冠脉内血流动力学检测基础及临床应用研究进展
2022-02-17
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2010年7月第27卷第7期J Clin Intern Med,July 2010,Vo :! ・443・ ・综述与讲座・ 冠脉内血流动力学检测基础及 临床应用研究进展 张永珍郭丽君 [文献标识码]A [DOI]10.3969/j.issn.1001—9057.2010.07.003 [中图分类号]R445.1 [关键词] 冠状动脉; 血流动力学; 冠脉血流储备; 冠脉血流储备分数 近年来,冠状动脉造影(CAG)作为评价冠状动脉 狭窄病变“金标准”的价值逐渐受到质疑,主要原因是 冠状动脉造影不能准确评价狭窄病变与心肌缺血之间 的关系,对直径狭窄为40%~70%的临界病变更是如 此。许多研究表明冠心病患者的预后主要取决于是否 存在心肌缺血,而不是冠脉的狭窄程度,干预没有功能 意义的狭窄不能使患者获益。新近公布的FAME研 究 结果进一步证实了功能学参数指导血运重建的 压力下降则降低心肌灌注 , 。 冠状动脉血流储备 1974年Gould等 首次在临床采用冠脉血流储 备(CFR)评估冠脉狭窄的功能意义。冠脉血流储备定 义为被评估冠脉最大血流量与基础状态下血流量的 比值。 1.冠脉血流储备测量方法 (1)血流速度测定法:使用多普勒导丝测量冠脉 血流速度。血流量等于血管横切面积和平均流速的乘 积。因此,在血管横切面积相对恒定的状态下,流速的 变化可反映冠脉血流量的变化,冠脉血流储备可表达 重要性。本文将就冠状动脉血液动力学评价,即狭窄 病变功能检测的理论基础、方法学及临床应用价值等 做一评述。 冠脉内压力和血流形成的原理 成最大平均峰值流速与基线平均峰值流速的比值。 冠状动脉系统由直径为数毫米到400 m的较大 冠脉和分支成树枝样的较小冠脉及直径<400 m的 小动脉和毛细血管组成。冠脉循环的两个特征对理解 (2)温度稀释测定法:根据指示剂稀释理论,即在 横切面积恒定的血管,血流与注射指示剂的平均转运 时问呈反比。压力/温度导丝头端装有热敏电阻能感 知指示剂通过时温度的变化,将其送至狭窄远端3 cm 狭窄病变的功能检测十分必要,即正常情况下压力传 导的恒定性和微循环的扩张性。根据Ohm’S定律,心 肌血流量(Qmyo)等于跨心肌压力阶差(Pd—Pv)与跨 心肌阻力(Rmyo)的比值,即Qmyo=(Pd—Pv)/Rmyo。 Pd为病变远段压力,_Pv是中央静脉压力,非狭窄冠脉 的病变远段压力等于冠脉口部压力(Pa)。在生理状 况下,中央静脉压力等于或几乎等于0,跨心肌阻力取 决于冠脉阻力和微循环阻力,正常冠脉对跨心肌阻力 的影响可以忽略不计,跨心肌阻力主要取决于微循环 处,在基础和最大充血相经导管快速注射室温生理盐 水3~5 ml,获得温度稀释曲线,计算基础和最大充血 相的平均转运时间值,冠脉血流储备被表达成最大充 血转运时间与基础转运时间的比值 。 2.冠脉血流储备的正常值和临界值:冠脉血流储 备的正常范围是3~6,判断缺血的临界值<2.0 ,敏 感性86%~92%,特异性89%~100%,阳性预测值 84%~100%,阴性预测值77%一95%。预测可逆性 心肌缺血的准确性89%~96%[3 J。 的功能状态,即心肌最大血流量主要取决于微循环的 扩张能力。弥漫或严重狭窄病变因产生黏滞摩擦、层 流、湍流和微涡流而增加冠脉阻力,使Pd降低致灌注 压下降,进而降低心肌血流量。因此,微血管扩张(降 低跨心肌阻力)和(或)病变远段压力升高增加心肌灌 注,而微血管收缩(增加跨心肌阻力)和(或)病变远段 作者单位:100191北京,北京大学第三医院心内科 通讯作者:郭丽君,E—mail:guo—lijun@sohu.tom 3.冠脉血流储备的特点与缺陷:冠脉血流储备不 能区别冠脉阻力和微血管阻力分别对血流量的影响, 故不是狭窄特异性参数;测值易受血流动力学参数 (心率、血压和心肌收缩力)和心室负荷异常(老年、左 室肥厚和纤维化)的影响 ,心率每增加l5次,冠脉 血流储备相应下降10%。 4.冠脉血流储备的临床应用:目前不再用冠脉血 2010年7月第27卷第7期J Clin Intern Med,July 2010,Vo1.27.No.7 流储备指导血运重建。当冠脉血流储备>2.5提示狭 窄无功能意义,微血管功能正常;若冠脉血管正常患者 的冠脉血流储备<2.5则提示血流异常可能源于微血 管功能不良 。 判定 j。 3.特征与限制 与冠脉血流储备和相对冠脉血流储备不同,冠脉 分数血流储备既是冠脉狭窄特异性功能参数,也可用 相对冠脉血流储备 1990年Gould等 提出了相对冠脉血流储备的概 念,即狭窄冠脉最大血流量与邻近正常/非狭窄冠脉最 大血流量的比值。正常值0.8—1.0,缺血界值<0.8。 虽然相对冠脉血流储备理论上优于冠脉血流储备,但对 于多支血管病变患者相对冠脉血流储备的应用受到限 制。此外,相对冠脉血流储备的概念是基于分布于整个 心肌的微血管功能完全一致,故相对冠脉血流储备对于 心肌微血管功能不均一的患者没有价值,如陈旧性心肌 梗死、非对称性心室肥厚和心肌纤维化 。 冠脉分数血流储备 1995年Pijls等 首次提出冠脉分数血流储备 (FFR)的概念,冠脉分数血流储备被定义为狭窄冠脉 支配区域心肌最大血流量与同一支冠脉无狭窄处心肌 最大血流量的比值。基于在心肌微循环阻力恒定且小 到忽略不计时的心肌血流量与灌注压成正比的概念, 则冠脉分数血流储备=Pd/Pa(Pa:冠脉口部或主动脉 根部的平均压力,Pd:病变远段的冠脉平均压力)。 1.测量方法 冠脉分数血流储备的准确评价取决于狭窄近远端 压力的精确测量和最大充血状态的诱发。Pa经导管 测量,而Pd要用压力导丝测量,如压力/温度导丝、多 普勒/压力导丝和压力导丝 J。压力导丝的性能类似 于PCI导丝,其头端3cm处镶有压力感受器,能感受 血管内压力的变化,并可用于各种PCI操作。操作时 应注意在压力感受器出导管口1~2 mm处时,校正压 力使Pa=Pd,而后将导丝通过靶病变使感受器至少在 病变远段3~5 cm处,记录稳态的基础和最大充血相 的压力曲线和冠脉分数血流储备数值。在测定结束 时,再次在导管口部验证Pa=Pd,以除外信号漂移产 生的误差 。 2.正常值和临界值 冠脉分数血流储备的理论正常值为1。当冠脉分 数血流储备<0.75是其定义心肌缺血的临界值,预测 的敏感性88%,特异性100%,阳性预测值100%,阴 性预测值88%,总准确性93%。冠脉分数血流储备> 0.8预测阴性心肌缺血的准确性为95%。冠脉分数血 流储备在0.75~0.8之间为“灰区”,其功能意义需要 通过无创性功能检查和充血狭窄阻力(HSR)来 于多支血管病变患者;不受血流动力学参数的影响,固 定狭窄的冠脉分数血流储备值一直恒定,故重复性强, 冠脉分数血流储备在两次测量问的变化系数(4.8%, cI:3.5%~7.4%)明显小于冠脉血流储备(10.5%, CI:7.7%一16.2%)。此外冠脉分数血流储备具有高 度的空间分辨力,即导丝感受器的位置很容易精确定 位,在压力曲线上可以准确地反映功能性狭窄的部 位 ;冠脉分数血流储备同时包括了侧枝循环血流 量成份。然而,冠脉分数血流储备在严重微血管病变 存在时,可能被高估;冠脉窃血时可能被低估;冠脉分 数血流储备更不能评价冠脉痉挛这种病理现象;中心 静脉压力的明显增高也可能影响冠脉分数血流储备 测值。 4.临床应用 (1)临界病变的功能评价:我们¨ 和其他注册研 究 ’ 表明对临界病变且冠脉分数血流储备示无心 肌缺血的患者药物治疗的临床预后良好。DEFER研 究 纳入325例单支临界病变患者,冠脉分数血流储 备<0.75患者均行PCI治疗作为对照组;冠脉分数血 流储备t>0.75患者随机分为药物治疗组和PCI组。5 年的无主要心脏不良事件存活率药物治疗组与PCI组 相似,但均显著高于对照组(80%,73%VS 63%,P= 0.03),而心源性死亡和急性心肌梗死的发生率则显 著低于对照组(3.3%,7.9%VS 15.7%;P=0.003), 随访分析显示冠脉分数血流储备>0.75的病变每年 死亡或心肌梗死的风险<1%,支架处理不能减少这些 风险。新修订的指南建议,对于临界病变,冠脉分数血 流储备可以替代无创性功能检查(未进行或结果不确 定)在心导管室快速指导决定治疗策略,PCI或药物 治疗 坦 。 (2)评价多支血管病变和指导治疗策略:Sant’An- na等 对多支血管病变患者的3支血管均进行冠脉 分数血流储备评估,结果造影证实的3支血管病变患 者由27%降至9%,2支血管病变由43%降至17%,单 支血管病变由30%增至60%。早期的非随机研究表 明,与造影指导PCI相比,冠脉分数血流储备指导PCI (FFR.PCI,完全性功能重建)明显减少每位患者治疗 血管的数目、降低主要心脏不良事件和医疗费 用 '9]。FAMElj 是目前唯一一项大规模多中心前瞻 性研究,纳入多支血管病变患者1005例,随机分为 Angio—PCI组和FFR。PCI组,在Angio—PCI组,所有造影 2010年7月第27卷第7期J Clin Intern Med,July 2010,Vol,27,No.7 ・445・ 血管直径狭窄>50%的病变均植入药物洗脱支架,在 FFR—PCI组,所有病变均行冠脉分数血流储备测定,仅 对冠脉分数血流储备≤0.8病变植入药物洗脱支架。 与Angio.PCI组相比,FFR.PCI组不仅减少了植入支架 受大隐静脉搭桥移植术的患者进行了1年的随访发 现,桥血管闭塞率高达25%。推测竞争血流(自身血 管阻力低,血流量大)是桥血管提前闭塞的可能机制。 (8)急性冠脉综合征患者中冠脉分数血流储备的 意义:急性sT抬高心肌梗死患者梗死区域的微血管床 阻力不一致、不恒定,罪犯血管的狭窄程度也随血栓和 血管收缩的消除而改变,对梗死相关血管测定冠脉分 数量和对比剂用量、降低了治疗费用和住院时间,同时 也带来了更少的1年主要心脏不良事件发生率 (13.2%VS 18.4%,P=0.02),更低的死亡和心肌梗 死(7.3%VS 11%,P=0,04)和更低的主要心脏不良 数血流储备没有意义。冠脉分数血流储备主要用于心 事件总数(76 VS 1 13,P=0.02)。2009年美国TCT大 会上发表了FAME 2年的随访结果与1年时结果类 似,并进一步发现FFR—PCI组有更低的心肌再梗死率 (6.1%VS 9.7%,P=0.03),分析证实仅0.2%的再发 心肌梗死和1.9%的血管重建与先前未处理病变有 关。冠脉分数血流储备指导PCI降低主要心脏不良事 件的机制尚不清楚,可能与植入支架少使早期手术并 发症(边支闭塞、肌钙蛋白升高)和晚期并发症(亚急 性支架血栓形成、再狭窄)降低有关。 (3)左主干病变功能评价:冠状动脉造影评估左 主干病变及其功能意义受到限制。5项注册研 究 ’H 对515例左主干临界病变进行了研究,冠脉 分数血流储备<0.75或0.8行冠状动脉旁路移植术 (CABG)或经皮冠状动脉介人治疗(PCI)治疗,i>0.75 或0.8(309例)行药物治疗,随访14个月~5年,存活 率、无事件存活率和主要心脏不良事件的发生率相似。 (4)边支开口病变功能评价:由于边支与主支重 叠、支架丝覆盖及立体投影等因素,边支开口病变冠状 动脉造影评估尤为困难。Koo等 对支架植人后直径 >2 mm、狭窄>50%的97支“坐牢”分支进行了冠脉 分数血流储备与定量冠状动脉造影对比研究,结果直 径狭窄<75%的病变均冠脉分数血流储备<0.75,狭 窄I>75%的73个边支中,仅20个边支(27%)具有功 能意义。 (5)弥漫长病变评价:缓慢回撤压力导丝,Pd压力 曲线由远至近呈现逐渐的变化,冠脉分数血流储备值 也逐渐增加,提示为弥漫性病变,不宜行PCI治疗,可 考虑药物治疗或冠状动脉旁路移植术 ]。 (6)同支多处病变的评价:在这种情况下,每一病 变的最大充血和跨狭窄压力差相互影响。目前的建议 是将导丝压力感受器置于最远端病变以远,静脉应用 血管扩张药测量冠脉分数血流储备,若冠脉分数血流 储备<0.75或0.80,透视下缓慢回撤导丝观察Pd压 力曲线梯状回升处病变,通常Pd至少回升10 mm Hg, 先对此处病变进行PCI治疗,依次重复 ]。 (7)冠状动脉旁路移植术静脉桥通畅性预测:Bot. man等¨ 对450支冠脉分数血流储备>0.8的血管接 肌梗死的恢复期(>6天),评价非梗死和梗死相关血 管病变的功能意义_5 J。此外,冠脉分数血流储备在非 ST抬高急性冠脉综合征罪犯血管或病变不明确的患 者中也具有使用价值。 (9)PCI术后近远期疗效的评价:750例患者的多中 心注册研究 显示,支架术后冠脉分数血流储备与6 个月预后明显相关。冠脉分数血流储备>0.95的患者 主要心脏不良事件率4.9%;0.90~0.95的主要心脏不 良事件率6.2%;<0.90的主要心脏不良事件率2O. 3%;<0.80的主要心脏不良事件率高达29.5%。建议 支架术后即刻冠脉分数血流储备应恢复>0.95。 充血狭窄阻力 充血狭窄阻力(hyperemic stenosis resistance, HSR)是2002年Meuwissen等¨ 提出的评估冠脉狭窄 功能意义的新技术,采用多普勒/压力或温度/压力导 丝同时测定冠脉血流储备和冠脉分数血流储备,HSR 定义为最大充血相跨狭窄压力阶差(Pa—Pd)与血流速 度的比值。预测可逆性心肌缺血优于冠脉分数血流储 备和冠脉血流储备。HSR的缺血界值>0.8 mm H.g/ (cm・s),特点是不受血流动力学的影响,重复性强, 变异小。关于HSR的确切f临床应用尚需确立,主要用 于评估冠脉分数血流储备的“灰区”或症状与冠脉分 数血流储备和冠脉血流储备不一致病变 J。 最大充血状态的诱导 最大充血状态是功能方法评估冠脉狭窄血流动力 学意义的基石。推荐使用的药物包括腺苷或三磷酸腺 苷、多巴酚丁胺和硝普钠等,最常用的是腺苷。 腺苷的半衰期<20秒。冠脉内50—150 I-tg弹丸 注射,约10秒起效,最大充血相出现在20—30秒,持 续时间短,主要用于单一孤立病变的冠脉分数血流储 备测定 ;静脉(股静脉或肘静脉)每分钟¨9_140 g/ kg输注,最大充血相出现在1~2分钟,用于较为复杂 的冠脉分数血流储备测定、血流速度或温度稀释法冠 脉血流储备测定。研究 证实冠脉和静脉内腺苷应 用测得的冠脉分数血流储备相关性良好(R=0.978)。 ・446・ Q生 月第27卷第7期J Clin Intern MedJuly 2010.V01.27.No.7 。综述与讲座・ 冠脉内光学相干成像临床应用研究进展 谢洪智沈珠军 [文献标识码]A [DOI]10.3969/j.issn.1001—9057.2010.07.OO4 [中图分类号]11541.4 [关键词]光学相干断层成像;冠状动脉; 粥样斑块 光学相干断层成像(OCT)是一种将光学相干技术 与激光扫描共焦技术相结合起来的新的医学成像技 表面的内膜增生和支架内再狭窄。因此,在识别易损 斑块、指导介入治疗、研究再狭窄机制、评价介入治疗 术,它利用近红外光源(波长1310 ilm)通过光纤维传 输信号来产生冠状动脉图像,其最大优势在于它的高 分辨率(径向分辨率:10—15 m,侧向分辨率:20~25 }xm),是目前血管内超声技术分辨率的10倍。光学相 干断层成像可以精确显示粥样硬化斑块的微结构特 性,识别易损斑块、稳定斑块、血栓、钙化、夹层,能通过 效果等方面,均具有重要的应用价值。 光学相干断层成像在临床中的应用 1.识别易损斑块:解剖学研究表明拥有大的脂质 核心,纤维帽纤薄厚度小于150 m并富含巨噬细胞的 斑块容易发生破裂,在此基础上形成血栓从而引起猝 钙化层对钙化后的组织清晰显像,能观察支架及支架 作者单位:100730中国医学科学院医院 巾国协和医科大学北京协和 死或急性冠脉综合征,此类斑块被称为易损斑块…。 对纤维帽的测定的可以帮助判断易损斑块,但目前血 管内超声的分辨率仅为100 m,因此无法凭借血管内 cardila infarction(updating the 2004 guideline and 2007 focused up— 参 考 文 献 l1 j rrnnino PA.De Bruyne B,Pijls NH,et a1.Fractional flow reserve versus angiography for guiding percutaneous coronary intervention.N Engl J 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