非侵襲的な高速フラクショナルフローリザーブに対する平均血圧と左室質量の効果の定量化．

Quantification of Effects of Mean Blood Pressure and Left Ventricular Mass on Noninvasive Fast Fractional Flow Reserve.

• Jun-Mei Zhang
• Gaurav Chandola
• Rusan Tan
• Ping Chai
• Lynette Ls Teo
• Ris Low
• John Carson Allen
• Weimin Huang
• Jiang Ming Fam
• Chee Yang Chin
• Aaron Sung Lung Wong
• Adrian F Low
• Ghassan S Kassab
• Terrance Siang Jin Chua
• Swee Yaw Tan
• Soo Teik Lim
• Liang Zhong

抄録

正確な数値流体力学（CFD）モデリングには適切な入口境界条件が不可欠である．我々は，CFDとCTCA（Computed Tomography Coronary angiography）画像を用いて非侵襲的なFFRを導出するための手法を開発した．本研究では，上腕平均血圧（MBP）と総冠動脈流入量がFFR計算に及ぼす影響を評価することを目的とした．22人の患者がCTCAとFFRの両方の測定を受けた。CTCAで測定した左室質量（LVM）から総冠動脈流入量を計算した．MBPとLVMを測定値の70, 80, 90, 100, 110, 120, 130%で変化させて、合計286回のCFDシミュレーションを実行しました。FFR は，MBP の入力値が増加するにつれて増加した．逆に、FFRはLVMの入力値が増加するにつれて、それぞれ0.86±0.08、0.85±0.08、0.84±0.09、0.84±0.09、0.83±0.10、0.83±0.10、0.82±0.10と減少することがわかった。合計30本の血管について測定したMBPとLVMを用いて算出した非侵襲的FFRは0.84±0.09であり、侵襲的FFR(0.83±0.09)とよく相関していた(r=0.92、p<0.001)。また、FFRとMBP入力値(mmHg)との間には正の相関があり、FFRとLVM値(gm)との間には負の相関があった。傾きはそれぞれ0.0016および-0.005であり、FFRの臨床応用の可能性を示唆している。MBPおよびLVM値が患者固有の値と異なる不正確な入力は、境界性虚血性病変の誤分類を引き起こす可能性がある。

Proper inlet boundary conditions are essential for accurate computational fluid dynamics (CFD) modeling. We developed methodology to derive non-invasive FFR using CFD and computed tomography coronary angiography (CTCA) images. This study aims to assess the influence of brachial mean blood pressure (MBP) and total coronary inflow on FFR computation. Twenty-two patients underwent both CTCA and FFR measurements. Total coronary flow were computed from left ventricular mass (LVM) measured from CTCA. A total of 286 CFD simulations were run by varying MBP and LVM at 70, 80, 90, 100, 110, 120 and 130% of the measured values. FFR increased with incrementally higher input values of MBP: 0.78 ± 0.12, 0.80 ± 0.11, 0.82 ± 0.10, 0.84 ± 0.09, 0.85 ± 0.08, 0.86 ± 0.08 and 0.87 ± 0.07, respectively. Conversely, FFR decreased with incrementally higher inputs value of LVM: 0.86 ± 0.08, 0.85 ± 0.08, 0.84 ± 0.09, 0.84 ± 0.09, 0.83 ± 0.10, 0.83 ± 0.10 and 0.82 ± 0.10, respectively. Noninvasive FFR calculated using measured MBP and LVM on a total of 30 vessels was 0.84 ± 0.09 and correlated well with invasive FFR (0.83 ± 0.09) (r=0.92, p<0.001). Positive association was observed between FFR and MBP input values (mmHg) and negative association between FFR and LVM values (gm). Respective slopes were 0.0016 and -0.005, respectively, suggesting potential application of FFR in a clinical setting. Inaccurate MBP and LVM inputs differing from patient-specific values could result in misclassification of borderline ischemic lesions.