 左主干病变 左主干病变存在多种类型的不同程度的狭窄,可有一支或多支下游心外膜冠脉狭窄,其病变类型复杂,不利于临床治疗决策。FFR的功能性指导作用虽优于其他影像学指标,但在评价左主干病变方面仍有不足。有研究显示,下游血管的狭窄部位(近端)及严重程度对于FFR评估左主干的测量值可能会产生一定影响[24]。
5 结论
FFR改进了临床的决策,可评估病变的严重程度;可指导治疗;可评估治疗的效果。但临床工作中不应受限于单纯的FFR,应综合运用介入和影像学知识以及最优的支架技巧来解决问题。如今,伴随着FFR在临床的广泛应用,其弱点越发暴露出来,仍需进一步完善,不仅仅在灰色区域(0.75~0.80)的精确把握,而且在复杂病变、弥漫性病变、心室肥厚、易损斑块等方面,需要我们进一步研究、探索。
[1]Nico HJ,Pijls NH,Jan-Willem,et al.Functional measurement of coronary stenosis.J Am Coll cardiol,2012,59:1045-1057.
[2]Rvij K,Lerman A,Beeh JW,et al.Physiological assessment of cotonary artery disease in the cardiac catheterization laboratory:a seientific statement from the American Hcart Association Commit-tee on Diagnostic and Interventional Cardiac Catheterization,Council On Clinical Cardiology.Circulation,2006,114:1321-1341.
[3] Kern MJ,Samady H.Current concepts ofintegrated coronary physiology in the catheterization laboratory.J Am Coll Cardiol,2010,55:173-185.
[4]Dias CC,Mateus P,Rodfiques A,et al.Value of fractional flow reserve in the management of patients with moderate coronary atenosis.Rev Port Cardil,2004,23:1409-1416.
[5]Melikian N,Cuisset T,Hamilos M,et al.Fractional flow reserve-the influence of the collateral circulation.Int J cardiol,2009,132:e109-110.
[6]汤成春,马根山,冯毅,等.心肌血流储备分数在冠心病介入治疗中的应用.江苏医药,2011,37:918-920.
[7]Tonino PA,Fearon WF,De Bruyne B,et al.Angiographic versus functional severity of coronary artery stenoses in the FAME study fractional flow reserve versus angiography in multivessel evaluation.J Am Coll Cardiol,2010,55:2816-2821.
[8]Pijls NH,van Schaardenburgh P,Manoharan G,et al.Percutaneous coronary intervention of functionally nonsignificant stenosis:5-year follow-up of the DEFER Study.J Am Coll Cardiol,2007,49:2105-2111.
[9]Kim HL,Koo BK,Nam CW,et al.Clinical and physiological outcomes of fractional flow reserve-guided percutaneous coronary intervention in patients with serial stenoses within one coronary artery.JACC.Cardiovascular interventions,2012,5:1013-1018.
[10]Tonino PA,De Bruyne B,Pijls NH,et al.Fractional flow reserve versus angiography for guiding percutaneous coronary intervention.N Engl J Med,2009,360:213-224.
[11] Pijls NH,Fearon WF,Tonino PA,et al.Fractional flow reserve versus angiography for guiding percutaneous coronary intervention in patients with multivessel coronary artery disease:2-year follow-up of the FAME study.J Am Coll Cardiol,2010,56:177-184.
[12] Fearon WF,Bornschein B, Tonino PA,et al.Economic evaluation offractionalflow reserve-guided percutaneous coronary intervention in patients with multivesseldisease.Circulation,2010,122:2545-2550.
[13]Sarno G,Garg S,OnumaY,et al.Bifurcation lesions:Functional assessment by fractional flow reserve vs.anatomical assessment using conventional and dedicated bifurcation quantitative coronary angiogram.Catheterization and cardiovascular interventions:official journal of the Society for Cardiac Angiography&Interventions,2010,76:817-823.
[14]Koo BK,Park KW,Kang HJ,et al.Physiological evaluation of the provisional side-branch intervention strategy for bifurcation lesions using fractional flow reserve.Eur Heart J,2008,29:726-732.
[15]Koo BK,Kang HJ,Youn TJ,et al.Physiologic assessment of jailed side branch lesions using fractional flow reserve.J Am Coll Cardiol,2005,46:633-637.
[16]Kang SJ,Ahn JM,Kim WJ,et al.Functional and morphological assessment of side branch after left main coronary artery bifurcation stenting with cross-over technique.Cathter Cardiovasc Interv,2014,83:545-552.
[17]Lindstaedt M.Patient stratification in left main coronary artery disease-rationale from a contemporary perspective.Int J Cardiol,2008,130:326-334.
[18]Rodés-Cabau J,Gutiérrez M,Courtis J,et al.Importance of diffuse atherosclerosis in the functional evaluation of coronary stenosis in the proximal-mid segment of a coronary artery by myocardial fractional flow reserve measurements.The American journal of cardiology,2011,108:483-490.
[19]Iwasaki K,Matsumoto T.Coronary pressure measurement identifies patients with diffuse coronary artery disease who benefit from coronary revascularization. Coronary artery disease,2011,22:81-86.
[20]Ishii H,Kataoka T,Kobayashi Y,et al.Utility of myocardial fractional flow reserve for prediction of restenosis following sirolimus-eluting stent implantation.Heart and vessels,2011,26:572-581.
[21]Nam CW,Hur SH,Cho YK,et al.Relation of fractional flow reserve after drug-eluting stent implantation to one-year outcomes.The American journal of cardiology,2011,107:1763-1767.
[22]Leonardi RA,Townsend JC,Patel CA,et al.Left ventricular end-diastolic pressure affects measurement of fractional flow reserve.Cardiovascular revascularization medicine:including molecular interventions,2013,14:218-222.
[23]David C,Miles B,Fiona F,et al.Usefulness of fractional flow reserve to improve diagnostic efficiency in patients with non-ST elevation myocardial infraction.Am J Cardiol,2013,111:45-50.
[23]Yong AS,Daniels D,De Bruyne B,et al.Fractional flow reserve assessment of left main stenosis in the presence of downstream coronary stenoses.Circulation.Cardiovascular interventions,2013,6:161-165.
Clinical application of myocardial fractional flow reserve
Fractional flow reserve; Coronary artery disease; Review
650032 云南省,昆明医科大学第一附属医院心脏内科
李兴德,E-mail:LXD6012@163.com
10.3969/j.issn.1672-5301.2014.06.025
R541.4
A
1672-5301(2014)06-0563-04
2014-02-17)