高精度侵襲FFR、低コスト侵襲iFR、または非侵襲CFR？患者固有の計算モデルに基づく冠動脈狭窄の最適評価．

High Precision Invasive FFR, Low-Cost Invasive iFR, Or Non-Invasive CFR?: Optimum Assessment of Coronary Artery Stenosis Based on the Patient-Specific Computational Models.

• Farshad Tajeddini
• Mohammad Reza Nikmaneshi
• Bahar Firoozabadi
• Hossein Ali Pakravan
• Seyed Hossein Ahmadi Tafti
• Hossein Afshin

抄録

本論文の目的は，左冠動脈狭窄の現在および将来の状態を予測するだけでなく，いくつかの臨床的仮説を評価するために，臨床検査を補完するツールとして計算流体力学（CFD）を適用することである．冠動脈狭窄の重症度の現状を把握し，患者ごとに最適な治療法を選択するために，フラクショナルフローリザーブ（FFR），瞬間波自由比（iFR），冠動脈フローリザーブ（CFR）を算出している．FFR、iFR、CFRの結果を検討するために、狭窄の幾何学的特徴（直径減少率（％）、病変長（LL）、最小ルーメン径（MLD）など）の影響を検討した。その結果、冠動脈狭窄の重症度を評価するための指標としては、FFRがiFRやCFRよりも保守的な指標であることが観察された。また、FFR, iFR, CFRはLLの増加とMLDの減少により減少することがわかった。そこで、形態学的指標であるLL/MLDとLL/MLD^4を、保存的カットオフ値5.5と3.6に等しい値で計算した。次に、冠動脈狭窄の重症度の評価について、いくつかの論争の的になっている臨床仮説を数値的に評価した。その中には、FFR, iFR, CFRの精度の検討、冠動脈血症がiFRに及ぼす影響の検討、iFR-FFRのハイブリッド判定法の信頼性の検討などが含まれている。また、本数値モデルは、時間平均壁せん断応力(TAWSS)、振動せん断指数(OSI)、相対滞留時間(RRT)を計算することにより、動脈のアテローム感受性部位を特定するための予測ツールとしても利用できる。この記事は著作権で保護されています。すべての権利を保有しています。

The objective of this paper is to apply computational fluid dynamic (CFD) as a complementary tool for clinical tests to not only predict the present and future status of left coronary artery stenosis but also to evaluate some clinical hypotheses. In order to assess the present status of the coronary artery stenosis severity, and thereby, selecting the most appropriate type of treatment for each patient, fractional flow reserve (FFR), instantaneous wave free-ratio (iFR), and coronary flow reserve (CFR), are calculated. To examine FFR, iFR, and CFR results, the effect of geometric features of stenoses, including diameter reduction (%), lesion length (LL), and minimum lumen diameter (MLD), are studied on them. It is observed that FFR is a more conservative index than iFR, and CFR to assess the severity of coronary stenosis. Additionally, it is seen that FFR, iFR, and CFR decrease by increasing LL and decreasing MLD. Therefore, the morphological indices, LL/MLD and LL/MLD^4, with the calculated conservative cut-off values equal to 5.5 and 3.6, are considered. Next, some controversial clinical hypotheses about the assessment of the severity of coronary stenosis are evaluated numerically. These include the examination of FFR, iFR, and CFR accuracies, investigating the effect of coronary hyperemia on iFR, as well as the reliability of the hybrid iFR-FFR decision-making strategy. The presented numerical model can also be used as a predictive tool to identify the atherosuseptible sites of arteries by calculating the time-averaged wall shear stress (TAWSS), oscillatory shear index (OSI) and relative residence time (RRT). This article is protected by copyright. All rights reserved.

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