FFR no invasiva derivada de la angiografía: ¿llegará pronto la fisiología inalámbrica a su laboratorio de cateterismo?

FFR no invasiva derivada de la angiografía: ¿llegará pronto la fisiología inalámbrica a su laboratorio de cateterismo?

Un colega intervencionista preguntó: «¿Cuál es el número de laboratorios de cateterismo sólo de diagnóstico en los Estados Unidos o en Norteamérica que podrían beneficiarse de la reserva de flujo fraccional (FFR), o más concretamente de la FFR derivada de la angiografía, y no tener que enviar a sus pacientes a otros laboratorios para una evaluación adicional? Además, algunos pacientes llegan al laboratorio de intervención coronaria percutánea (ICP) sólo para descubrir que el tratamiento no es necesario. Podría compartir su opinión sobre la FFR derivada de la angiografía para los laboratorios sólo de diagnóstico en este momento?»

Cuando compartí esta pregunta con el Dr. Paul Teirstein, Jefe de Cardiología del Instituto Scripps en La Jolla, California, me informó: «He tenido cirujanos cardíacos que se acercan a mí, preguntando por qué reciben derivaciones de cardiólogos que hacen angiografía diagnóstica, pero no hacen FFR. Los cirujanos se han acostumbrado tanto a nuestro uso universal de la RFF para las lesiones intermedias que se sienten molestos cuando un «cardiólogo que sólo realiza diagnósticos» remite a un paciente con una lesión intermedia. Su reacción es: «¿Por qué tengo que adivinar si debo hacer un bypass? ¿Cómo se les permite hacer diagnósticos si no hacen FFR?». De hecho, la desventaja para un paciente quirúrgico es incluso mayor que la de la ICP, ya que la derivación de una lesión no limitante del flujo pone en riesgo la derivación. Supongo que «los tiempos cambian» y tal vez deberíamos abordar esta cuestión.

Como firme defensor de la FFR, me resulta gratificante ver que ahora incluso los cirujanos valoran la FFR y su papel en la angiografía completa. Aunque rara vez se discute, para los cirujanos la FFR ayuda a tomar decisiones críticas de revascularización. No cabe duda de que un laboratorio sólo de diagnóstico se beneficiaría de la incorporación de operadores de FFR o de la FFR inalámbrica derivada de la angiografía.

¿Cuál es el papel de la FFRCT no invasiva?

Sabemos que la FFRCT, el método de obtención de la FFR a partir de imágenes angiográficas de tomografía computarizada (ATC), ha sido aprobada por Medicare y otros terceros pagadores. Se utiliza antes de que los pacientes acudan al laboratorio de cateterismo. El uso de la FFRCT en el estudio PLATFORM1 redujo el número de cateterismos cardíacos innecesarios que tenían una angiografía coronaria normal, manteniendo el mismo número de pacientes que necesitaban una ICP. Antes de hablar del papel de la FFR derivada de la angiografía, repasemos cómo se obtiene la FFRCT (figura 1). Para obtener la FFR, las imágenes de la ATC se reconstruyen en un árbol coronario tridimensional, segmentándolo en puntos individuales, y cada punto se procesa mediante ecuaciones especializadas (es decir, las ecuaciones de Navier-Stokes) para calcular la pérdida de presión a lo largo del recorrido de la arteria en reposo y durante un supuesto estado hiperémico. Estas ecuaciones dinámicas de fluidos computacionales requieren varias suposiciones de un modelo de población con respecto a las tasas de flujo sanguíneo miocárdico como una función de las ramas arteriales miocárdicas y la resistencia del miocardio. Estos valores se introducen en el modelo de dinámica de flujo computacional (CFD) y, mediante ordenadores de gran potencia, se genera la FFR a lo largo de todo el recorrido de cada vaso. La FFRCT se ha validado frente a la FFR invasiva y se ha comprobado que tiene una correlación de aproximadamente el 80% en varios estudios.3,4 La FFRCT tiene una mejor correlación con la FFR que la mayoría de las pruebas de esfuerzo y, según los datos de resultados clínicos, probablemente sustituirá a las pruebas de esfuerzo tradicionales, con una reducción de los procedimientos en los pacientes sin enfermedad coronaria significativa. Sin embargo, hay algunos operadores que pueden estar confundidos, pensando que la FFRCT sustituirá a la FFR invasiva. La FFRCT detecta la enfermedad arterial coronaria (EAC) importante antes de que el paciente acuda al laboratorio de cateterismo y, una vez en el laboratorio, los operadores pueden confirmar la importancia de la lesión con la FFR.

La FFR no invasiva derivada de la angiografía: FFR inalámbrica en el laboratorio?

¿No sería estupendo obtener la FFR a partir del angiograma sin tener que colocar una guía? Esto está en nuestro futuro cercano. Se ha propuesto la generación de una FFR «virtual» derivada de la angiografía u otras modalidades (Tabla 1A-B, Figuras 2-4) utilizando la dinámica de flujo computacional (CFD) o el análisis de flujo rápido para obtener una FFR basada en imágenes inalámbricas, incorporada al flujo de trabajo de la angiografía diagnóstica. Como es de esperar, la implementación en línea de la FFR derivada de la angiografía requiere conceptos y sistemas novedosos para reducir el tiempo de cálculo y hacer que el proceso de análisis sea aceptable para las funciones en el laboratorio. Los primeros datos muestran que la FFR derivada de la angiografía puede obtenerse en varios minutos durante una angiografía coronaria normal.5

Estudios de validación de la FFR derivada de la angiografíaDos contendientes para su introducción en los laboratorios de cateterismo en un futuro próximo son la QFR y la FFRangio. La validación de la QFR (Quantitative Flow Ratio, Medis Medical Imaging Systems) se ha comunicado en el estudio FAVOR II de China, en el que se ha informado de que la precisión diagnóstica a nivel de vaso de la QFR en la identificación de estenosis coronarias hemodinámicamente significativas fue del 97%.Además, el ensayo FAVOR II Europa-Japón demostró que la QFR tenía una sensibilidad y una especificidad superiores a las de la QCA bidimensional con FFR como patrón de referencia: 88% frente a 46% y 88% frente a 77% (P<0,001 para ambos). La precisión diagnóstica global de la QFR fue del 88%.7 En el caso de la FFRangio (CathWorks), la sensibilidad, la especificidad y la precisión diagnóstica de la FFRangio fueron del 88%, el 95% y el 93%, respectivamente.5 La fuerte concordancia con la FFR invasiva basada en cables probablemente hará que estos métodos estén ampliamente disponibles, pero, por supuesto, los primeros resultados favorables requieren confirmación. Una vez confirmados en estudios más amplios y para un espectro más amplio de lesiones coronarias, la FFR angioderivada debería convertirse en una parte rutinaria de la angiografía diagnóstica.

La precisión en el cálculo de la FFR no invasiva se basa en la aplicación de complejos métodos computacionales que pueden diferir entre los distintos métodos que compiten entre sí. A diferencia de la FFRCT, que crea un modelo 3D completo y detallado del árbol coronario a partir de las exploraciones de ATC, Tu et al8 construyeron la geometría de los vasos a partir de la angiografía rutinaria, aplicando un modelo más simple para el flow derivado de la división de las ramas coronarias (en lugar de utilizar una estimación del flujo a partir de la masa miocárdica)2, y un método computacional algebraico aproximado a partir de estudios experimentales del flujo a través de modelos de estenosis arterial única8 (en lugar de ecuaciones CFD) para resolver la caída de presión y la FFR (figura 5). Dado que Tu et al8 no emplean las complicadas ecuaciones de Navier-Stokes, el tiempo de cálculo es casi instantáneo una vez que la geometría se segmenta en «subsegmentos» a partir del renderizado 3D. Pellicano et al5 construyeron la geometría de las arterias en 3D sólo a partir de la angiografía de encaminamiento, aplicando un análisis rápido del flujo en el que todas las estenosis se convierten en resistencias en un modelo global, mientras que las leyes de escala (de las ramas) se utilizan para estimar la resistencia del lecho microcirculatorio.

La competencia por un método ganador de la FFR derivada de la angiografía está en marcha, con diferentes empresas que utilizan diferentes modelos y diferentes suposiciones respecto a las entradas de flujo y resistencia (tabla 1A-B). Un ejemplo es el QFR, que utiliza varios supuestos relacionados con las variables de flujo. fQFR es el flujo interno hiperémico especificado, suponiendo una velocidad de flujo interno fija de 0,35 m/s. cQFR es el flujo interno hiperémico «virtual», determinado a partir de un modelo basado en el recuento de fotogramas TIMI, que relaciona el flujo interno medido en condiciones basales con el flujo interno hiperémico. Por último, aQFR es la variable del flujo fluido hiperémico medido directamente. A partir de estos supuestos, la QFR ofrece resultados muy comparables a la FFR invasiva.

Ventajas de la FFR derivada de la angiografía

Los cálculos en laboratorio de la FFR derivada de la angiografía son rápidos y tienen el potencial de proporcionar una evaluación de la lesión de la FFR inalámbrica a cada procedimiento angiográfico. Otras ventajas de la FFR derivada de la angiografía son evidentes. No es necesario insertar una guía de presión. No es necesaria la hiperemia farmacológica. Es prácticamente independiente del operador. La FFR derivada de la angiografía también se registra en el angiograma con resultados precisos y reproducibles. Además, la reconstrucción en 3D del árbol coronario puede mejorar la identificación de los diámetros de los vasos de referencia para la selección del tamaño del stent y, en última instancia, predecir los resultados anatómicos y fisiológicos.5

Limitaciones de la FFR angio-derivada

Los requisitos de adquisición de imágenes y la interfaz de usuario de un sistema de FFR basado en imágenes deben incorporarse sin problemas al trabajo estándar del laboratorio de cateterismo. La adquisición de datos debe interrumpir mínimamente la angiografía rutinaria. La FFR derivada de la angiografía sólo debe requerir la adquisición de 2 o 3 proyecciones radiográficas convencionales en las que se puedan ver claramente las lesiones. Es importante visualizar todo el árbol coronario en la pantalla y optimizar la opacificación de los vasos. Las imágenes deficientes o los segmentos superpuestos limitarán la precisión de la FFR derivada de la angiografía. Los ángulos de adquisición de imágenes necesarios para la FFR angio-derivada son los mismos que los utilizados en los procedimientos rutinarios. Se necesitan imágenes de alta resolución a >10 fotogramas/seg.5

En el aspecto técnico, la resistencia microvascular coronaria (VMC) es un supuesto fundamental para calcular la presión a partir del flujo. La VMC en un estudio se derivó de mediciones invasivas, algo que limitará su aceptación en el futuro.9 A medida que se acumulen los conjuntos de datos, se espera que la VMC invasiva no sea necesaria. Un método de FFR derivado de la angiografía, el vFFR9,10, requiere una angiografía rotacional, que todavía no está ampliamente disponible, y puede producir segmentaciones coronarias asimétricas, lo que supone un problema para un análisis preciso.

Por último, es probable que el tiempo necesario para adquirir y procesar los datos para producir la FFR derivada de la angiografía sea mayor que el tiempo de cálculo de 3 minutos. El tiempo de adquisición debe incluir, de forma realista, el tiempo necesario para superar las dificultades de obtención de imágenes de anatomía compleja, eliminar los artefactos, cargar el estudio para el análisis CFD y crear la malla volumétrica. Además, es probable que haya errores específicos de los pacientes relacionados con una fisiología coronaria anormal, lo que puede explicar los valores atípicos en las correlaciones entre las mediciones de la FFR derivadas de la angiografía y las invasivas.11

La FFR derivada de la angiografía se comunica actualmente para resultados fuera de línea, pero, recientemente, también se han presentado aplicaciones en línea. Es necesaria una interacción mínima del operador en el proceso de cálculo del flujo, lo que se traduce en una baja variabilidad entre operadores.

La conclusión

Cuando la FFRCT y la tecnología de FFR derivada de la angiografía estén finalmente disponibles de forma más generalizada, cambiarán radicalmente la forma en que se realiza la angiografía diagnóstica del mismo modo que la FFR invasiva cambió la forma en que abordamos a los pacientes que necesitan una ICP.

1. Douglas PS, De Bruyne B, Pontone G, et al. 1-Year Outcomes of FFRCT-Guided Care in Patients With Suspected Coronary Disease: The PLATFORM Study. J Am Coll Cardiol. 2016 Aug 2; 68(5): 435-445. doi: 10.1016/j.jacc.2016.05.057.
2. Taylor CA, Fonte TA, Min JK. Dinámica de fluidos computacional aplicada a la tomografía computarizada cardíaca para la cuantificación no invasiva de la reserva de flujo fraccional: base científica. J Am Coll Cardiol. 2013; 61(22): 2233-2241.
3. Norgaard BL, Leipsic J, Gaur S, et al. Diagnostic performance of noninvasive fractional flow reserve derived from coronary computed tomography angiography in suspected coronary artery disease. J Am Coll Cardiol. 2014; 63: 1145-1155.
4. Min JK, Leipsic J, Pencina MJ, et al. Precisión diagnóstica de la reserva fraccional de flujo a partir de la angiografía por tomografía computarizada anatómica. JAMA. 2012; 308: 1237-1234.
5. Pellicano M, Lavi I, Bruyne B, et al. Estudio de validación de la reserva fraccional de flujo basada en imágenes durante la angiografía coronaria. Circ Cardiovasc Interv. 2017; 10: e005259. doi: 10.1161/CIRCINTERVENTIONS.116.005259.
6. Xu B, Tu S, Qiao S, et al. Precisión diagnóstica de las mediciones de la relación de flujo cuantitativo basadas en la angiografía para la evaluación en línea de la estenosis coronaria. J Am Coll Cardiol. 2017 Dec 26; 70(25): 3077-3087. doi: 10.1016/j.jacc.2017.10.035.
7. Westra J. Late-Breaking Clinical Trials 2. Presentado en: TCT Scientific Symposium; 29 de octubre al 2 de noviembre de 2017; Denver, Colorado.
8. Tu S, Westra J, Yang J, et al. Precisión diagnóstica de los enfoques computacionales rápidos para derivar la reserva fraccional de flow de la angiografía coronaria de diagnóstico: el estudio piloto internacional multicéntrico FAVOR. J Am Coll Cardiol Intv. 2016; 9: 2024-2035.
9. Morris PD, van de Vosse FN, Lawford PV, et al. Reserva de flujo fraccional «virtual» (computada): desafíos y limitaciones actuales. JACC Cardiovasc Interv. 2015; 8: 1009-1017. doi: 10.1016/j.jcin.2015.04.006.
10. Morris PD, Ryan D, Morton AC, et al. Reserva de flujo fraccional virtual a partir de la angiografía coronaria: modelización de la importancia de las lesiones coronarias: resultados del estudio VIRTU-1 (VIRTUal Fractional Flow Reserve From Coronary Angiography). JACC Cardiovasc Interv. 2013; 6: 149-157. doi: 10.1016/j.jcin.2012.08.024.
11. Papafaklis MI, Muramatsu T, Ishibashi Y, et al. Evaluación funcional virtual rápida de lesiones coronarias intermedias mediante datos angiográficos de rutina y simulación del flujo sanguíneo en humanos: comparación con el cable de presión – reserva de flujo fraccional. EuroIntervention. 2014; 10: 574-583. doi: 10.4244/EIJY14M07_01
12. Tu S, Barbato E, Köszegi Z, et al. Cálculo de la reserva de flujo fraccional a partir de angiografía coronaria cuantitativa tridimensional y recuento de cuadros TIMI: un modelo informático rápido para cuantificar la importancia funcional de las arterias coronarias moderadamente obstruidas. JACC Cardiovasc Interv. 2014 Jul; 7(7): 768-777. doi: 10.1016/j.jcin.2014.03.004.

Divulgación: El Dr. Kern es consultor de Abiomed, Merit Medical, Abbott Vascular, Philips Volcano, ACIST Medical, Opsens Inc. y Heartflow Inc.