Koronarfysiologi: FFR, iFR/DFR/RFR, CFR, IMR

Översikt

På denna sida beskrivs metoder som används på PCI-lab för att utvärdera koronarfysiologin, inklusive FFR, iFR, DFR, RFR, CFR och IMR.

Hjärtats blodförsörjning sker via epikardiella kranskärl (>0,5 mm, synliga på kranskärlsröntgen) och mikrocirkulationen (<0,5 mm, osynlig). Mikrocirkulationen justerar blodflödet efter hjärtats behov, och hos friska kan flödet vid behov ökas femfaldigt, vilket kallas coronary flow reserv (CFR)..

Epikardiella stenoser och mikrovaskulära problem kan minska CFR. FFR mäter epikardiella kranskärlsstenoser men kräver adenosin, medan iFR, DFR och RFR ger enklare alternativ. IMR mäter enbart mikrovaskulär funktion.

Slutresultatet av epikardiella eller mikrovaskulära problem är minskat blodflöde och syrebrist, vilket kan leda till ischemi vid ansträngning.

MätningSignifikant värde
FFR≤ 0,80
iFR≤ 0,89
DFR≤ 0,89
RFR≤ 0,89
IMR> 25
CFR< 2,0
Tabellen visar gränsvärden för när de olika mätningarna anses vara patologiska och kräver vidare utredning eller åtgärd.

Tryckgradientmätning för utredning av epikardiella stenoser.

Tryckgradientmätning används på PCI-lab för att undersöka om en epikardiell stenos är signifikant, vilket innebär att stenosen orsakar ischemi genom att minska blodflödet. Eftersom det är svårt att direkt mäta blodflöde, används tryck som en indirekt mätmetod för att uppskatta flödesreduktionen. Teorin bakom denna metod är att ett minskat tryck i kranskärlet reflekterar minskat blodflöde, men det är viktigt att komma ihåg att tryck och blodflöde inte är exakt samma sak, utan trycket fungerar som en surrogatparameter för blodflödet.12

FFR – Fractional flow reserve: Tryckgradient under hyperämi

Normalvärde: 1,0

Patologiskt: ≤0,80

FFR används på PCI-lab för att bedöma stenoser i kranskärlen.3

Princip: FFR är en kvot som mäter blodtrycket distalt om stenosen (Pd, tryck från trycksensorn i koronarledaren) delat med blodtrycket i kranskärlsostiet (Pa, tryck från guidekatetern) under maximal vasodilatation, som åstadkoms genom adenosinadministration.

Praktisk genomförande: Trycksensorn i ledaren och katetern “nollas” först (dvs trycksensorn öppnas mot luft och nollställs genom ett knapptryck som sätter värdet till noll).
Kranskärlet intuberas med en guidekateter, och en tunn metall-ledare med en trycksensor förs in i katetern. När trycksensorn ligger vid kateterostiet bör båda mäta samma tryck, eftersom de befinner sig på samma plats. För att säkerställa detta, trots små tekniska avvikelser, används funktionen “equalize” på FFR-modulen. Detta justerar tryckkurvorna, och man ser två kurvor som ligger exakt ovanpå varandra, vilket bekräftar korrekt kalibrering av trycksensorerna.
Sedan för man in FFR-ledaren i kranskärlet förbi den stenos som ska mätas. Distala trycket “Pd” (mätt av FFR-ledaren) är då något lägre än trycket i aorta/ostiet “Pa”. Kvoten Pd/Pa blir därför <1. För att mäta FFR-värdet måste adenosin ges, antingen intravenöst (i.v.) eller intracoronart (i.c.). Adenosin skapar maximal vasodilatation i mikrocirkulationen, vilket simulerar maximal belastning. FFR-värdet är det lägsta Pd/Pa-värdet under adenosinadministrationen, och ett FFR ≤ 0,8 anses vara signifikant.

Tryckgradienter utan hyperemi

Tryckgradienter utan hyperemi (vilogradienter) innebär att man mäter utan adenosin, vilket gör processen snabbare och enklare, särskilt vid upprepade mätningar eller kontraindikationer mot adenosin. Principiellt är det är inget annat än FFR-mätning utan adenosin. Under proceduren visas kontinuerligt Pd/Pa, vilket ofta används som en första screening. Om Pd/Pa är >0,92 kan man i många fall avstå från att ge adenosin och nöja sig med detta värde, eller så bekräftar man genom att mäta en annat vilovärde som är bättre validerat än Pd/Pa: iFR, RFR eller DFR, beroende på vilket företag ditt labb har kontrakt med, såsom Philips (iFR), Abbott (RFR), eller Boston Scientific (DFR). Se här.

Pd/Pa

Pd/Pa är en vilogradient som motsvarar FFR men utan adenosin. Det är medelartärtrycket distalt i kranskärlet jämfört med trycket i aorta. Pd/Pa används ofta som ett första screeningvärde under PCI: om Pd/Pa är nära 1 (>0,92), är FFR-mätningen oftast negativ, och man kan då undvika adenosin. Alternativa metoder för vilovärden, som iFR, RFR eller DFR, används beroende på vilket företag labbet har kontrakt med. Problemet med Pd/Pa är att det inte har validerats i större studier och saknar ett allmänt accepterat cut-off-värde. Se här.

iFR®

Instantaneous wave-free ratio. iFR® ägs av Philips, mäter i en särskild fas i diastolen4 5

Cutoff: Ett värd ≤ 0,89 indikerar en signifikant stenos.6 7

iFR har i en non-inferiority studie validerats mot FFR.8

RFR®

Resting full-cycle ratio. RFR® ägs av Abbott.

Cutoff: Ett värd ≤ 0,89 indikerar en signifikant stenos.

DFR®

Diastolisk hyperemia-free ratio. DFR® ägs av Boston Scientific.

Cutoff: Ett värd ≤ 0,89 indikerar en signifikant stenos.

Problem att beakta vid mätningar:

Nitro: Ge alltid nitro i.c. innan mätning för att motverka kranskärlsspasmer, som annars kan ge falskt positivt eller faskt negativ FFR-värde.

Drift: Trycksensorn i koronarledaren kan uppvisa drift, vilket innebär en förändring i tryckvärden över tid. Kontrollera alltid trycket före och efter mätningen genom att dra tillbaka ledaren till kateterostiet. Om det finns en signifikant skillnad, justera och upprepa mätningen. Drift beror på att trycksensorn i ledaren är känsligare än den i katetern.
Drift innebär skillnaden i mmHg mellan katetertryck och ledartryck som uppmäts efter en FFR- (eller vilogradient-) mätning. Kom ihåg att katetertryck och ledartryck jämställs (equalizes) i kateterostiet i början av proceduren, där skillnaden alltid ska vara 0. Om en tryckskillnad mellan katetertryck och ledartryck uppstår vid kontroll i kateterostiet efter proceduren kan detta endast bero på ett tekniskt fel, vilket kan bero på att trycksensorn i ledaren inte är lika robust som den kopplad till katetern.

Seriella stenoser: FFR (och iFR m.fl.) kan inte tillförlitligt bedöma proximala stenoser som följs av en distal stenos i samma kärl. Om två stenoser finns i t.ex. LAD, mäts FFR distalt om den mest distala stenosen. Detta värde reflekterar summan av stenoserna. Om FFR >0,8 är ingen stenos signifikant, medan FFR ≤0,8 innebär att en eller båda stenoserna är signifikanta. För att bedöma varje stenos kan man mäta FFR mellan stenoserna, men resultaten kan vara falskt negativa (men inte falskt positiva). Den rekommenderade praktiska lösningen är att åtgärda den tätare stenosen först och mäta om.

Läs mer om seriella stenoser här 9.

Kateterläge: Katetern måste placeras korrekt i kranskärlet så att dess ostium inte ligger an mot kärlväggen eller i en osteal stenos. Felaktig placering dämpar tryckkurvan och kan ge falskt högt (falskt negativ) FFR/iFR-värde. En korrekt tryckkurva visar en tydlig dicrotic notch i slutsystole. Om denna saknas, flusha katetern med NaCl för att avlägsna eventuell dämpande kontrast eller justera kateterläget.

Hydrostatiskt tryck: Kranskärlen befinner sig på olika höjder, vilket orsakar mätbara tryckskillnader vid mätning av vilogradienter och FFR. Exempelvis ligger distala LAD 5 cm högre än kranskärlsostiet, och LCX ca 4 cm lägre, dvs det finns ca 9 cm höjdskillnad mellan LAD och LCX.  Pa (Pa=Trycket i aorta, se ovan) mäts i kateterostiet, som alltid ligger i kranskärlostiet. För varje centimeters höjdskillnad faller trycket med 0,77 mmHg.10 Detta innebär att trycket i distala LAD skulle vara cirka 3,9 mmHg lägre än i aortan (oberoende av en stenos), vilket påverkar Pd/Pa och FFR-mätning. Dessa effekter är mer påtagliga vid vilogradienter jämfört med FFR och kan påverka beslutet om revaskularisering: Den hydrostatiska effekten gör det mer sannolikt att en stenos bedöms som positiv (signifikant) i LAD och negativ (icke-signifikant) i LCX. Detta kan därmed påverka beslutet att genomföra revaskularisering.

Denna effekt är omvänt korrelerad till patientens systemtryck. Den hydrostatiska tryckskillnaden är alltid densamma, men spelar en mindre roll vid högt blodtryck och en större roll vid lågt blodtryck, eftersom effekten blir mer påtaglig när det totala blodtrycket är lägre.11 10 12

Hydrostatiska skillnader påverkar vilogradienter (Pd/Pa, iFR®, RFR®, DFR®) mer än FFR eftersom den tryckskillnaden som genereras av lesionen är mindre vid vila än under hyperemi (FFR). Effekten är också mer markant på diastoliska gradientmätningar (såsom DFR och iFR) än på helcykelbaserade mätningar (som RFR), då den fasta tryckskillnaden i hydrostatik har större effekt på diastoliska värden.13

Läkemedelsadministration (gäller endast FFR-mätning): Kom ihåg att allt som kan gå fel kommer någon gång gå fel.

Läkemedelsadministration vid FFR-mätning kan stöta på problem. Vid intravenös adenosinadministration måste venflonen sitta rätt, gärna i armvecket eller halsen, för att säkerställa snabb transport av adenosinet till hjärtat, annars riskerar effekten utebli. Ett tips är att sjuksköterskan lyfter armen under administrationen. Vid intrakoronär administration kan ett vanligt problem vara att katetern inte sitter korrekt, vilket gör att adenosin går åt fel håll. Det är viktigt att adenosin ges som en snabb bolus, följt av en spolning med minst 10 ml NaCl för att undvika att det stannar kvar i katetern.

Läkemedelsdoseringen kan vara fel.

Indikationer för FFR eller vilogradienter

(inkomplett lista)

NSTE-ACS: ESC rekommenderar att funktionell utredning av återstående stenoser efter PCI för culprit lesion kan övervägas (ESC IIbB) hos patienter med NSTE-ACS och multikärlssjukdom.14

STEMI: ESC ger en ESC IIIC-rekommendation (ska inte göras) för FFR/etc-utredning av andra stenoser under indexangiografin hos patienter med STEMI och multikärlssjukdom.15

CFR-Coronary flow reserv

Normalvärde: 5

Patologiskt: < 2,016

Coronary flow reserve (CFR) mäter hur mycket blodflödet i ett kranskärl kan ökas från viloläge till maximal ansträngning. Hos friska individer kan blodflödet öka ungefär femfaldigt, vilket ger ett normalvärde för CFR på cirka 5. Ett CFR-värde under 2,5 anses patologiskt17. och indikerar att blodflödet inte kan öka tillräckligt vid behov. Minskad CFR kan orsakas av epikardiella kranskärlsstenoser eller mikrovaskulär dysfunktion. CFR kan mätas noninvasivt med ultraljudsdoppler eller invasivt på PCI-lab med hjälp av en tryckledare.

IMR-Index of microvascular resistence

Normalvärde: <25

Patologisk: >2516

IMR (Index of Microvascular Resistance) mäter funktionen hos det mikrovaskulära systemet, som är ansvarigt för att reglera blodflödet efter hjärtmuskelns behov genom att justera kärlresistansen. En högre IMR indikerar sämre mikrocirkulation. IMR mäts invasivt på PCI-lab genom att använda en tryckledare som placeras i kranskärlet.

Litteratur

Standardization of Fractional Flow Reserve Measurements (JACC 2016)18

ESC Working Group on Coronary Pathophysiology and Microcirculation position paper on ‘coronary microvascular dysfunction in cardiovascular disease’.19

Experimental basis of determining maximum coronary, myocardial, and collateral blood flow by pressure measurements for assessing functional stenosis severity before and after percutaneous transluminal coronary angioplasty (Circ 1993)20

Performing and Interpreting Fractional Flow Reserve Measurements in Clinical Practice: An Expert Consensus Document (2017)21

THEORY AND PRACTICAL SET-UP OF FFR (presentation 2015)

Last Updated on October 15, 2024 by Christian Dworeck

Christian Dworeck
Latest posts by Christian Dworeck (see all)
  1. van de Hoef TP, Siebes M, Spaan JA, Piek JJ. Fundamentals in clinical coronary physiology: why coronary flow is more important than coronary pressure. Eur Heart J. 2015 Dec 14;36(47):3312-9a. doi: 10.1093/eurheartj/ehv235. Epub 2015 Jun 1. PMID: 26033981. []
  2. van de Hoef TP, Nolte F, Rolandi MC, Piek JJ, van den Wijngaard JP, Spaan JA, Siebes M. Coronary pressure-flow relations as basis for the understanding of coronary physiology. J Mol Cell Cardiol. 2012 Apr;52(4):786-93. doi: 10.1016/j.yjmcc.2011.07.025. Epub 2011 Aug 10. PMID: 21840314. []
  3. Pijls NH, van Son JA, Kirkeeide RL, De Bruyne B, Gould KL. Experimental basis of determining maximum coronary, myocardial, and collateral blood flow by pressure measurements for assessing functional stenosis severity before and after percutaneous transluminal coronary angioplasty. Circulation. 1993 Apr;87(4):1354-67. doi: 10.1161/01.cir.87.4.1354. PMID: 8462157. []
  4. Sen S, Escaned J, Malik IS, Mikhail GW, Foale RA, Mila R, Tarkin J, Petraco R, Broyd C, Jabbour R, Sethi A, Baker CS, Bellamy M, Al-Bustami M, Hackett D, Khan M, Lefroy D, Parker KH, Hughes AD, Francis DP, Di Mario C, Mayet J, Davies JE. Development and validation of a new adenosine-independent index of stenosis severity from coronary wave-intensity analysis: results of the ADVISE (ADenosine Vasodilator Independent Stenosis Evaluation) study. J Am Coll Cardiol. 2012 Apr 10;59(15):1392-402. doi: 10.1016/j.jacc.2011.11.003. Epub 2011 Dec 7. PMID: 22154731. []
  5. de Waard GA, Di Mario C, Lerman A, Serruys PW, van Royen N. Instantaneous wave-free ratio to guide coronary revascularisation: physiological framework, validation and differences from fractional flow reserve. EuroIntervention. 2017 Jul 20;13(4):450-458. doi: 10.4244/EIJ-D-16-00456. PMID: 28191874. []
  6. Petraco R, Escaned J, Sen S, Nijjer S, Asrress KN, Echavarria-Pinto M, Lockie T, Khawaja MZ, Cuevas C, Foin N, Broyd C, Foale RA, Hadjiloizou N, Malik IS, Mikhail GW, Sethi A, Kaprielian R, Baker CS, Lefroy D, Bellamy M, Al-Bustami M, Khan MA, Hughes AD, Francis DP, Mayet J, Di Mario C, Redwood S, Davies JE. Classification performance of instantaneous wave-free ratio (iFR) and fractional flow reserve in a clinical population of intermediate coronary stenoses: results of the ADVISE registry. EuroIntervention. 2013 May 20;9(1):91-101. doi: 10.4244/EIJV9I1A14. PMID: 22917666. []
  7. Härle T, Bojara W, Meyer S, Elsässer A. Comparison of instantaneous wave-free ratio (iFR) and fractional flow reserve (FFR)–first real world experience. Int J Cardiol. 2015 Nov 15;199:1-7. doi: 10.1016/j.ijcard.2015.07.003. Epub 2015 Jul 6. PMID: 26179896. []
  8. Götberg M, Christiansen EH, Gudmundsdottir IJ, Sandhall L, Danielewicz M, Jakobsen L, Olsson SE, Öhagen P, Olsson H, Omerovic E, Calais F, Lindroos P, Maeng M, Tödt T, Venetsanos D, James SK, Kåregren A, Nilsson M, Carlsson J, Hauer D, Jensen J, Karlsson AC, Panayi G, Erlinge D, Fröbert O; iFR-SWEDEHEART Investigators. Instantaneous Wave-free Ratio versus Fractional Flow Reserve to Guide PCI. N Engl J Med. 2017 May 11;376(19):1813-1823. doi: 10.1056/NEJMoa1616540. Epub 2017 Mar 18. PMID: 28317438. []
  9. De Bruyne B, Pijls NH, Heyndrickx GR, Hodeige D, Kirkeeide R, Gould KL. Pressure-derived fractional flow reserve to assess serial epicardial stenoses: theoretical basis and animal validation. Circulation. 2000;101(15):1840-1847. doi:10.1161/01.cir.101.15.1840 []
  10. Kawaguchi Y, Ito K, Kin H, Shirai Y, Okazaki A, Miyajima K, Watanabe T, Tatsuguchi M, Wakabayashi Y, Maekawa Y. Impact of Hydrostatic Pressure Variations Caused by Height Differences in Supine and Prone Positions on Fractional Flow Reserve Values in the Coronary Circulation. J Interv Cardiol. 2019 Sep 2;2019:4532862. doi: 10.1155/2019/4532862. PMID: 31772532; PMCID: PMC6766341. [] []
  11. Härle T, Luz M, Meyer S, Kronberg K, Nickau B, Escaned J, Davies J, Elsässer A. Effect of Coronary Anatomy and Hydrostatic Pressure on Intracoronary Indices of Stenosis Severity. JACC Cardiovasc Interv. 2017 Apr 24;10(8):764-773. doi: 10.1016/j.jcin.2016.12.024. Epub 2017 Mar 29. PMID: 28365266. []
  12. Härle T, Meyer S, Bojara W, Vahldiek F, Elsässer A. Intracoronary pressure measurement differences between anterior and posterior coronary territories. Herz. 2017 Jun;42(4):395-402. English. doi: 10.1007/s00059-016-4471-z. Epub 2016 Aug 31. PMID: 27582367. []
  13. Råmunddal T, Dworeck C, Torild P, Andréen S, Gan LM, Hirlekar G, Ioanes D, Myredal A, Odenstedt J, Petursson P, Pylova T, Töpel F, Völz S, Hilmersson M, Redfors B, Angerås O. Safety and Feasibility Using a Fluid-Filled Wire to Avoid Hydrostatic Errors in Physiological Intracoronary Measurements. Cardiol Res Pract. 2024 Jan 2;2024:6664482. doi: 10.1155/2024/6664482. PMID: 38204600; PMCID: PMC10776192. []
  14. table 5, fig 14 in: Byrne RA et al; ESC Scientific Document Group. 2023 ESC Guidelines for the management of acute coronary syndromes. Eur Heart J. 2023 Oct 12;44(38):3720-3826. doi: 10.1093/eurheartj/ehad191. PMID: 37622654. []
  15. Recommendation Table 12 in: Byrne RA et al; ESC Scientific Document Group. 2023 ESC Guidelines for the management of acute coronary syndromes. Eur Heart J. 2023 Oct 12;44(38):3720-3826. doi: 10.1093/eurheartj/ehad191. PMID: 37622654. []
  16. Knuuti J, Wijns W, Saraste A, et al. 2019 ESC Guidelines for the diagnosis and management of chronic coronary syndromes. Eur Heart J. 2020;41(3):407–477. doi:10.1093/eurheartj/ehz425 [] []
  17. Padro T, Manfrini O, Bugiardini R, et al. ESC Working Group on Coronary Pathophysiology and Microcirculation position paper on ‘coronary microvascular dysfunction in cardiovascular disease’. Cardiovasc Res. 2020;116(4):741-755. doi:10.1093/cvr/cvaa003 []
  18. Toth GG, Johnson NP, Jeremias A, Pellicano M, Vranckx P, Fearon WF, Barbato E, Kern MJ, Pijls NH, De Bruyne B. Standardization of Fractional Flow Reserve Measurements. J Am Coll Cardiol. 2016 Aug 16;68(7):742-53. doi: 10.1016/j.jacc.2016.05.067. PMID: 27515335. []
  19. Padro T, Manfrini O, Bugiardini R, et al. ESC Working Group on Coronary Pathophysiology and Microcirculation position paper on ‘coronary microvascular dysfunction in cardiovascular disease’. Cardiovasc Res. 2020;116(4):741-755. doi:10.1093/cvr/cvaa003 []
  20. Pijls NH, van Son JA, Kirkeeide RL, De Bruyne B, Gould KL. Experimental basis of determining maximum coronary, myocardial, and collateral blood flow by pressure measurements for assessing functional stenosis severity before and after percutaneous transluminal coronary angioplasty. Circulation. 1993 Apr;87(4):1354-67. doi: 10.1161/01.cir.87.4.1354. PMID: 8462157. []
  21. Achenbach S, Rudolph T, Rieber J, Eggebrecht H, Richardt G, Schmitz T, Werner N, Boenner F, Möllmann H. Performing and Interpreting Fractional Flow Reserve Measurements in Clinical Practice: An Expert Consensus Document. Interv Cardiol. 2017 Sep;12(2):97-109. doi: 10.15420/icr.2017:13:2. PMID: 29588737; PMCID: PMC5808579. []

Leave a Reply