冠状动脉CT基本原理及诊断效能、工作流程、临床证据、应用临床路径及局限性.docx

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1、冠状动脉CT基本原理及诊断效能、工作流程、临床证据、应用临床路径及局限性目前血流储备分数被认为是心外膜冠状动脉狭窄功能性评价的“金标准”，但由于各种原因在实际临床中FFR的应用受到一定限制。基于CCTA影像数据应用高级计算流体力学及深度学习等方法获得的冠状动脉CT血流储备分数(CT-FFR)能同时提供冠状动脉的解剖和生理学信息，成为临床研究和应用的新热点。CT-FFR基本原理及诊断效能CT-FFR基本原理CT-FFR是一项无创的图像后处理技术，基于常规CCTA所获得的冠状动脉三维图像，辅以计算机专用软件，即可根据冠状动脉解剖模型，联合冠状动脉生理学的数学模型、流体动力学的物理定律，模拟冠状动脉

2、血流情况，计算冠状动脉流速和压力，提供模拟FFR结果。经典的CT-FFR计算大致可分为3个要素：从CCTA图像提取出解剖模型，设定计算模拟的区域;选择合适的数学模型和数值方法;确定边界条件。根据FFR计算所采用的方法，目前可用的CT-FFR软件主要有以下3类：基于三维计算流体力学(3D-CFD)的CT-FFR、基于降阶CFD的CT-FFR、基于深度学习的CT-FFR。(1)基于3D-CFD的CT-FFR方法以血管的三维模型为基础，采用了计算流体力学的数值方法，辅以心血管力学模型计算出三维模型中压力速度场，进而估计出CT-FFRo其还原程度较高、具有较高的精准度，但计算量较大，早期每例的处理时间

3、较长（一般为1-4h）,需要专业人员在核心实验室的超级计算机上进行离线并行计算和处理，限制了其在临床的广泛应用。随着技术和算法的进步，其精准度和计算时间都有明显提高，使基于3D-CFD的CT-FFR实现了现场实时分析。基于3D-CFD的计算方法在原理上适用于各种冠状动脉解剖结构和复杂病变，但对于血管边界的重建要求较高，跟其他CT-FFR方法一样受图像质量影响。（2）基于降阶CFD的CT-FFR方法便于现场部署及计算，通过一维降阶模型进行流体模拟，沿着冠状动脉树进行压力、流量的测定，最后，将CT-FFR值的空间分布以彩色编码地图的方式投影至三维冠状动脉树模型上。基于降阶CFD的计算时间显著低于3

4、D-CFD,计算时间2-5min,图像分割及人工修改时间另计，目前已经能实现一站式自动化CT-FFR分析。基于降阶CFD的计算方法，丢失了部分三维信息，因此在某些复杂解剖结构上精准度可能会受到限制。（3）基于深度学习的CT-FFR使用深度学习框架，采用多层神经网络结构和一维降阶模型，对大数据集的冠状动脉树解剖结构与其相应计算血流动力学之间的复杂关系进行离线训练、学习，模拟一个符合CFD计算结果的模型。完成训练后基于深度学习相比基于3D-CFD可以更快地计算CT-FFR,更加适合现场部署计算。基于深度学习的计算方法，需要训练大量压力导丝测量的真实CCTA数据，因此对于尚未充分训练的冠状动脉解剖结

5、构和复杂病变,计算结果可能存在一定的不确定性。CT-FFR的诊断效能CT-FFR能明显提高对心肌缺血的诊断特异度，可减少不必要的ICA检查。CT-FFR图像质控、工作流程及测量位置选择图像质控CT-FFR对于直径2.5mm以上冠状动脉的计算是可靠的，然而冠状动脉钙化和图像伪影也是制约CT-FFR计算的重要因素。推荐意见：用于CT-FFR测量的CCTA图像要用至少64排探测器的CT采集，遵守心血管CT指南扫描规范。不建议对有严重伪影和严重钙化（总钙化积分1000）的图像进行CT-FFR测量。CT-FFR工作流程CCTA图像质控合格软件血管分割及斑块检出测量员确认（必要时手工调整）CT-FFR计算

6、上级医师审核确认图1CT-FFR工作流程测量位置选择应该根据临床医师关注的靶血管和靶病变确定测量位置。临床医师和影像科医师应当共同合作，在CT-FFR计算前对CT图像及测量位置进行必要的确认。图2CT-FFR测量位置示意注：A.1支血管1处病变，建议报告靶血管CT-FFR值、靶病变CT-FFR值(病变远端2cm处)及病变前后CT-FFR值；B.1支血管多处病变，建议报告靶血管CT-FFR值及每处病变前后CT-FFR值。推荐意见：建议同时提供靶血管、靶病变及跨病变ACT-FFR值(病变近端与远端CT-FFR的差值)。CT-FFR临床证据CT-FFR减少ICA的使用，提高血运重建占比P1ATFoR

7、M研究在计划进行ICA的临床稳定的患者中，61%的患者在接受CCTA/CT-FFR检查后取消ICANXT研究Cr-FFR将68%的CCTA假阳性患者和67%的CCrA假阳性血管正确地重新分类为真正的阴性结果，降低了临床误诊率，提高了IeA的效率。CT-FFRR1PeORD研究将NxT研究中的患者信息交由3名临床医师迸行回顾性、假设性的临床决策。研究者发现通过CT-FFR检查后，44%的患者治疗方式被改变，18%的患者改变了需要血运重建的Ie血管。真实世界ADVANCE注册研究与最开始基于CCTA的治疗计划相比，CT-FFR改变了66.9%患者的临床诊疗计划。FoRECAST研究是一项多中心、随

8、机对照研究，1400例患者随机分为常规临床诊疗组和CcTA/CT-FFR指导诊疗组，结果显示CCTACTFFR组ICA的比例显著低于常规诊疗组(19%vs.25%,P=0.01),而CCrA/CT-FFR组血运重建占比高于常规诊疗组(75%VS.55%),提示CT-FFR有助于提高ICA的效率。SYNTAXIIIREVO1UT1ON研究是一项多中心、随机对照研究，比较左主干或三支血管病变患者分别行CCTA、ICA后的临床决策。结果显示CT-FFR纠正了CCTA对SYNTAX评分的过高估计，与ICA相比，在相似程度上改变患者的临床决策(6.3%vs.9.0%).CT-FFR对冠心病患者的预后价值

9、P1ATFORM研究在90d随访中，使用CT-FFR后取消ICA的患者没有发生主要不良心血管事件(MACE)同时在1年随访时计划ICA队列中直接ICA组和CCTACTFFR指导组患者的临床事件和生活质量差异均无统计学意义，但CT-FFR组的医疗支出减少。ADVANCE注册研究在CT-FFR0.80的患者中，90d内无死亡/心肌梗死发生，而在CT-FFRW0.80的患者中，MACE发生率(HR19.75,95%C11.19-326,P=0.008)和死亡/心肌梗死发生率(HRI4.68,95%CI0.88-246zP=0.039)均显著升高,表明CT-FFR0.80与良好的短期预后相关。ADVA

10、NCE注册研究)年随访CT-FFR值与之后ICA、血运重建和MACE发生率呈负相关，由于总体事件率仅1.16%,与CT-FFR0.80相比，CTFFRSO.80的患者MACE风险增加差异无统计学意义(RR181,P=0.06),但心血管死亡或心肌梗死的风险显著增加(RR4.22,95%CI1.28-13.95,P=0.01)；而在CT-FFR0.90的患者中无任何临床事件发生。Norgaard等进行的一项单中心研究CT-FFR0.80的患者可以安全地推迟ICA,其在2年随访的不良心血管事件发生率(全因死亡、心肌梗死、因不稳定型心绞痛住院或非计划血运重建术)与CCTA狭窄0.80的患者没有发生心

11、肌梗死或死亡，表明了CT-FFR0.80的长期安全性。一项回顾性分析CT-FFR在急诊室急性胸痛患者中的使用研究入选的急性胸痛患者排除了心电图明显变化或者心肌标志物阳性，即排除了明确诊断为ACS的患者，结果发现CT-FFR0.80患者90d随访未发生死亡或者非致死性心肌梗死。CT-FFR对冠心病患者的预后有一定的预测价值。CT-FFR应用临床路径共识设定的临床情境是患者已经进行了CCTA检查，且CCTA图像也适合进行CT-FFR测量。CT-FFR应用的一般临床(1)无症状人群参照稳定冠心病的相关研究，建议狭窄程度90%的患者由临床医师根据病变部位和其他检查进行个体化评估，判断是否进行ICA检查

12、，狭窄程度30%-90%的患者进行CT-FFR测量。(2)无冠心病史症状稳定或症状不典型患者建议狭窄程度90%的患者直接进行ICA检查，狭窄程度(3)急性冠脉综合征(ACS)患者当患者诊断为ACS时，如为ST段抬高的ACS,建议紧急行ICA；如为非ST段抬高ACS,先进行危险分层，当危险分层为低危时，可先进行无创评估，而当危险分层为非低危患者时，建议紧急或择期行ICA。推荐对于该人群CT-FFR的应用参照上一部分症状稳定患者。推荐CT-FFR可用于协助指导ACS患者ICA后非靶血管是否进行血运重建。CT-FFR在ACS患者中应用时，对CT-FFR测量软件有更高要求，包括部署现场工作站，且图像处

13、理要能在靶血管结束血运重建前完成。(4)有冠心病病史患者因本共识设定的临床情境是患者已经进行了CCTA检查，此类患者可以推荐直接CCTA+CT-FFR临床策略，可减少CCTA检查后评估CT-FFR的等待时间。对于单纯药物球囊扩张的血管，冠状动脉内无置入物，本共识推荐可以按无血运重建的路径进行。推荐意见：CT-FFR的临床使用要根据不同场景进行选择，推荐路径见图3。但最终的临床决策需要临床医师结合患者临床表现、病变部位、病变特点来综合决定。CT-FFR界值及解读推荐意见：目标CT-FFR0.80,认为该血管可能不存在缺血；0.70-0.80为灰区，应综合其他临床信息和检查结果，可充分调整药物治疗

14、后再进行判断；V070认为该血管可能存在缺血，建议进行ICA。CT-FFR应用的特殊临床情境(1)经导管主动脉瓣置换术(TAVR)术前冠状动脉评估推荐意见：虽然CT-FFR较单纯CCTA能在一定程度上提高主动脉瓣狭窄患者冠状动脉狭窄判断的准确性，但由于TAVR术前、术后冠状动脉血流的变化会影响CT-FFR值,故本共识推荐CT-FFR可用于TAVR术前冠状动脉评估，但在解读CT-FFR值时要慎重，可适当增大灰区范围。（2）非心脏手术患者的术前冠状动脉评估在非心脏外科术前评估的临床实践中，进行CCTA检查的患者不在少数。相关的术前评估指南对部分患者建议进行运动或者药物负荷试验评估冠状动脉缺血情况。

15、由于CT-FFR诊断心肌缺血（以压力导丝FFR为金标准）的准确度接近90%,CT-FFR可以部分取代负荷试验。推荐意见：CT-FFR可用于非心脏手术患者的术前冠状动脉评估。CT-FFR局限性虽然CT-FFR在冠心病诊断、治疗决策方面得到了一定验证，但目前CT-FFR还有一些局限性：CT-FFR获得的临床证据来源于不同的软件，将某一软件的研究结果外推至其他软件产品需慎重。CT-FFR对CCTA的图像质量要求较高，仍有不少比例的CCTA图像无法进行CT-FFR计算。CT-FFR对严重钙化病变的诊断效能不确定。（S）CT-FFR在经皮冠状动脉介入治疗术后或冠状动脉旁路移植术后的应用还缺乏临床证据。自主研发的CT-FFR软件大部分仅进行了诊断效能方面的研究，其用于临床决策及预后的数据还非常缺乏。需要共同努力进行相关的高质量前瞻性临床研究，为CT-FFR在临床的广泛应用提供更多的证据支持。