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血流储备分数指导冠状动脉血运重建研究进展

2021-12-06 来源:乌哈旅游
中华老年心脑血管病杂志201 5年5月第17卷第5期Chin J GeriatrHeart BrainVesselDis,May 201 5,Vol17,No.5 .综述. 血流储备分数指导冠状动脉血运重建研究进展 张蛟,段媛媛,刘惠亮 关键词:冠心病;血流储备分数,心肌;冠状血管造影术;缺血 在冠心病患者中,同时涉及症状和临床结果的最重要因 比的Es-4]。第六,FFR可将缺血病变和非缺血病变明显鉴别 素是存在诱导性缺血与否及病变范围。将那些会引起缺血 开来。FFR≥0.80能以95 的准确度排除某个狭窄病变的 并能受益于支架置入或冠状动脉旁路移植术的病变鉴别出 缺血诱导性;FFR ̄0.75的几乎所有病变均会引起缺血,从 来是比较困难的。冠状动脉造影术在鉴别这类病变方面存 而在技术上可行时则有必要行PCI。FFR已通过在前瞻性 在缺陷[1]。研究表明,基于充血状态下冠状动脉压力测定值 贝斯多重检验中与一种真正的金标准方法进行比较而得以 的血流储备分数(fractional flow reserve,FFR)是鉴别缺血 验证,并且它是惟一以这种可靠方式经过证实的生理学指 相关或缺血无关病变的最准确方法。FFR最初用来评估中 数_3]。第七,FFR测定容易进行并且不会过多地增加检查 度病变,但目前它已被证实可在除ST段抬高心肌梗死(ST— 时间、造影剂用量或术中辐射量。最后,研究表明,FFR可 elevation myocardial infarction,STEMI)之外的几乎所有临 改善临床结果,降低死亡和心肌梗死发生率,并且具有成本 床和血管造影状况中起到作用。FFR可在冠状动脉造影期 效益 。 间轻松测得,并且如果需要,可在同一时间段内施行PCI手 1.2实用设置和建议 与常规血管造影或PCI比较,测定 术。这是一种使用冠状动脉压力导丝和适当充血扩张剂的 FFR只需进行微小改变。通常使用一根6 F导引导管,这是 简单方法,所需时间极短[2]。我们着重介绍了FFR基础与 因为这类导管的管腔宽大而光滑,并且容易适应压力导丝的 技巧、临床应用及其对患者临床结果的影响以及FFR未来 推进。压力导丝作为一根正常导丝向前推进并在导引导管 的应用前景。 头端处进行平衡以确保在该点所记录的压力值相等。接着, 1 FFR基础与技巧 继续向前推进该压力导丝以使其穿过狭窄病变并置于冠状 1.1 FFR的概念和特征 虽然在静息状态下根据冠状动脉 动脉远端部分。此后,用一种适当的充血扩张剂,并进行 循环内的血压自动调节而评估冠状动脉血流量是非常困难 FFR测定。如需分析该冠状动脉的完整行程,可采集一份 的,但最大充血状态下的灌注压力与血流量线性相关。由于 压力回撤记录。 充血状态下的血流阻力最小并能保持恒定,因此某个心肌区 对于根据FFR<0.8O而需要进行PCI的病例,可将压 域的灌注量与灌注压力呈正比。FFR被定义为某个狭窄区 力导丝用作常规导丝正常施行该手术。楔形冠状动脉压力 域内的最大心肌血流量与假设该供血冠状动脉区域完全正 能在球囊充气期间进行测定,从而可提供关于侧支血流量的 常时的最大血流量之比。由于充血状态下的压力与血流量 信息。必要时,该压力导丝可像一根光学相干成像或血管内 线性相关,因此最大血流量之比也能代表灌注压力之比,即: 超声导管那样按正常方式用于其他检查技术。FFR可在手 使用充血状态下的远端冠状动脉压力除以假定静脉压接近 术结束时再次测定,以观察支架置人后的病症改善率。由于 零时的主动脉压。在这种方法中,主动脉压通过导引导管测 FFR与最大血流量线性相关,因此比方说,FFR从PCI术前 得,远端冠状动脉压力通过一根压力监测导丝测得。 的0.6增至支架置入后的0.9,就表明心肌血流量增加了 FFR拥有众多使其非常简单易用并有助于在临床实践 150 ,这反映出患者的功能性容量得到改善。压力导丝在 中做出决策的独特功能L3 ]。首先,与许多其他指数不同,每 手术结束时被回撤至传感器接近导引导管头端处,并确认它 例患者和每条冠状动脉的正常FFR值都肯定为1.O[2]。第 未出现移位。 二,研究表明,FFR不受血压、心率和收缩力改变的影响 ]。 1.3最大充血水平 达到最大充血水平对进行适当FFR 第三,FFR测定的重复性超高,心脏病学领域的任何其他方 测定而言是必不可少的_2 ]。如果未处在最大充血状态,那 法均无法与之相媲美_2]。第四,FFR的概念可拓展至单独 么远端冠状动脉压力将达不到最大降幅,这时测得的FFR 计算心肌、冠状动脉和侧支的灌注量。第五,通过采集一种 偏高,从而会低估狭窄严重程度。 所谓的充血性压力回撤记录,可获得关于冠状动脉树沿线各 应该强调指出的是心外膜冠状动脉与小动脉和微循环 种异常分布情况的详细空间信息。FFR在这方面是无与伦 系统均应得到完全扩张。对于每次成功插管,应每30 min DOI:lO.3969/j.issn.1009—0126.2015.05.030 注射200~300/tg硝酸甘油,以避免冠状动脉血管收缩,并 作者单位:100853北京,解放军总医院(张蛟现在武警总医院工作) 确保心外膜血管保持舒张状态。其次,用来诱导小动脉和微 武警总医院南一科(段媛嫒),心内科(刘惠亮) 血管充血的可行方法很多,这可通过几种途径给予多种药物 通信作者:刘惠亮,E—mail:liuhuiliang1961@163.corn 而实现。冠状动脉内给予罂粟碱的成本较低,并能在3O~ 中华老年心脑血管病杂志201 5年5月第17卷第5期Chin J GeriatrHeartBrainVesselDis,May 2O1 5,Vol17,No.5 6O S形成最大充血状态,但不足之处是有些患者会由此而出 现心律失常。冠状动脉内给予腺苷或ATP仅能在几秒钟内 形成充血,这种方法可用于存在单支血管病变,并且没有其 他异常的患者。此法不允许采集压力回撤记录。静脉注射 腺苷(特别是经由中心静脉途径)是诱导充血的金标准方法, 杂,但仍足以用来做出决策。 2.2 FFR和临床结果 在冠状动脉疾病中,关于改善症状 和获得更好临床结果(延长寿命或避免心肌梗死)的最重要 因素是诱导性缺血存在与否及病变范围。人们现已明确认 识到过去对非缺血病变进行支架置入是不明智的。从定义 可在1 min内起效,能形成平稳的最大充血状态,并且比较 安全。该方法的不足之处是患者会感到胸部或咽喉不适(应 该强调指出的是这一症状是无害的)。重度哮喘患者不得接 受腺苷静脉注射。ATP可用作腺苷的一种等效物(剂量相 上看,这类非缺血性狭窄不会引起心绞痛,并且通过药物治 疗可获得极佳的临床结果:每年死亡率和心肌梗死率均低于 1 ,该比率不会因置入支架而降低。另一方面,如果某个狭 窄与诱导性缺血有关,那么它通常会引起心绞痛并可能会提 近)。在Catharina医院对超过1.1万例接受FFR测定的患 者进行的试验中,腺苷静脉注射用于98 的患者,而只观察 到2例严重不良事件(即严重不良事件率为0.02 )。 目前,已面世的一种新药是Regadenoson,不论患者体 质量如何,均通过中心静脉或外周静脉单次推注400/lg_6]。 涉及这种新药的多项研究正在进行中,首批结果即将面 世 。 1.4深度解析FFR迄今为止,仅对所谓的心肌FFR(有些 文献将其简称为FFRmyo)进行过讨论。从临床角度来看, 心肌FFR是最重要的参数,这是因为它能表示存在心外膜 狭窄时的最大心肌血流量占正常状态下最大心肌血流量的 比值。然而,使用冠状动脉压力测定值也有可能单独区分出 冠状动脉血流和侧支血流对心肌血流的贡献率,这2个参数 分别叫做FFRcor和FFRcoll。事实上,心肌FFR=FFRcor+ FFRcoll。最后一个参数FFRcou在文献中也叫做基于压力 的侧支血流指数。事实上,通过测定PCI期间的冠状动脉压 力(也通过记录楔形冠状动脉压力),所有这些不同血流量均 能在一次冠状动脉PCI术期间进行计算_8]。 2 FFR的临床应用 2.1 FFR指导PCI FFR最初用来研究中度病变是否会引 起功能性缺血,随着时间的推移,它被证实可对导管室遇到 的大多数临床和血管造影状况起到作用。FFR现已在多支 血管病变、左主干病变、开口病变、串联病变、弥漫性病变、不 稳定性心绞痛和非STEMI中得到充分验证。在上述所有 疾病中(特别是那些存在最复杂血管造影结果的病例),压力 回撤记录的重要性也许不会被高估_3 ]。为了采集这种回撤 记录,需将压力导丝放进冠状动脉远端部分,并诱导形成平 稳的充血状态(在大多数情况下通过静脉注射腺苷进行诱 导,但推注Regadenoson在将来可能会成为一种替代方法), 然后在X线透视的引导下将压力导丝缓慢回撤,从而记录 压力沿着整条动脉的下降情况。这种方法可将局灶性狭窄 (压力突然下降)和弥漫性病变(压力逐步下降)区别开来。 根据这类压力回撤记录,可以比较容易地确定是否需要对该 病变置入支架,支架置入在技术上是否可行以及是否对患者 有益。根据经验,如果整条动脉的FFR<0.8O(缺血界值), 那么可以根据压力回撤记录推断认为应对其置入支架。 此外,压力测定对接受冠状动脉旁路移植术的病例而言 也是有用的。如果某条天然动脉存在闭塞,那么FFR通过 旁路移植术进行测定,并按照常规方式进行结果判读。如果 某条天然动脉同时存在开放式分流点,那么结果判读略微复 高将来患者死亡和发生心肌梗死的概率_8]。对比FFR与血 管造影在多支血管病变评价中的作用研究已经清晰表明,使 用FFR指导的PCI与使用标准血管造影指导的PCI相比, 可使多支血管冠心病患者获得更好的临床结果L8 ]。在 FAME研究中,系统性应用FFR测定并将其用作决定是否 置人支架以及在何处置入支架的依据,可在1年后使死亡 率、心肌梗死率和反复血运重建率均下降3O ~35 ;第2 年,FFR指导组在避免死亡和心肌梗死方面的优势甚至更 为明显,然而也观察到反复接受PCI的患者人数小幅度有增 加 ]。除此之外,根据FFR决定是否对多支血管病变施行 PCI手术,可缩短住院时间,并减少造影剂用量和辐射量,同 时也会降低绝对费用[5]。手术用时并未因以一种系统性方 式进行FFR测定而出现明显延长。最后,接受FFR指导的 PCI后所获得的功能改善至少与接受血管造影指导的PCI 后一样好,并且全部患者中有8O 在2年后完全未出现心 绞痛疾病,这可强调说明PCI对缓解经证实存在缺血患者的 心绞痛病情具有优越性 f9_。 FAME 1I研究的结果已于2012年公布,这些结果也表 明,FFR指导的PCI在缓解心绞痛和改善临床结果方面优 于单用优化药物治疗口 。FAMEⅡ研究的终点是死亡、心 肌梗死以及需要紧急PCI的急性冠状动脉综合征的总体发 生率。由于单用优化药物治疗组出现主要终点,最后一个组 成要素的概率通常是PCI组的8倍之多,因此该研究提前终 止。在这些紧急接受PCI的病例中,半数患者的酶检测结果 呈阳性(非STEMI)或表现出短暂性ECG改变;如果仅对出 现死亡、STEMI、非STEMI或经ECG证实的不稳定性心绞 痛患者进行分析的话,FFR指导的PCI与单用优化药物治 疗相比具有非常明显的优势。 最后,在SYNTAX试验中,对多支血管病变进行FFR 指导的PCI后所引起的心脏主要不良事件率与冠状动脉旁 路移植术组相当。因此,预计将开展FAME 11I试验,以比较 FFR指导的PCI和冠状动脉旁路移植术对3支血管病变的 效果。DEFER和FAME研究的共同结论是根据FFR选择 需要接受PCI的动脉和病变可获得比血管造影指导的PCI 更好的临床结果,FFR指导法优于单用优化药物治疗,并有 可能对3支血管病变获得与冠状动脉旁路移植术一样的疗 效。FFR支持功能性完全血运重建(即对缺血病变置入支 架和对非缺血病变进行药物治疗)E8-93。 3无创解剖与功能成像的未来发展方向 CT冠状动脉造影与病变的血流动力学显著性之间的相 中华老年心脑血管病杂志201 5年5月第17卷第5期Chin J Geriatr Heart Brain Vessel Dis,May 201 5,Vol 17,No.5 关度较差,常规进行的采集和图像判读不能捕捉到与跨病变 能量/压力损失相关的信息。尽管最近取得了多项技术进 展,其中包括更快速的大面积检测系统以及具有较高时间分 辨率的高螺距“双光源”螺旋CT系统,但为了给CT增加功 能性信息而进行的早期尝试采用诸如单光子发射计算机断 层显像(SPECT)或正电子发射计算机断层扫描等多种方法 进行混合成像。虽然磁共振在鉴别FFR<0.75的病变方面 具有相对较高的敏感性和特异性,但该技术的实用性和普及 性较差,并且各种磁共振方法在冠状动脉形态显像方面远不 如CTc 。 早期的动物和人类多层检测器计算机断层扫描研究鉴 别出以碘化造影材料冲洗延迟为特征的心肌灌注不足。随 后使用腺苷诱导进行的关于CT心肌灌注(CTP)的研究表 明,其在检测血管造影意义上严重狭窄方面具有较高的敏感 性和特异性,并与FFR高度相关_1。 ]。与该研究一样,CTP 能够在均衡性缺血患者中表现出貌似均匀的“正常”灌注。 然而在理论上讲,同时得出的冠状动脉CT血管成像(CTA) 结果可最大限度地降低假阴性率。此外,和磁共振引起的钆 增强一样,延迟的CT图像可显示出瘢痕心肌的碘增强现 象,也就是所谓的“延迟冲洗效应”。CTP和延迟成像引起 的患者辐射曝光与SPECT类似。一项叫做CORE一320(使 用320层检测器计算机断层成像血管造影术和心肌灌注进 行冠状动脉评价)的大型多中心研究目前正在进行,以测试 联合使用CTA和CTP的价值。在对CTA采集方案不进行 改变或极少改变的情况下,人们也付出越来越大的努力以从 CTA中直接提取出血流动力学信息。这些努力通常可分为 以下两类。第一类努力利用流经动脉树的不同造影剂转移 时间,这与血流阻力内在相关。冠状动脉全长范围内的造影 剂密度差异在初次心搏CTA研究中首先进行了详述,其中 心脏总体积根据时间均匀性特点得出。如果造影剂立即就 能穿过整条动脉并假定成像系统性能完美,那么这类差异就 不应存在。当某条冠状动脉两点间的造影剂增强差异在时 间不均一性方面进行过校正时(如同使用64层检测器系统 的情况),该差异与TIMI血流评分相关。即使在不考虑时 间非均一性的情况下,冠状动脉造影剂增强和冠状动脉血流 之间的相关性似乎也保持所谓的“造影剂梯度,C15]。冠状动 脉造影剂梯度代表沿着血管全长对造影剂密度变化所进行 的一项连续分析,理论上讲,这比计算2个选定位置之间的 差值更准确。不过,其附加临床价值仍需要证实_1 。 使用第二种方法,通过体积测定得出的三维血管腔解剖 结构,对冠状动脉血流动力学特征进行评估。考虑到三维血 管腔解剖结构和一组可能处在边界状态的条件,计算机流体 动力学模拟可在整个血管腔空间内确定一种流量/压力解决 方案。所需的边界条件包括流入速率数据、出口压力、生理 学参数(如:用于判断血液黏度的血细胞比容)以及流控属性 (如:假定流体不易压缩)。计算机流体动力学的典型用途是 确定流动中的血液相对于内皮的摩擦力,也就是在血管腔/ 内皮分界处的溶解血液流速梯度(即所谓的“血管壁剪应 力”)。测定血管壁剪应力可预测动脉粥样硬化的形成和恶 化情况。对于冠状动脉而言,这可使用CTA、CTA+血管内 超声和血管内超声+双平面血管造影数据而获得 。计算 机流体动力学方法目前最适合于血管内超声数据,这是因为 高空间分辨率有助于可靠地形成一个可用来进行模拟的更 为光滑的腔内表面;计算机解题程序需要一个光滑的血管腔 边界以将多种关于血液流动的等式汇集成一种解决方案。 根据解剖数据得出准确计算机流体动力学的主要决定因素 仍是边界条件的选择。在大多数情况下,它们或被假定为采 用合适的数值,或通过探索式或半探索式模型进行确定。 不过,导致跨病变能量/压力损失的许多特征在本质上 属于解剖特征,例如,病变不规则以及边缘可导致涡流和分 离损失。于是,由于计算机流体动力学用来得出压力值,因 此如果其余的计算机流体动力学边界条件也能准确选定的 话,那么使用(模拟)FFR测定对某个病变所产生的功能影 响可通过成像获得的解剖信息得以准确评估_1 。一种通过 单用无创CTA而选定那些参数的技术FFR—CT最近在 DISCOVER—FL0w(通过无创血流储备分数对所获得的缺 血诱导性狭窄进行诊断)临床试验中进行了评价[1 20_。例 如,FFR—CT模型所做的假设包括使用CTA图像中的心肌 区域与供血冠状动脉的标准分配情况确定流入每个主要冠 状动脉分支的血流比例,同时假设微血管功能或心肌完整性 未受损。DISCOVER-FLOW使用该模型对103例随后接受 有创FFR评估的患者的159个狭窄率至少达到5O 的病变 进行了分析。尽管这些模型假设本身会引起不准确性,但 FFR—CT在检测FFR ̄0.8的病变方面与单用CTA确定的 狭窄率相比,可使诊断准确性提高25 ,从而使假阳性结果 减少7O ,并使真阴性结果增加两倍。FFR—CT也与有创 FFR测定高度相关。 DeFAcT0(使用解剖计算机体断层成像血管造影术测 定FFR)大规模多中心研究的结果于最近公布¨2 2 3l。该研 究比较了CT和FFR—CT(以FFR值≤0.80的FFR有创测 定参考标准来定义缺血)对每例患者的诊断表现。该研究入 选了285例在临床治疗中接受了CT和有创心脏导管术并 根据临床需要进行FFR测定的患者。特别是除了之前因体 质量指数偏高、心律失常、支架以及其他可能影响CT质量 的置人物而被排除的患者之外,另有11 的患者因其CT图 像无法评价而被排除。以FFR为依据而进行缺血检测的敏 感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别是9O 、54 、 67 和84 。与单用CT比较,FFR-CT在检测中度狭窄的 特异性方面没有改善,但该技术的确提高了敏感性。每例患 者的总体诊断准确率是73 (95 CI:0.67~0.78);就其本 身而论,该研究未达到“证实FFR—CT对每例患者的诊断准 确度显著高于7O ”这一主要转归目标。FFR—CT与FFR 之间的相关度是0.63(95 CI:0.56n0.68)。不过 该研究 可被视为“此方法具有潜在可行性”这一观点的证据。 4结论 在当今的医疗实践中,很多患者冠状动脉都存在多处狭 窄,并通常患有复杂的冠状动脉疾病,因此冠状动脉压力测 定和FFR都是在导管室做出的治疗最好决定,并指导冠状 中华老年心脑血管病杂志20l 5年5月第17卷第5期Chin J GeriatrHeart BrainVesselDis,May 201 5,v0l17,No.5 ・545・ 动脉血运重建的有用方法。FFR有助于更为准确地选择病 变以及那些能够受益于血运重建的患者。在合适的情况下, 系统性使用FFR可减少症状,并避免诸如死亡、心肌梗死或 急性冠状动脉综合征等不良事件,从而使患者直接受益。令 人值得期盼的未来发展中,包括在导管术前即能确定病变性 质,可完全替代常规FFR测定的无创技术的问世。 参考文献 [1] Nam CW,Mangiacapra F,Entjes R,et a1.Functional SYNTAX score for risk assessment in muhivessel coronary artery dis— ease.J Am Col1 Cardiol,2011,58:1211-1218. 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