基于一维数学模型的CT-FFR在无症状心肌缺血患者中的应用

背景与创新点

临床需求：  

-传统FFR需有创导管检查，成本高且存在风险。 

-无症状心肌缺血患者（如糖尿病、老年人群）易漏诊，亟需可靠的非侵入性评估工具。 

技术突破：  

-全球首个全自动一维数学模型：基于常规CCTA数据，无需额外扫描或药物负荷，快速计算CT-FFR。 

-计算效率高：普通笔记本电脑20分钟内完成，突破三维模型对高性能计算的依赖。 

 患者概况： 

-58岁男性，既往左回旋支（LCX）支架植入史（急性非ST段抬高型心梗）。 

-现病史：无胸痛症状，但运动负荷试验阳性（ST段压低），提示LAD临界狭窄（40%-50%）伴缺血。 

诊断流程：  

1. CCTA+CT-FFR评估： 

   -设备：Toshiba Aquilion ONE 640层CT。 

   -结果：LAD-CT-FFR=0.57（显著缺血），LCX-CT-FFR=0.88（图3A）。 

2. 有创导丝FFR验证： 

   -LAD-FFR=0.60，LCX-FFR=0.88（图3B），与CT-FFR高度一致。 

3. 治疗与随访： 

   -LAD植入药物涂层支架（Synergy 3.00×48 mm），术后FFR提升至0.86（图4）。 

   -3个月后负荷试验阴性，缺血解除。  

技术细节与验证  

一维数学模型构建流程： 

1. 数据预处理：去除肺部血管干扰，优化冠脉显影。 

2. 血管分割与骨架提取：自动生成主动脉及冠脉三维模型（图2），提取中心线及拓扑结构。 

3. 血流模拟：基于泊肃叶定律及血流动力学方程，计算狭窄处压力梯度，推导CT-FFR。

优势：  

-全自动化：仅需标准DICOM格式CCTA数据，减少人工干预。 

-资源友好：普通设备即可运行，适合基层医院推广。 

-解剖-功能一体：同步评估狭窄形态与血流意义。 

局限性：  

-图像质量要求高：需清晰显示主动脉根部及冠脉，静脉显影或伪影可能干扰分析。 

-验证样本量小：需大规模研究确认敏感性与特异性。 

临床意义与讨论  

核心价值：  

-精准决策：CT-FFR与导丝FFR高度一致（本例误差仅0.03），助力临界狭窄的血运重建决策。 

-无症状患者管理：弥补负荷试验的不足，避免漏诊隐匿性缺血。 

争议与挑战：  

-动态狭窄评估：当前模型未整合血管痉挛或微循环功能障碍的影响。 

-钙化斑块处理：严重钙化可能降低CCTA精度，需结合其他影像（如IVUS）。 

未来方向  

1. 扩大验证：纳入多中心、多样本队列，对比CT-FFR与导丝FFR的效能。 

2. 算法优化：融合机器学习提升图像分割与血流模拟的准确性。 

3. 功能扩展：探索结合乙酰胆碱激发试验，评估血管内皮功能。 

总结  

本研究展示了一维数学模型驱动的无创CT-FFR技术在无症状心肌缺血诊疗中的潜力，其高效、低成本的特点为血运重建提供了新依据。尽管仍需大规模验证，该方法有望成为临界狭窄患者的首选评估工具，尤其适用于资源有限或高危人群。 

声明：本研究受俄罗斯基础研究基金会支持（17-51-53160），作者声明无利益冲突。

文献：One-Dimensional Mathematical Model-Based Automated Assessment of Fractional Flow Reserve in a Patient with Silent Myocardial Ischemia.

DOI: 10.12659/AJCR.908449