冠状动脉血流储备的测定培训教材.doc

冠状动脉血流储备的测定培训教材冠状动脉内血流速度或流量可以准确反映心肌获得的流量。冠状动脉造影对直径狭窄<30%或狭窄80%的生理功能严重程度，即狭窄对相应区域心肌血流量的影响程度可作出较为正确的判断，但对于直径狭窄30%70%的生理功能严重程度评价的准确性受到一定程度的限制。IVUS能更准确地评价血管直径和管腔截面积，但由于血管重构和微血管床的影响，正确评价狭窄生理功能 的严重程度仍受到限制。多普勒导丝可以测定冠脉内血流的速度，但由于大的冠状动脉狭窄或微循环功能障碍均可以使冠脉内血流速度降低，故多普勒参数亦不能准确评价狭窄本身对心肌血流的影响程度。冠脉内压力测定是另外一种间接评价冠脉内血流的方法，ACC/AHA2005年PCI指南中已经推荐将冠脉跨狭窄压力参数作为冠脉病变生理功能的评价措施。一 冠脉血流储备的理论基础（一）冠状动脉循环和调节冠状动脉血管临床解剖冠状动脉系统由直径及毫米的较大冠脉到直径400um的分支成树枝样的较小冠脉以及直径小于400um的小动脉和毛细血管组成。正常的心外膜冠状动脉对血流并不产生明显的阻力，称为管道血管，心外膜冠状动脉的这种生理特征是测定冠脉血流的重要条件。直径小于40um的动脉称为阻力血管，在生理或药物的作用下能够扩张，这对调节不同状态下的心肌血流量至关重要。人类冠状动脉阻力血管可分为两部分：直径100-400um的前小动脉，其张力受冠脉流量、扩张压力和肌源张力的控制，也受自主神经系统和内皮功能的调节；直径小于100um的小动脉，主要受灌注压和心肌代谢的影响。毛细血管床是由相互连接的直径约为5um的细小血管组成的网状结构，具有扩张的性能，受其内压和邻近肌细胞的收缩状态的影响。侧枝血管克江可将不同冠脉间的血管网连接起来。这种未发展的侧枝血管在出生时就已存在，出生后在不同此刺激作用下可以逐渐发展。心外膜冠脉狭窄时，侧枝血管开放，到心肌的侧枝血流量逐渐增加。因此，心外膜冠状动脉狭窄时，相应区域心肌的血流量包括狭窄冠脉的前向血流量和来自侧枝血管血流量的总和，即心肌的血流量与狭窄冠状动脉的血流量明显不同。2心肌血流量的调节心外膜冠状动脉正常时，冠脉流量等于心肌流量。由于静息状态下心肌的氧摄取能力已接近最大，因此当氧需要量增加时，氧摄取已经不能进一步增加，故冠脉循环只能通过增加血流量来满足心肌氧需要量的增加。影响心肌血流量的因素包括自动调节：是一种当灌注压在一定范围内变化时维持血量恒定的内在机制。当冠脉横截面积狭窄85%-90%，静息冠脉血流量仍在正常范围，虽狭窄的加重，冠脉微循环血管扩张，仍可维持静态血流量正常。当管腔横截面积狭窄大于等于75%时，充血相血流量明显降低。血管外压力调节：心室收缩峰压力、舒张末期压力、心率和收缩力都可独立作为血管外压力来增加冠脉阻力，特别是有狭窄存在时，这种作用更明显。神经调节：交感和副交感神经均影响心肌血流量，交感兴奋时心肌血流量增加，副交感多使心肌血流减少；冠状动脉内皮。在正常状态下，内皮细胞可以释放许多学赶活性物质，特别是一氧化氮。缺氧、凝血酶、血小板活性物质及剪切力增加等可以刺激NO等内皮活性物质合成和释放的增加，诱发内皮下平滑肌细胞舒张，降低血管张力，增加心肌血流量。3血流储备的概念但冠脉被阻塞几秒钟后，小冠状动脉平滑肌开始舒张，阻塞被解除时，冠脉血流量将有大幅度的增加，可达阻塞期间流量缺额的3-5倍，这种现象被称为反应性充血，即冠脉流量储备。临床上常用的概念包括：A 绝对流量储备（Coronary Flow Reserve，CFR）：即充血相与静息相的流量比值，正常时充血相的流量应是静态时的46倍；B 相对血流储备（Relative Coronary Flow Reserve，rCFR）：狭窄冠脉（或支配区心肌）与邻近正常冠脉（或支配区心肌）最大充血相流量的比值，正常值为“1”；C 分数流量储备（Fractional Flow Reserve，FFR）：即狭窄冠脉（或支配区心肌）的最大充血相流量或压力与假设同一冠脉（或支配区心肌）完全正常时的最大流量或压力比值，以正常值的分数形式表达，正常值为“1”。（二）冠状动脉血流储备的测定原理和意义1冠状动脉多普勒导丝和血流速度测定 （1）多普勒导丝的工作原理 多普勒作用是指声源方向与声音频率之间的关系，即向声源方向时频率较高，而背向声源方向时声音频率低。将能感受频率变化的压电晶体镶嵌在PTCA导丝的头端，制成多普勒导丝，将其送入冠脉内，感受血流频率的变化，以频谱的方式表现。血流速度改变恢复频率，导致多普勒位移。电子回路的特殊分析允许持续记录多普勒位移，根据物理公式，可以计算血流速度。由于速度和容积流量间有直接关系，血流量等于血管横切面积和平均流速的乘积，因此，在血管的横切面积相对一定的状态下，流速的变化可以反映冠脉血流量的变化。（2）正常血流速度频谱 冠脉血流具有典型的周期性特点，即舒张期流量大，频谱高，收缩期流量小，频谱低。 正常情况下，左冠脉近端舒张期峰值流速为40-80cm/s，收缩期峰值流速为10-20cm/s，右冠脉血流速度比左冠脉低15-20%；左冠舒张期/收缩期流速比值>1.8，右冠舒张期优势不明显；正常冠脉流量储备CFR> 3；左前降支近端舒张期流速积分比右冠近高；（3）分数流量储备（FFR）的评价及临床意义 FFR是在冠脉血管最大扩张和心肌充血状态下，通过测定冠脉狭窄近端和远端的压力，利用压力流量方程式计算获得的反映冠脉狭窄功能的流量储备指标。计算公式如下：FFR=狭窄时最大心肌血流量/正常最大血流量 利用诊断导管或导引导管经液体压力感受器测得近端正常血管的压力Pa，用压力导丝测量狭窄远端的压力pd，FFRnyo=Pd/Pa;FFR的优点a. 狭窄特异性指标；b. 重复性好；c. 不受血流动力学参数变化的影响。心率、血压和心肌收缩力的变化对FFR没有影响；d. 可用于三支血管病变患者；e.包括了侧枝循环的血流量，心肌的血流包括了狭窄冠脉的前向血流量和侧枝循环的血流量；f. 便于临床应用。在诊断和介入导管操作中容易进行测量，即导丝+注射器=FFR。FFR的局限性： 微血管病变。微血管病变存在时，FFR被高估，FFR本身不能评价微血管病变。冠状动脉窃血。为准确地评估由有狭窄血管提供侧枝的心肌区域的侧枝流量储备分数，应静脉给与血管扩张剂；冠状动脉痉挛。FFR不能评价这种现象；中心静脉压力。中心静脉压力明显增高时，可能影响FFR测定值。实验和临床研究证实，FFR的正常值为1，若FFR<0.75，提示狭窄能引起严重的缺血事件，PTCA后FFR恢复>0.90；支架术后FFR应恢复正常，应>0.95；二 冠状动脉下流储备的测量方法学（一）CFR的测量 进行多普勒血流测定时，可经诊断导管或导引导管将多普勒导丝送入冠脉狭窄的远端，使探头位于狭窄以远3-4cm处，调整方向获得稳定的血流速度频谱，测定基线血流参数后，冠脉内或静脉内给与血管扩张剂，记录药物峰作用时血流参数。值得注意的是血管横截面积的变化对CFR的影响，提倡在测量CFR前，冠脉内注射硝酸甘油100-200ug。若测量rCFR，则应将Doppler导丝送入狭窄冠脉的远端测量最大充血状态下的平均峰值流速，再用同样的方法测量正常冠脉的平均峰值流速，然后计算二者比值；（二）FFR的测量1零点校正和定标 FFR通过冠脉内压力测量而获得，冠脉内压力需要用压力导丝测量。每一条压力里导丝在使用前都应该进行体外零点校正和定标。这一过程完成后，将压力导丝沿诊断导管或导引导管送入冠脉开口处，通过上下微调导管压力换能器的高度，使导管和压力导丝测得的压力相等。若最初两条压力相差10mmHg以上，建议重新校对压力导丝。在两条压力曲线记录的压力相等或仅差12mmHg时，为零点校正成功。2FFR的测量和技术要点 零点和冠脉口处的压力校对成功后，操纵压力导丝通过狭窄处使感受器位于狭窄远端35cm管腔内，在最大充血状态下同时记录两条压力曲线及其平均压力。经导管记录的平均压是Pa，压力导丝记录的平均压为Pd，FFR就是Pd/Pa。为准确记录主动脉压力，建议使用6F或7F 导管；若使用大直径或带侧孔的导管，应将其后撤离开冠脉口，以免嵌顿血流诱发压力降低或假正常导致FFR被高估或低估。此外，从导丝上撤除导引针并关紧Y连接器。评估冠脉开口病变、单支多处以及弥散血管病变或提示存在冠脉内窃血时，最好静脉内给予血管扩张剂。冠脉内使用血管扩张剂时，应确保药物被注射入冠脉，最好重复23次，避免使用带侧孔的导管。测量结束后，后撤导丝至冠脉口再次校对两条压力曲线相等。（三）最大充血相的诱发药物和常用药物CFR和FFR都应该在微血管床最大扩张（心肌最大充血）状态下完成。1冠脉内给予罂粟碱 冠脉内注射罂粟碱被认为是诱发冠脉最大扩张和心肌最大充血的金标准。常用剂量为左冠状动脉12-15mg，右冠状动脉8-10mg，快速注射，作用高峰在给药后30-60秒，持续时间也为30-60秒。其副作用有QT间期延长和T波变化，偶可见多形性室性心动过速发生。由于与离子型造影剂合用易发生混浊，故应与真正的非离子型造影剂合用。2冠脉内腺苷或三磷酸腺苷 腺苷是通过血管平滑肌腺苷A2受体产生血管扩张作用，其不依赖于心肌代谢的需要。冠脉内注射腺苷是非常安全的，允许在几分钟内重复使用。ATP有与腺苷类似的性质。腺苷的常用剂量为每次左冠脉内20-40ug，右冠状动脉15-20ug，给药后10秒钟作用达高峰，充血相仅持续5-15秒钟，30秒钟作用消失，常不能达到稳定状态。偶有房室传导阻滞发生。一部分人不能获得最大充血状态，有高估FFR的可能性。目前临床上采用逐渐增量的办法，右冠状动脉每次给予40ug，做冠状动脉每次给予60ug。如果FFR在临界值福建，用量可每次增加20-30ug，至最大用量每次150ug。ATP在体内的降解成为腺苷后发挥血管扩张作用，而并非通过ATP的内皮依赖性血管扩张或作用于嘌呤P2受体而起作用。尽管如此，研究证实ATP诱发血管最大扩张的药物剂量并不需要增加，而是与腺苷剂量相同，作用达高峰和持续时间及其药物的不良反应也类似于腺苷。3静脉内应用腺苷或ATP通过中心静脉输注腺苷可在1-2分钟之内获得稳定的最大充血状态，几乎在所有的患者或冠状动脉均能获得最大充血相，并可测到很理想的压力曲线。起作用在停药后1分钟内消失，因此便于重复使用。常用剂量为140-180ug/(kg.min)，一般需要给药3-6min，很少诱发明显的房室阻滞，输注期间血压会降低10%-15%，患者可有类似心绞痛样胸痛。应注意，有阻塞性肺病的患者不要使用。ATP可以作为腺苷的替代品，较少发生胸部不适。其用法、用量、作用达峰时间和消失时间及注意事项均与腺苷相同。4静脉内双嘧达莫（潘生丁）潘生丁0.56mg/kg输注4分钟，可诱发持续的充血效应，但许多患者不能获得最大充血相。提高剂量至0.75mg/kg，尽管可使绝大部分患者获得最大充血相，但往往伴有明显的低血压和其他副作用。用药后充血作用可持续20分钟，故也不利于在短期内重复使用。（四）正常值和临界值1CFR和FFR的正常值和范围CFR反映冠脉微血管床的最大扩张能力，基于其生理学特征，CFR的正常范围应在3-6之间。根就FFR的定义，在任何一个患者和任何一个冠脉，FFR的正常值都应该改是1，健康志愿者的FFR范围在0.94-1.0之间；2临界值和可靠性临界值是指判断狭窄生理功能严重程度的分界值。动物和临床研究证实FFR<0.75，即当狭窄使心肌最大血流量减少至正常的75%以下时，则可导致严重的心肌缺血，提示狭窄有明显的血流动力学意义。以FFR值0.75判断心肌有无缺血的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值和准确性分别为88%、100%、100%、88%、93%，换句话说，FFR<0.75的患者均有心肌缺血发生，而FFR0.75时，仅有12%的患者可能有心肌缺血发生。研究发现：狭窄面积>70%、MLD<1.8mm、MLA<4.0mm2和病变长度>10mm是FFR<0.75的最佳预测值。三 冠脉血流储备测量的临床意义（一）评价冠脉临界病变的血流动力学意义 多因素分析显示CFR是预测临界病变患者临床事件的唯一独立危险因素。（二）评价PCI治疗的近远期疗效 FFR是PCI患者术后各种事件的明显独立预测因素；建议支架术后即刻FFR应恢复大于0.95；（三）评价单支血管多处病变的罪犯病变（四）评价测值循环血流量 球囊阻塞血管时测定远端的冠状动脉边缘压（Pw），可反映侧支循环的血流量， Pw/Pa=0.30为其临界值。（五）指导多支血管病变的介入治疗；判断多支病变的罪犯血管是对医生的一个挑战，FFR可作为判断指标。F ame研究比较了根据血管造影和根据FFR测定值决定多支血管病变PCI策略的结果，1年随访发现FFR引导的PCI患者有较低的MACE发生率，而两组死亡、MI、CABG和再次PCI的发生率类似。（六）评价分叉病变“坐牢”分支的血流动力学意义分支病变在主支植入支架后，被“禁闭”的分支血流量的减少程度可以通过测定FFR值来评估。研究提示：主支支架后分支QCA直径狭窄<75%时，FFR均 > 0.75；狭窄>75%时，也只有20%有血流动力学意义。因此提示，分叉病变分支是否需要介入处理可通过测量FFR确定。（七）FFR与IVUS的比较 一般来说，FFR更适于确定临界狭窄病变的功能意义评价，而IVUS更适用于评价病变的解剖特点、血管大小、斑块位置和支架释放的理想性评价。四 解读冠脉血流储备测量的注意事项（一）梗死相关动脉的FFR心肌梗死后，由于心外膜或阻力冠状动脉不适当地收缩、远端血管床的栓塞、阻力血管的顿抑、微血管的部分闭合以及心肌肌块的减少，可导致FFR被高估。AMI后，因为梗死区微血管床的阻力必然存在不均一性和可变性，因此FFR的预测能力在理论上有些受限。但是，心肌梗死恢复期残余存活心肌的FFR仍是狭窄存在时最大流量与无残余狭窄时的最大流量比值。研究提示：梗死相关动脉的FFR>=0.75可以排除可逆性心肌缺血（敏感性为85%，阴性预测值为87%），FFR<75%常可提示（但不总是）残余心肌缺血（敏感性为81%，阳性预测值为77%），介入处理后心功能会得到一定程度的恢复。（二）左室肥厚患者的FFR左室肥厚时，血管床的增加与肌块的增加并不成比例，导致心肌血管床的正常血流储备降低。用0.75的FFR临界值可能并不适合于判断左室肥厚时有无心肌缺血，也许FFR的临界值更高。因此，左室肥厚时，FFR的意义应慎重。（三）静态或运动诱发冠脉痉挛FFR不能反应静态、运动或情绪负荷期间血管张力改变相关的缺血产生的状态，然而大多数由血管张力引起的心肌缺血状态对内科治疗都有高度的反应性。五 总结和治疗指南建议冠状动脉血流测量可有效用于冠状动脉生理功能的评价，技术上安全可行，在评价冠状动脉临界病变的严重程度、介入治疗的近远期疗效和研究冠状动脉微循环等方面有重要作用；当冠脉狭窄远端多普勒导丝测得的CFR<2.0、rCFR<0.8、狭窄段P/D<1.7（狭窄近、远端流速比值）、DSVR<1.8（diastolic/systolic flow velocity ratio）或压力导丝测得的FFR<0.75时，提示该狭窄有血流动力学意义，可引起明显的心肌缺血，有助于决定临界病变治疗策略的选择；冠脉血流参数也有助于评价介入术后即刻和中远期疗效。2005年ACC/AHA PCI治疗指南中建议：在有心绞痛、冠脉造影有直径狭窄30%-70%的临界病变的患者，多普勒导丝和冠脉内压力测定可用于评价狭窄生理功能的严重程度，并可代替无创性张力试验（a/B）；用于评价PCI是否成功，以生理功能的恢复程度预测发生再狭窄的风险（b/C）；用于评价有心绞痛但冠脉造影无明显罪犯病变的患者（b/C）。