文章来源：中华放射学杂志,54(10):-
作者：徐磊张龙江张佳胤吕滨
摘要基于冠状动脉CT血管成像（coronaryCTangiography，CCTA）的无创血流储备分数（fractionalflowreserve，FFR），即CT-FFR能够实现冠状动脉解剖及功能的“一站式”评估。当前，国内外越来越多的研究聚焦于探讨该技术在冠状动脉疾病功能性心肌缺血诊疗和预后评估方面的重要价值。本文将就近年来CT-FFR技术的研究进展进行论述，并简要探讨其未来发展方向。
有创性冠状动脉造影（invasivecoronaryangiography，ICA）及血流储备分数（fractionalflowreserve，FFR）是冠状动脉狭窄病变解剖及生理功能评价的“金标准”。基于FFR指导的血运重建策略能明显改善患者的预后，并显著降低心脏不良事件的发生率［1］。然而，FFR属于有创技术，费用昂贵，操作过程中还存在损伤血管的风险，而且FFR测量时需要应用腺苷等扩血管药物，存在一定禁忌证。这些局限性限制了FFR在临床上的推广应用，因此，亟需寻找一种能够替代有创性FFR进行冠状动脉功能评估的无创性新技术。
基于冠状动脉CT血管成像（coronaryCTangiography，CCTA）的FFR（CT-FFR）技术发展迅速，能够实现无创性评估冠状动脉生理功能并指导血运重建，在冠状动脉疾病功能性心肌缺血的诊断和治疗方面发挥着重要作用，无疑成为一种理想的选择。
一、CT-FFR技术简介CCTA具有良好的灵敏度和较高的阴性预测值，逐渐成为无创性评估冠状动脉病变的首选方法。但是CCTA属于解剖学评价，冠状动脉管腔狭窄与心肌缺血程度一致性较差，同时有创性FFR又存在费用高、潜在损伤及应用受限的问题，为了准确评价冠状动脉病变功能性心肌缺血，避免患者接受不必要的介入检查和血运重建治疗，Taylor等［2］提出了CT-FFR的概念。CT-FFR是一种将计算机影像学重建和模拟流体力学的功能学分析相结合的新技术，其以静息状态下的CCTA影像为基础，能够对冠状动脉狭窄病变进行无创性血流动力学评价。
当前，CT-FFR技术正值临床转化期，迫切需要解决如何规范CT-FFR的临床应用及如何正确解读CT-FFR结果的问题。因此，中华医学会放射学分会质量控制与安全管理专业委员会组织专家撰写了《冠状动脉CT血流储备分数中国专家建议》［3］，该建议优化了CCTA采集方案，对冠状动脉狭窄病变的CT-FFR测量位置和结果解读进行了推荐，以推动CT-FFR进入临床应用。
二、CT-FFR临床研究现状1.CT-FFR诊断效能评估：目前，国内外已陆续开展多项大规模、多中心临床试验，旨在评估验证CT-FFR对冠状动脉疾病功能性心肌缺血的诊断价值。
DISCOVER-FLOW、DeFACTO和NXT等研究对基于3D-CFD模型的CT-FFR在诊断疑似或明确冠状动脉疾病人群中的效能进行了评估［4,5,6］，表明无论是以患者为基础，还是以血管病变为基础，与单纯CCTA相比，CT-FFR诊断冠状动脉缺血病变的准确度更高，诊断特异度也有所提高，显示了CT-FFR鉴别特异性缺血病变的重要价值。Kruk等［7］的研究还表明CT-FFR可提高判别冠状动脉临界病变（ICA示狭窄程度介于40%~69%）缺血与否的准确度。最近，我国多中心研究利用基于3D-CFD模型的uCT-FFR分析软件也揭示了CT-FFR与有创性FFR的良好相关性［8］，证实了CT-FFR诊断心肌缺血性病变的灵敏度和特异度优于单纯的CCTA。该uCT-FFR软件利用基于经管腔衰减梯度（transluminalattenuationgradient，TAG）的全冠状动脉模型，对算法和技术上进行了简化，能够显著减少分析时间。此外，另一项基于机器学习模型的中国多中心CT-FFR研究同样证实［9］，无论是基于血管水平还是基于患者水平，CT-FFR诊断特异性缺血病灶和评估临界病变的准确度较高，同时还揭示了基于不同模型或算法的CT-FFR的诊断效能没有差异。
CT-FFR在识别急性冠状动脉综合征或急性心肌梗死的罪犯斑块方面也具有一定价值。EMERALD研究显示［10］，与非罪犯斑块相比，罪犯斑块的高危斑块特征更多，CT-FFR值较低，而CT-FFR差值较高。此外，低密度斑块、总的非钙化斑块、总斑块体积、正性重构、斑块长度与CT-FFR降低（0.80）显著相关，低密度斑块的体积结合CT-FFR可增加对缺血的诊断效能［11］。整合高危斑块解剖特征与无创性血流动力学信息可提高潜在罪犯斑块的识别能力，减少主要心脏不良事件的发生。
对于CCTA而言，重度钙化斑块可影响血管狭窄程度的评估，CT-FFR等血流动力学指标可提高CCTA评估钙化斑块的准确度及对心肌缺血的诊断效能。NXT亚组研究［12］和MACHINE研究［13］显示CT-FFR受钙化影响明显小于CCTA，不论钙化程度高低，CT-FFR显示特异性缺血病变的诊断准确度都优于常规CCTA。
部分心肌桥患者伴有心肌缺血表现，可能与心肌桥所致的血流动力学改变有关。Zhou等［14］证实心肌桥远端的CT-FFR值较正常人明显降低，CT-FFR异常与心肌桥的长度和收缩期狭窄程度密切相关，血流动力学异常的心肌桥患者更容易出现心绞痛症状。
CT-FFR作为一种新的无创性血流动力学功能检查方法，临床应用前景广阔，与其他功能影像检查相比，CT-FFR诊断效能也得到了肯定。PACIFIC亚组研究表明CT-FFR诊断缺血病变的敏感度优于CCTA、SPECT和PET［15］，准确度明显高于CCTA和SPECT，特异度高于SPECT，其对心肌缺血的诊断作用与PET相当。此外，尚有研究表明CT-FFR和心肌CT灌注（CTP）诊断性能相当，并且两种技术相结合可明显提高CT对特异性缺血病变的诊断能力［16］。CREDENCE［17］、DECIDE-Gold［18］等多项临床试验也正在开展，旨在比较CT-FFR和无创性心肌灌注成像（SPECT、PET、MR灌注或CTP）对缺血病变的诊断效能。
2.CT-FFR指导临床决策及预后评价：CT-FFR可同时提供冠状动脉的解剖和血流动力学信息，指导冠状动脉疾病患者的诊疗策略和预后评估。
PLATFORM研究［19］和ADVANCE研究［20］表明CCTA结合CT-FFR明显减少了ICA和经皮冠状动脉介入（PCI）的数量，降低了患者的医疗风险和经济负担，CT-FFR结果阴性的患者在随访周期内并未发生主要心脏不良事件（majoradversecardiacevents，MACE）。PROMISE试验也同样表明CT-FFR能够很好地预测稳定性心绞痛患者接受再血管化治疗和MACE事件的发生［21］，证实CCTA结合CT-FFR可作为疑似或明确的冠状动脉疾病患者是否需要行ICA和/或PCI诊疗策略的“守门人”。另有研究评估了CT-FFR技术在急性胸痛患者治疗方案选择中的可行性和安全性，结果与以上研究类似，为CT-FFR应用于急诊诊疗提供了临床证据［22］。
“虚拟冠状动脉支架植入”技术是基于真实支架的形态大小在冠状动脉树三维模型中进行虚拟冠状动脉介入治疗的一种技术。Kim等［23］发现CT-FFR技术预测PCI术前缺血病变及PCI术后残余缺血的准确性均较高，CT-FFR与虚拟冠脉支架植入术相结合的计算模型具有可行性，有助于明确PCI的适宜性及选择支架的规格和植入位置，降低患者的医疗风险。
除了指导PCI决策，CT-FFR还可以用于规划冠状动脉旁路移植术（CABG）的手术方案，Sonck等［24］的研究在左主干或3支病变的冠心病人群中验证了基于无创性影像（CCTA+CT-FFR）规划外科手术方案的可行性，但是临床推广的证据尚不足，实际应用尚需谨慎。
总之，现有临床研究验证了CT-FFR技术的准确度和可行性，从单支重度狭窄病变至临界病变，从冠状动脉疾病诊断至评估预后，从指导PCI到CABG方案规划，CT-FFR技术正在不断完善和发展。
三、CT-FFR局限性及未来展望1.CT-FFR技术及研究局限性：CT-FFR结合了CCTA和FFR的优势，可同时评估冠状动脉狭窄病变的解剖结构和功能，在冠状动脉疾病诊治及预后评估方面发挥了重要作用，但是CT-FFR也有其自身的局限性：（1）基于常规CCTA影像的CT-FFR并不能完全模拟真实的冠状动脉充血状态，不同患者冠状动脉血管弹性不一，个体间的微循环状态及每支冠状动脉所支配的灌注床范围差异较大，应用同一模型计算FFR值势必会影响准确度［25］；（2）CT-FFR的计算建立在最大充血状态下冠状动脉最小微循环阻力是近似相等的假设基础之上，实际上低血压、弥漫性血管病变等诸多疾病状态可影响最小微循环阻力，这时计算得到的CT-FFR会显著低估病变的严重程度；（3）尽管有研究表明即使CCTA图像质量较差，CT-FFR诊断冠状动脉缺血病变的准确度依然优于CCTA，但是CT-FFR的计算基础是CCTA图像，完美的图像质量仍然是重要的前提，心电错误配准、运动伪影、钙化、噪声等均可能影响CT-FFR的准确度及可重复性［26］；（4）基于3D-CFD的CT-FFR计算较复杂，分析时间长，严重阻碍了该技术的临床推广。虽然基于降维CFD和基于人工智能深度学习模型的CT-FFR软件极大地缩短了分析时间，但这两种模型CT-FFR准确度的临床证据还不充分，尚需要大型临床试验验证。
2.CT-FFR未来展望：近年来CT-FFR发展较快，相关技术取得了较大的进步，但CT-FFR临床应用广泛性不足，技术本身还有较大的发展潜力。（1）CT-FFR算法及软件需要进一步更新完善，提升分析速度及可重复性，争取实现结果的实时显示，使其能够被临床医师认可并广泛应用于临床实践；（2）目前多数研究主要集中于疑似或确诊冠状动脉疾病人群，尚需进一步分析验证亚组人群中CT-FFR的诊断效能，如微循环病变、弥漫性病变、左心室肥大、急性或陈旧性心肌梗死、PCI术后或CABG术后等患者；（3）心脏CT数据挖掘不充分，心肌缺血的判断及治疗决策仅依靠冠状动脉狭窄解剖特征及其血流动力学改变，需要进一步结合冠状动脉斑块特征及CT心肌灌注信息，实现斑块破裂和MACE发生的风险预测；（4）基于人工智能深度学习模型的CT-FFR软件能够实现快速的现场分析，易于向临床推广应用，未来可开展更多基于该模型的临床研究，以优化冠状动脉疾病患者的临床诊疗路径，改善预后。
综上所述，CT-FFR基于标准化的CCTA图像数据，无需额外的CT扫描，不增加辐射剂量，也无需使用导丝及额外血管扩张药物，可准确评估冠状动脉病变的解剖特征和斑块性质，同时还能够获得冠状动脉的血流动力学信息，是一种将解剖及功能信息整合为一体的冠状动脉病变检测新技术。CT-FFR诊断特异性心肌缺血病灶的敏感度及特异度较高，能够指导临床决策及评估预后，发挥“看门人”的作用，展现出良好的应用前景，但仍需要更多的临床证据，以使更多冠状动脉疾病患者受益。
来源：中华放射学杂志
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