FFR Angiográfico Não-Invasivo: A Fisiologia sem fio está chegando ao seu laboratório católico em breve?

FFR Angiográfico Não-Invasivo: A Fisiologia sem fio está chegando ao seu laboratório católico em breve?

Um colega intervencionista perguntou: “Qual é o número de laboratórios de cateterismo apenas para diagnóstico nos Estados Unidos ou na América do Norte que poderiam se beneficiar da reserva de fluxo fracionário (FFR), ou mais especificamente, da FFR derivada da angio, e não precisam enviar seus pacientes a outros laboratórios para avaliação adicional. Além disso, alguns pacientes chegam ao laboratório de intervenção coronariana percutânea (ICP) apenas para descobrir que o tratamento não é necessário. Você compartilharia suas idéias sobre a FFR derivada da angioplastia para laboratórios apenas de diagnóstico neste momento?”.

Quando compartilhei esta pergunta com o Dr. Paul Teirstein, Chefe de Cardiologia do Scripps Institute em La Jolla, Califórnia, ele relatou: “Eu tenho tido cirurgiões cardíacos me abordando, perguntando porque eles recebem indicações de cardiologistas que fazem angiografia diagnóstica, mas não fazem FFR. Os cirurgiões estão tão acostumados ao nosso uso universal da FFR para lesões intermediárias que ficam irritados quando um “cardiologista apenas para diagnóstico” encaminha um paciente com uma lesão intermediária. A reação deles é: “Por que eu tenho que adivinhar se eu devo contorná-la? Como eles podem ser autorizados a fazer diagnósticos se não fazem FFR?” Na verdade, a desvantagem para um paciente cirúrgico é ainda maior do que para a ICP, uma vez que o bypass de uma lesão não limitadora de fluxo coloca o bypass em risco. Suponho que “os tempos em que eles estão em mudança” e talvez devêssemos levar esta questão em.

Como forte defensor da FRF, é gratificante para mim ver que agora até os cirurgiões valorizam a FRF e seu papel na angiografia completa. Embora raramente discutida, a FFR para os cirurgiões auxilia na tomada de decisões críticas de revascularização. Há poucas dúvidas de que um laboratório apenas para diagnóstico se beneficiaria com a adição de operadores de FRF ou de FRF derivada da angio-angiologia sem fio.

Qual é o papel da FRF não invasiva?

Sabemos que a FFRCT, o método de obtenção de FFR a partir de imagens angiográficas de tomografia computadorizada (CTA), foi aprovado pelo Medicare e outros pagadores terceirizados. Ela é utilizada antes dos pacientes chegarem ao laboratório de cateterismo. O uso da FFRCT no estudo PLATFORM1 reduziu o número de gatos cardíacos desnecessários que tinham angiografia coronariana normal, mantendo o mesmo número de pacientes que necessitavam de ICP. Antes de discutir o papel da FFR derivada da angioplastia, vamos rever como a FFRCT é obtida (Figura 1). A partir de qualquer ATC de boa qualidade, as imagens são enviadas, offline, para a HeartFlow Inc.2 Para derivar a FRF, as imagens da ATC são reconstruídas em uma árvore coronariana tridimensional, segmentando-a em pontos individuais com cada ponto sendo processado por equações especializadas (ou seja, equações Navier-Stokes) para computar a perda de pressão ao longo do curso da artéria em repouso e novamente durante um suposto estado hiperemico. Estas equações dinâmicas de fluido computacional requerem várias suposições de um modelo populacional em relação às taxas de fluxo sanguíneo miocárdico em função dos ramos arteriais do miocárdio e da resistência do miocárdio. Esses valores são colocados no modelo de dinâmica do fluxo computacional (DFC) e, utilizando computadores de alta potência, a FFR é gerada ao longo de todo o curso de cada vaso. A FFRCT tem sido validada contra a FFR invasiva e encontrada cerca de 80% correlativa em vários estudos.3,4 A FFRCT tem melhor correlação com a FFR do que a maioria dos testes de estresse e, com base em dados de resultados clínicos, provavelmente substituirá os testes de estresse tradicionais, com redução dos procedimentos em pacientes sem doença coronariana significativa. Entretanto, há alguns operadores que podem estar confusos, pensando que a FFRCT irá substituir a FFR invasiva. As telas da FFRCT para doença coronária importante (DAC) antes do paciente chegar ao laboratório do cateter, e então, uma vez no laboratório, os operadores podem confirmar a significância da lesão com a FFR.

FFR não-invasiva derivada da angiografia: FFR sem fio no laboratório?

Não seria ótimo obter a FFR do angiograma sem ter que colocar um fio-guia? Isto é no nosso futuro próximo. A geração de uma FFR “virtual” derivada da angiografia ou de outras modalidades (Tabela 1A-B, Figuras 2-4) foi proposta utilizando a dinâmica de fluxo computacional (CFD) ou a análise de fluxo rápido para obter a FFR baseada em imagens sem fio, incorporada no fluxo de trabalho da angiografia diagnóstica. Como seria de se esperar, a implementação online da FFR derivada da angioplastia requer novos conceitos e sistemas para reduzir o tempo de computação e tornar o processo de análise aceitável para as funções em laboratório. Dados iniciais mostram que a FRF derivada da angioplastia pode ser obtida em vários minutos durante um angiograma coronariográfico regular.5

Estudos de validação da FRF angiológicaDois contendores para introdução aos laboratórios de cateterismo no futuro próximo são a FRQ e a FRFangio. A validação da QFR (Quantitative Flow Ratio, Medis Medical Imaging Systems) foi relatada no estudo FAVOR II China, que relatou que a precisão diagnóstica da QFR ao nível do vaso na identificação de estenose coronária hemodinamicamente significativa foi de 97.Além disso, o estudo FAVOR II Europa-Japão demonstrou que a QFR teve sensibilidade e especificidade superiores em comparação à QCA 2-D com a QFR como padrão ouro: 88% vs 46% e 88% vs 77% (P<0,001 para ambos). A precisão diagnóstica geral do QFR foi de 88%.7 Para o FFRangio (CathWorks), a sensibilidade, especificidade e precisão diagnóstica do FFRangio foram 88%, 95%, e 93%, respectivamente.5 A forte concordância com o FFR invasivo, baseado em fios, provavelmente tornará estes métodos amplamente disponíveis, mas é claro, resultados iniciais favoráveis requerem confirmação. Uma vez confirmada em estudos maiores e para um espectro mais amplo de lesões coronarianas, a FRF derivada da angioplastia deve se tornar parte da rotina da angiografia diagnóstica.

A precisão no cálculo da FRF não-invasiva baseia-se na implementação de métodos computacionais complexos que podem diferir entre os vários métodos concorrentes. Em contraste com a FFRCT, que cria um modelo 3D completo e detalhado da árvore coronária a partir de exames CTA, Tu et al8 construíram a geometria dos vasos a partir da angiografia de rotina, aplicando um modelo mais simples para flow, derivado da divisão dos ramos coronarianos (em oposição ao uso de uma estimativa de fluxo da massa miocárdica)2, e de um método computacional algébrico aproximado de estudos experimentais de flow através de modelos de estenose arterial única8 (em oposição às equações de CFD) para resolver para queda de pressão e FFR (Figura 5). Como Tu et al8 não empregam as complicadas equações de Navier-Stokes, o tempo computacional é quase instantâneo, uma vez que a geometria é segmentada em “sub segmentos” a partir da renderização 3D. Pellicano et al5 construíram a geometria da artéria 3D a partir do roteamento da angiografia sozinho, aplicando análise de fluxo rápido onde todas as estenoses são convertidas em resistências em um modelo agrupado, enquanto leis de escala (de ramos) são usadas para estimar a resistência do leito microcirculatório.

Competição para um método vencedor de FRF angiograficamente derivada está em andamento, com diferentes empresas usando diferentes modelos e diferentes suposições em relação a entradas de fluxo e resistência (Tabela 1A-B). Um exemplo é o QFR que utiliza diversas suposições relacionadas às variáveis de fluxo. fQFR é especificado hiperemicamente inflow, assumindo uma velocidade de 0,35 m/s em fixed. cQFR é hiperemico “virtual” flow, determinado a partir de um modelo baseado na contagem de quadros TIMI, relacionando flow medido em condições de linha de base com o hiperemico flow. Finalmente, o aQFR é a variável de hiperemia medida diretamente flow. A partir dessas hipóteses, o QFR dá resultados altamente comparáveis ao FFR invasivo.

Vantagens da FRF derivada da angioplastia

Os cálculos em laboratório da FRF derivada da angioplastia são rápidos e têm o potencial de fornecer avaliação da lesão da FRF sem fio para cada procedimento angiográfico. Outras vantagens da FFR derivada da angioplastia são óbvias. Não há necessidade de inserir um fio-guia de pressão. A hiperemia farmacológica não é necessária. Ela é quase independente do operador. A taxa de filtração glomerular derivada da angioplastia também está registrada no angiograma, com resultados precisos e reprodutíveis. Além disso, a reconstrução 3D da árvore coronária pode melhorar a identificação dos diâmetros dos vasos de referência para seleção do tamanho do stent e, em última instância, prever resultados anatômicos e fisiológicos.5

Limitações da FRF derivada da angio-angiocentese

Os requisitos de aquisição de imagem e a interface de usuário de um sistema de FRF baseado em imagem devem ser incorporados perfeitamente ao trabalho padrão do laboratório de cateterização. A aquisição de dados deve interromper ao mínimo a angiografia de rotina. A FFR derivada da angioplastia deve requerer apenas a aquisição de 2 a 3 projeções radiográficas convencionais nas quais as lesões possam ser claramente vistas. É importante visualizar toda a árvore coronária na tela e otimizar a opacificação dos vasos. Imagens ruins ou segmentos sobrepostos limitarão a precisão da taxa de filtração glomerular derivada da angioplastia. Os ângulos de aquisição de imagem necessários para a FRF angio-derivada são os mesmos utilizados para os procedimentos de rotina. Imagens de alta resolução em >10 quadros/seg são necessárias.5

No lado técnico, a resistência microvascular coronariana (VMC) é uma suposição fundamental para calcular a pressão do fluxo. A VMC em um estudo foi derivada de medidas invasivas, algo que limitará a aceitação futura.9 Como os conjuntos de dados são acumulados, espera-se que a VMC invasiva não seja necessária. Um método de FRF derivada da angio-renal, vFFR9,10, requer angiografia rotacional, que ainda não está amplamente disponível, podendo produzir segmentações coronarianas assimétricas – uma preocupação para uma análise precisa.

Finalmente, o tempo necessário para adquirir e processar os dados para produzir a FRF angio-derivada provavelmente será maior do que o tempo de computação de 3 minutos. O tempo de aquisição deve incluir de forma realista o tempo para superar as dificuldades da anatomia complexa da imagem, eliminar artefatos, carregar o estudo para análise de CFD e criar a malha volumétrica. Além disso, provavelmente haverá erros específicos do paciente relacionados à fisiologia coronariana anormal, que podem ser responsáveis por aberrações nas correlações entre as medidas de FRF angiográfica e invasiva.11

A FRF angiográfica é atualmente relatada para resultados off-line, mas, recentemente, aplicações on-line também foram apresentadas. A interação mínima do operador é necessária no processo de cálculo do fluxo, o que resulta em baixa variabilidade entre operadores.

O resultado final

Quando a FFRCT e a tecnologia de FFR derivada da angio-angiografia se tornam mais amplamente disponíveis, elas mudarão radicalmente a forma como a angiografia diagnóstica é realizada, da mesma forma que a FFR invasiva mudou a forma como abordamos os pacientes que necessitam de ICP.

1. Douglas PS, De Bruyne B, Pontone G, et al. 1-Year Outcomes of FFRCT-Guided Care in Patients With Suspected Coronary Disease: O Estudo PLATFORM. J Am Coll Cardiol. 2016 Ago 2; 68(5): 435-445. doi: 10.1016/j.jacc.2016.05.057.
2. Taylor CA, Fonte TA, Min JK. Dinâmica dos fluidos computacional aplicada à tomografia computadorizada cardíaca para quantificação não-invasiva da reserva de fluxo fracionário: base científica. J Am Coll Cardiol. 2013; 61(22): 2233-2241.
3. Norgaard BL, Leipsic J, Gaur S, et al. Desempenho diagnóstico da reserva fracionária não-invasiva flow derivada da angiografia computadorizada de tomografia coronária na suspeita de doença arterial coronária. J Am Coll Cardiol. 2014; 63: 1145-1155.
4. Min JK, Leipsic J, Pencina MJ, et al. Precisão diagnóstica da reserva de fluxo fracionário da angiografia tomográfica anatômica. JAMA. 2012; 308: 1237-1234.
5. Pellicano M, Lavi I, Bruyne B, et al. Estudo de validação da reserva de fluxo fracionário baseado em imagem durante a angiografia coronária. Circ Cardiovasc Interv. 2017; 10: e005259. doi: 10.1161/CIRCINTERVENTIONS.116.005259.
6. Xu B, Tu S, Qiao S, et al. Precisão diagnóstica das medidas de razão de fluxo quantitativo baseadas em angiografia para avaliação on-line da estenose coronariana. J Am Coll Cardiol. 2017 Dez 26; 70(25): 3077-3087. doi: 10.1016/j.jacc.2017.10.035.
7. Westra J. Late-Breaking Clinical Trials 2. Apresentado em: TCT Scientific Symposium; Oct. 29-Nov. 2, 2017; Denver, Colorado.
8. Tu S, Westra J, Yang J, et al. Precisão diagnóstica das abordagens computacionais rápidas para derivar a reserva fracionária flow da angiografia coronária diagnóstica: o estudo piloto internacional multicêntrico FAVOR. J Am Coll Cardiol Intv. 2016; 9: 2024-2035.
9. Morris PD, van de Vosse FN, Lawford PV, et al. Reserva de fluxo fracionário “virtual” (computorizada): desafios e limitações atuais. JACC Cardiovasc Interv. 2015; 8: 1009-1017. doi: 10.1016/j.jcin.2015.04.006.
10. Morris PD, Ryan D, Morton AC, et al. Virtual fractional flow reserve from coronary angiography: modeling the significance of coronary lesions: results from the VIRTU-1 (VIRTUal Fractional Flow Reserve From Coronary Angiography) study. JACC Cardiovasc Interv. 2013; 6: 149-157. doi: 10.1016/j.jcin.2012.08.024.
11. Papafaklis MI, Muramatsu T, Ishibashi Y, et al. Avaliação funcional virtual rápida de lesões coronarianas intermediárias utilizando dados angiográficos de rotina e simulação de fluxo sanguíneo em humanos: comparação com fio de pressão – reserva de fluxo fracionado. EuroIntervention. 2014; 10: 574-583. doi: 10.4244/EIJY14M07_01
12. Tu S, Barbato E, Köszegi Z, et al. Cálculo da reserva de fluxo fracionado a partir da angiografia coronária quantitativa tridimensional e contagem de quadros TIMI: um modelo computadorizado rápido para quantificar a significância funcional de artérias coronárias moderadamente obstruídas. JACC Cardiovasc Interv. 2014 Jul; 7(7): 768-777. doi: 10.1016/j.jcin.2014.03.004.

Disclosure: O Dr. Kern é consultor da Abiomed, Merit Medical, Abbott Vascular, Philips Volcano, ACIST Medical, Opsens Inc., e Heartflow Inc.