Оценка фракционного резерва кровотока по данным компьютерной томографии: сравнение расчетных показателей с результатами инвазивных измерений

Цель    Создание трехмерной математической модели коронарного кровотока у больных ишемической болезнью сердца по данным компьютерной томографической ангиографии (КТА) с последующим расчетом фракционного резерва кровотока (ФРККТА) и сопоставление расчетного ФРККТА с референтными значениями ФРК, измеренными инвазивно во время проведения коронарной ангиографии (КАГ).

Материал и методы  В исследование включены 10 больных с «пограничными» (50–75 %) стенозами по данным КТА, выполненной на 640‑срезовом компьютерном томографе. На основании данных КТА построены трехмерные математические модели коронарных артерий для дальнейшего расчета ФРККТА. Впоследствии всем больным было выполнено инвазивное измерение ФРК (ФРКИНВ). Значение ФРК <0,8 указывало на гемодинамическую значимость стеноза.

Результаты   Значения ФРККТА и ФРКИНВ в большинстве случаев (n=9) отличались незначительно и только в одном случае превышали 5 %. Регрессионный анализ показал тесную корреляцию расчетных и инвазивно измеренных значений ФРК.

Заключение     Предварительные результаты показали хорошую сопоставимость расчетных и инвазивно измеренных значений ФРК. Поэтому дальнейшая разработка методики математического моделирования объемного кровотока по данным КТА является перспективным направлением отечественной кардиологии. Неинвазивная оценка ФРК особенно актуальна для анализа гемодинамической значимости «пограничных» (50–75 %) стенозов в коронарных артериях.

1. Neumann F-J, Sousa-Uva M, Ahlsson A, Alfonso F, Banning AP, Benedetto U et al. 2018 ESC/EACTS Guidelines on myocardial revascularization. European Heart Journal. 2019;40(2):87–165. DOI: 10.1093/eurheartj/ehy394

2. Johnson NP, Tóth GG, Lai D, Zhu H, Açar G, Agostoni P et al. Prognostic Value of Fractional Flow Reserve: Linking physiologic severity to clinical outcomes. Journal of the American College of Cardiology. 2014;64(16):1641–54. DOI: 10.1016/j.jacc.2014.07.973

3. Koo B-K, Erglis A, Doh J-H, Daniels DV, Jegere S, Kim H-S et al. Diagnosis of Ischemia-Causing Coronary Stenoses by Noninvasive Fractional Flow Reserve Computed From Coronary Computed Tomographic Angiograms. Journal of the American College of Cardiology. 2011;58(19):1989–97. DOI: 10.1016/j.jacc.2011.06.066

4. Coenen A, Lubbers MM, Kurata A, Kono A, Dedic A, Chelu RG et al. Fractional Flow Reserve Computed from Noninvasive CT Angiography Data: Diagnostic Performance of an On-Site Clinicianoperated Computational Fluid Dynamics Algorithm. Radiology. 2015;274(3):674–83. DOI: 10.1148/radiol.14140992

5. Nørgaard BL, Fairbairn TA, Safian RD, Rabbat MG, Ko B, Jensen JM et al. Coronary CT Angiography-derived Fractional Flow Reserve Testing in Patients with Stable Coronary Artery Disease: Recommendations on Interpretation and Reporting. Radiology: Cardiothoracic Imaging. 2019;1(5):e190050. DOI: 10.1148/ryct.2019190050

6. Agasthi P, Kanmanthareddy A, Khalil C, Egbuche O, Yarlagadda V, Sachdeva R et al. Comparison of Computed Tomography derived Fractional Flow Reserve to invasive Fractional Flow Reserve in Diagnosis of Functional Coronary Stenosis: A Meta-Analysis. Scientific Reports. 2018;8(1):11535. DOI: 10.1038/s41598-018-29910-9

7. FDA. 510(k) Premarket Notification. [Internet] Available at: https://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfpmn/pmn.cfm

8. NICE. HeartFlow FFRCT for estimating fractional flow reserve from coronary CT angiography. Medical technologies guidance [MTG32]. [Internet] Available at: https://www.nice.org.uk/guidance/mtg32

9. Colleran R, Douglas PS, Hadamitzky M, Gutberlet M, Lehmkuhl L, Foldyna B et al. An FFR CT diagnostic strategy versus usual care in patients with suspected coronary artery disease planned for invasive coronary angiography at German sites: one-year results of a subgroup analysis of the PLATFORM (Prospective Longitudinal Trial of FFR CT: Outcome and Resource Impacts) study. Open Heart. 2017;4(1):e000526. DOI: 10.1136/openhrt-2016-000526

10. Mahmoudi M, Nicholas Z, Nuttall J, Bresser M, Maishman T, Berry C et al. Fractional Flow Reserve Derived from Computed Tomography Coronary Angiography in the Assessment and Management of Stable Chest Pain: Rationale and Design of the FORECAST Trial. Cardiovascular Revascularization Medicine. 2020;21(7):890–6. DOI: 10.1016/j.carrev.2019.12.009

11. Терновой С.К., Чеповский А.М., Веселова Т.Н., Борисенко В.В., Серова Н.С. Математическое моделирование коронарного кровотока для оценки функциональной значимости стенотического поражения по данным компьютерной томографии. Российский Электронный Журнал Лучевой Диагностики. 2019;9(2):205-12. DOI: 10.21569/2222-7415-2019-9-2-205-212

12. Борисенко В.В., Веселова Т.Н., Терновой С.К., Чеповский А.М. Построение 3D-модели сосудов сердца с удалением кальцинатов. Системы высокой доступности. 2020;16(3):58-65. DOI: 10.18127/J20729472-202003-06

13. Борисенко В.В., Серова Н.С., Чеповский А.М. Восстановление трехмерной геометрии сосудов по данным компьютерной томографии. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Информационные технологии. 2019;17(3):5-17. DOI: 10.25205/1818-7900-2019-17-3-5-17

14. Терновой С.К., Веселова Т.Н., Борисенко В.В., Благосклонова Е.Р., Гаврилов А.В., Долотова Д.Д. и др. Неинвазивная оценка фракционного резерва коронарного кровотока по данным компьютерной томографии коронарных артерий с использованием гидродинамических расчетов. Российский Электронный Журнал Лучевой Диагностики. 2020;10(2):71-7. DOI: 10.21569/2222-7415-2020-10-2-71-77

15. Taubin G. A signal processing approach to fair surface design. SIGGRAPH ’95: Proceedings of the 22nd annual conference on Computer graphics and interactive techniques. 1995. P. 351-358. DOI:10.1145/218380.218473.

16. Douglas PS, De Bruyne B, Pontone G, Patel MR, Norgaard BL, Byrne RA et al. 1-Year Outcomes of FFR CT-Guided Care in Patients With Suspected Coronary Disease. Journal of the American College of Cardiology. 2016;68(5):435–45. DOI: 10.1016/j.jacc.2016.05.057

17. Douglas PS, Pontone G, Hlatky MA, Patel MR, Norgaard BL, Byrne RA et al. Clinical outcomes of fractional flow reserve by computed tomographic angiography-guided diagnostic strategies vs. usual care in patients with suspected coronary artery disease: the prospective longitudinal trial of FFR CT: outcome and resource impacts study. European Heart Journal. 2015;36(47):3359–67. DOI: 10.1093/eurheartj/ehv444

18. Lu MT, Ferencik M, Roberts RS, Lee KL, Ivanov A, Adami E et al. Noninvasive FFR Derived From Coronary CT Angiography: Management and Outcomes in the PROMISE Trial. JACC: Cardiovascular Imaging. 2017;10(11):1350–8. DOI: 10.1016/j.jcmg.2016.11.024

19. Ko BS, Cameron JD, Munnur RK, Wong DTL, Fujisawa Y, Sakaguchi T et al. Noninvasive CT-Derived FFR Based on Structural and Fluid Analysis: A Comparison With Invasive FFR for Detection of Functionally Significant Stenosis. JACC: Cardiovascular Imaging. 2017;10(6):663–73. DOI: 10.1016/j.jcmg.2016.07.005

20. Duguay TM, Tesche C, Vliegenthart R, De Cecco CN, Lin H, Albrecht MH et al. Coronary Computed Tomographic AngiographyDerived Fractional Flow Reserve Based on Machine Learning for Risk Stratification of Non-Culprit Coronary Narrowings in Patients with Acute Coronary Syndrome. The American Journal of Cardiology. 2017;120(8):1260–6. DOI: 10.1016/j.amjcard.2017.07.008

21. Lu MT, Meyersohn NM, Mayrhofer T, Bittner DO, Emami H, Puchner SB et al. Central Core Laboratory versus Site Interpretation of Coronary CT Angiography: Agreement and Association with Cardiovascular Events in the PROMISE Trial. Radiology. 2018;287(1):87–95. DOI: 10.1148/radiol.2017172181

22. Tonino PAL, Fearon WF, De Bruyne B, Oldroyd KG, Leesar MA, Ver Lee PN et al. Angiographic Versus Functional Severity of Coronary Artery Stenoses in the FAME Study. Journal of the American College of Cardiology. 2010;55(25):2816–21. DOI: 10.1016/j.jacc.2009.11.096

23. Ferencik M, Lu MT, Mayrhofer T, Puchner SB, Liu T, MaurovichHorvat P et al. Non-invasive fractional flow reserve derived from coronary computed tomography angiography in patients with acute chest pain: Subgroup analysis of the ROMICAT II trial. Journal of Cardiovascular Computed Tomography. 2019;13(4):196–202. DOI: 10.1016/j.jcct.2019.05.009