Die fraktionelle Flussreserve (FFR) ist ein Verfahren zur Bewertung der hämodynamischen Bedeutung von Koronararterienstenosen 1,2. Sie ist definiert als „das Verhältnis des maximal erreichbaren Flusses in der stenotischen Koronararterie zum maximal erreichbaren Fluss in derselben Koronararterie, wenn diese normal wäre“ 1.
Die fraktionelle Flussreserve hat sich zur Goldstandard-Methode für die Beurteilung des Schweregrads einer Koronarläsion bei der invasiven Koronarangiographie (ICA) entwickelt. Sie ermöglicht die Identifizierung spezifischer koronarer Läsionen, die eine myokardiale Ischämie verursachen und gezielt revaskularisiert werden können. Dies führt zu einer Verringerung koronarer Ereignisse und einer Verbesserung der Überlebensrate nach perkutanen Koronarinterventionen.
Invasive Messung der fraktionellen Flussreserve
Obwohl sich die Koronar-CT-Angiographie zu einem zuverlässigen nicht-invasiven Instrument für den Nachweis von Koronararterienstenosen entwickelt hat, ist für die weitere Beurteilung und mögliche Behandlung nach wie vor eine invasive Koronarangiographie erforderlich. Während solche Stenosen bei der invasiven Koronarangiographie besser verifiziert werden können, lässt sich die hämodynamische Relevanz dieser Stenosen oft nicht allein anhand der invasiven Koronarangiographie-Bildgebung beurteilen. Während die Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie eine wichtige Rolle bei der Beurteilung von Myokardperfusionsdefiziten und damit bei der Bewertung der koronaren Herzkrankheit gespielt hat, bieten leitdrahtgestützte Messungen des koronaren Blutdrucks, der Flussgeschwindigkeit und des Widerstands nun neue diagnostische Möglichkeiten. Im Koronarkreislauf können interventionelle Kardiologen dank der bahnbrechenden Arbeit, die durch die koronare Führungsdraht-Sensortechnologie ermöglicht wurde, nun Ischämie auf Läsionsebene, koronare Kollateralversorgung und andere Parameter der Gefäßfunktion messen
Bei der Koronarkatheterisierung wird ein Druckdraht über die Stenose gelegt. Um einen maximalen Fluss im Koronargefäß zu induzieren, wird eine Hyperämie in Form einer intravenösen/intra-arteriellen Injektion von Adenosin eingeleitet und der Druckgradient über der Stenose gemessen. Die fraktionelle Flussreserve wird berechnet als das Verhältnis des maximalen Blutflusses distal der Stenose geteilt durch den maximalen Fluss proximal der Stenose. Dieses transversale Druckverhältnis bei maximalem Fluss drückt die „funktionelle Bedeutung“ einer Koronarläsion aus. Mehrere Studien haben gezeigt, dass eine FFR <0,8 ein zuverlässiger Cut-off-Wert für hämodynamisch relevante Stenosen ist 4,5.
Sehr viele prospektive Multicenterstudien haben gezeigt, dass die fraktionelle Flussreserve während der ICA mit interventioneller Revaskularisation die ereignisfreie Überlebensrate verbessert und auch zu einer Kostenreduktion der Verfahren führt, da nur ein Bruchteil der entdeckten Koronarstenosen eine relevante Behinderung des Blutflusses aufweist, wie sie durch die fraktionelle Flussreserve bestimmt wird, zumal die FFR auch den kollateralen Blutfluss distal einer Stenose einschließt. Die interventionelle fraktionelle Flussreserve ist jedoch nach wie vor ein invasives Verfahren mit den damit verbundenen Risiken.
Nicht-invasive computergestützte FFR-Messung
Kürzlich wurde eine neue Technik vorgestellt, die eine nicht-invasive Berechnung der fraktionellen Flussreserve auf der Grundlage von Daten der konventionellen Koronar-CT-Angiographie (cCTA) ermöglicht. Die Berechnung basiert auf der Entwicklung eines anatomischen Modells der epikardialen Koronararterien für jeden Fall und der Berechnung des maximalen Koronarflusses während der maximalen Hyperämie auf der Grundlage eines mathematischen Modells, das die Flüssigkeitsdynamik berücksichtigt. Diese Nachbearbeitungsschritte erfordern eine Quantifizierung der patientenspezifischen Myokardmasse, da dies eine Schätzung des koronaren Basisblutflusses ermöglicht.
Klinische Bewertung von computergestützten FFR-Messungen
Zwei große prospektive Multicenterstudien, die DISCOVER-FLOW (Diagnosis of Ischemia-Causing Stenoses Obtained Via Noninvasive Fractional Flow Reserve) und die DeFACTO (Determination of Fractional Flow Reserve by Anatomic Computed Tomographic Angiography), untersuchten die diagnostische Genauigkeit von CT-basierten nicht-invasiven Messungen der fraktionellen Flussreserve 2. In beiden Studien wurden die nicht-invasiven Messungen mit der invasiven fraktionellen Flussreserve verglichen.
Beide Studien zeigten, dass die diagnostische Leistung der nicht-invasiven fraktionellen Flussreserve bei der Erkennung hämodynamisch relevanter Koronarstenosen der alleinigen Koronar-CT-Angiographie überlegen war (DISCOVER-FLOW: Genauigkeit von 84 % gegenüber 59 %), was hauptsächlich auf eine Verringerung der falsch-positiven Befunde zurückzuführen war, die durch die Koronar-CT-Angiographie entdeckt wurden.
Grenzwerte
Da die nicht-invasive Bestimmung der fraktionellen Flussreserve auf cCTA-Daten basiert, können ein erhöhtes Bildrauschen, Strahlenhärtungsartefakte von metallischen Geräten und insbesondere Bewegungsartefakte die Qualität der Daten beeinflussen. Da CT-basierte Untersuchungen der fraktionellen Flussreserve bisher nur mit stabilen Patienten und nicht akuten Fällen durchgeführt wurden, ist ihre Genauigkeit bei Patienten mit akutem Koronarsyndrom noch unbekannt. Darüber hinaus können die Nachbearbeitungsschritte zeit- und kostenaufwändig sein. Schließlich kann das für die Strömungsdynamik verwendete Modell bei Patienten mit Veränderungen des Hämatokrits oder der Hämoglobinkonzentration ungenau sein.