MEDICIÓN DE LA RESERVA DE FLUJO FRACCIONAL CORONARIO: PRINCIPIOS GENERALES Y APLICACIÓN CLÍNICA

BERNARDO TREISTMAN, MD*, ANDRÉS MESA, MD, ERVIN ANAYA, MD

INTRODUCCIÓN

La evaluación de la enfermedad coronaria incluye métodos anatómicos y fisiológicos (tabla 1).

MÉTODOS DE EVALUACIÓN CORONARIA

La angiografía coronaria en presencia de síntomas de isquemia miocárdica nos permite en la mayoría de pacientes decidir si la revascularización coronaria esta indicada. Sin embargo, existen pacientes en los cuales la angiografía coronaria revela lesiones dudosas o intermedias1,2 En estos individuos seria útil disponer de evidencia convincente sobre el significado fisiológico de la estenosis. A pesar de contar con pruebas de isquemia como el ECG durante ejercicio, estudios nucleares de perfusión y ecocardiografía de esfuerzo, estos estudios incrementan el costo y en general se realizan fuera del laboratorio de cateterismo, mientras que la medición de valores fisiológicos transestenóticos durante angiografía podría facilitar decisiones relacionadas con revascularización en la sala de cateterismo, y proveer información pronostica. ^{1,2,7,8,9,22,23,24}

Varios investigadores han intentado cuantificar en términos funcionales la severidad de una estenosis coronaria mediante mediciones de dimensiones geométricas (ultrasonido intravascular), relaciones entre flujo y presión (DP), resistencia al flujo y reserva de flujo coronario (CFR).^3-8 Sin embargo, estos métodos no nos permiten una cuantificación precisa de la severidad funcional de una. estenosis coronaria.^{3, 1,9} Esto llevó al desarrollo de la técnica de determinación de la reserva de flujo fraccional coronario (FFR), un índice invasivo que nos permite apreciar la importancia fisiológica de una estenosis coronaria.

Este índice resulta de una descripción simplificada, pero teóricamente precisa, de la severidad funcional de una estenosis. Esto ha sido validado experimentalmente como un equivalente a los análisis geométricos e hidrodinámicos, y su aplicabilidad clínica ha sido demostrada.^4-8,12

En este articulo revisamos brevemente el modelo experimental, desarrollado por Pijls y colegas⁷, el cual plantea el marco teórico y explica las técnicas para la obtención de la FFR. Se hará mayor énfasis acerca de la aplicación clínica actual de la FFR en función a su influencia en la toma de decisiones durante intervenciones coronarias percutaneas, su valor pronóstico, y su utilidad en la valoración del éxito de una intervención como la angioplastía coronaria transluminal percutanea (PTCA). ^9-11

FISIOLOGÍA DE LA CIRCULACIÓN CORONARIA

Entre varios factores determinantes de la calidad de flujo a través de un vaso, son de mayor importancia la diferencia de presión sanguinea en los extremos arteriovenosos (gradiente de presión, o AP), y el grado de resistencia brindado por el vaso (R). El AP y la R en el sistema coronario, según los principios teóricos plasmados en la equacion de Poiseuille (equacion de flujo a través de un sistema rígido), se encuentran no solo en la posición de numerador, sino se multiplican.

Q= DP.r⁴p / L_V.viscosidad §

§ Q=flujo del liquido. DP=gradiente de presión. L_V=longitud del vaso. 

También se tiene que considerar las cualidades de conductancia de los vasos sanguíneos cuales, debido a su elasticidad, no se rigen estrictamente bajo los principios de Poiseuille. Más adelante comentamos sobre el empleo de vasodilatadores arteriolares coronarios para simular las condiciones de un sistema tubular "rígido", ya que para asumir que existe una relación directa entre presión y flujo coronario es necesario mantener las resistencias (R) en el circuito coronario al mínimo y constantes. ^7,12,14

ARTERIAS CORONARIAS EPACÁRDICAS

El flujo coronario predominante sucede durante la diastole ventricular, y está sujeto a factores autonómicos, metabólicos y mecánicos. Entre los factores metabólicos más importantes tenemos a la adenosina, prostaglandinas, el vasodilatador óxido nítrico (NO), y el vasoconstrictor endotelina. Entre los factores liberados por los miocitos cardiacos se encuentra la adenosina. Adenosina resulta del desdoblamiento químico de los enlaces fosfóricos de alta energía encontrados en el trifosfato de adenosina (ATP), y por lo tanto se acumula en casos de isquemia cuando existe escasa cantidad de difosfato de nicotinamida reducida (NADPH) en el miocardio.

La contribución del sistema autonómico F es mínimo y se encuentra mayormente relacionado con los cambios acompañantes de la contractilidad y de carga mecánica sobre el miocardio.
Los factores mecánicos son de mayor importancia. Durante la contracción miocárdica los vasos pequeños se comprimen, reduciendo el flujo coronario. En la coronaria izquierda en su mayoría el flujo sucede durante la diástole, mientras que en la coronaria derecha es aproximadamente igual en ambas fases del ciclo cardiaco debido al manejo de presiones menores por parte del ventrículo derecho. Los efectos compresivos miocárdicos son mayores en el subendocardio en comparación al subepicardio, predisponiendo al

subendocardio a mayor riesgo de isquemia. Durante una vasodilatación máxima, la perfusión miocárdica es regulada principalmente por la presión de perfusión coronaria y efectos compresivos intramiocardicos. En caso de una reducción del flujo coronario por una estenosis, la región subendocardica es la primera en tornarse isquémica. Esta isquemia se puede detectar como una depresión del segmento S-T en el ECG. A pesar de ser el flujo coronario satisfactorio durante el reposo, la isquemia subendocardica puede suceder durante ejercicio o esfuerzo físico. Este fenómeno es muy pronunciado en casos de hipertrofia ventricular, aun con arterias coronarias normales.

Por lo anteriormente mencionado acerca de los factores determinantes del flujo coronario, podemos inferir que los siguientes estados fisiopatológicos podrían provocar una reducción del flujo: taquicardia, hipotensión sistémica, presión telediastólica ventricular izquierda aumentada y la estenosis de una arteria coronaria.

LA MICROVASCULATURA INTRAMIOCÁRDICA

En condiciones basales (reposo), la microcirculación intramlocárdica determina su propio flujo (autorregulación), haciéndola "independiente" de cambios en la presión. Esto se logra a través de sustancias vasoactivas secretadas localmente anteriormente mencionadas. En la figura 1, el trazo A de la gráfica demuestra un clásico aplanamiento en el centro, representando la autorregulación arteriolar del flujo, a pesar de los cambios en la presión de perfusión. Si observamos el eje de ordenadas, apreciamos cambios en la presión que no " influyen" significativamente sobre el flujo coronario, que es de casi 100 ml/min para 1 100gr de miocardio. Si bien el sistema coronario obedece a esta regulación local, esto sucede dentro de ciertos limites, los que podemos apreciar en el trazo A. En los extremos, la gráfica demuestra que la relación entre flujo y presión es prácticamente lineal, al contrario de lo que sucede en condiciones de autorregulación; o sea, el flujo ya se torna presión-dependiente. Teóricamente, si se pudiera"abolir" esta respuesta autoregulatoria momentáneamente, se obtendría el trazo D, que demuestra una relación lineal continua entre presión y flujo. El incremento de A a D, llamado R₁ y R₂ respectivamente, se conoce como reserva de flujo coronario (CFR)*

FIGURA 1. Diagrama de relaciones entre presión y flujo en un ventrículo izquierdo normal durante autoregulación (A) y durante hiperemia máxima (D). R1 y R2 indican la reserva de flujo coronario a presiones de perfusión medias de 75  y 100 mmHg cuando la frecuencia cardiaca y presión aórtica son constantes.3

Figura 3. El índice de rCFR no es aplicable a enfermedad vascular triple.

El comportamiento lineal evidenciado en el trazo D se logra reduciendo la resistencia (R) arteriolar al mínimo mediante la inyección intracoronaria (i.i.c.) de un vasodilatador (adenosina o papaverina).

La CM se obtiene dividiendo el flujo coronario máximo (en condiciones de máxima hiperemia) sobre el flujo coronario en reposo (condiciones basales).

Sin embargo, esta medida y la de la reserva de flujo relativo (rCFR)-entre otras medidas investigadas en el pasado-están sujetas a muchas variables, mientras que la FFR es independiente, haciéndola un mejor índice para la evaluación del significado funcional de una estenosis (fig 2 y 3).

Figura 4. Modelo esquemático de la circulación coronaria. AO, aorta; Pa, presión arterial; Pd, presión coronaria distal; Pv, previsión venosa; Q, flujo sanguíneo a través del lechomiocárdico; Qc, flujo calateral; Qs, flujo sanguíneo a través de arteria nutricia estenosada; R, resistencia del lecho miocárdico; Rc, resistencia de la circulación colateral; Rs, resistencia ofrecida por la estenosis en la arteria nutricia epicárdica; RA, aurícula derecha.

LA RESERVA DE FLUJO FRACCIONAL

Métodos de instrumentación:

1. Alambre de presión (Pressure WiregÒ) de 0.014"
2. Máxima estimulación hiperémica

a. Adenosina intracoronaria (20-40 U)

b. Adenosina intravenosa (140 mg/Kg/min)

c. Papaverina IC (8mg)

3. Medición simultanea de presiones proximal y distal a la estenosis coronaria en condiciones basales y durante máxima hiperemia (fig 4)

Un modelo teórico fue experimentado en el laboratorio por PijIs y colegas⁷, intentando demostrar su reproducibilidad y factibilidad en humanos. A continuación analizaremos brevemente este modelo hemodinámico (fig. 4).

Previos intentos de relacionar el DP transestenótico con el significado funcional de dicha estenosis fueron desalentadores¹⁵. La disminución del DP posterior a una PTCA ha sido utilizada para evaluar el éxito de dicha intervención, sin embargo la correlación es limitada y tiene poco valor adicional sobre el estudio morfológico de los resultados.^5,11,12,16 Además, el DP es un índice pobre ya que esta sujeto a las variaciones de presión sistémica, presencia de enfermedad coronaria microvascular o enfermedad difusa, e hipertrofia del ventrículo izquierdo.

El propósito de este modelo era derivar ecuaciones que relacionen presiones y distribuciones regionales de perfusión máxima. El flujo máximo a través de una arteria estenótica se compara con el flujo máximo que habría en dicha arteria en ausencia de estenosis.

Figura 5. FFR= la relación entre flujo miocárdico máximo en el territorio estenótico y el flujo miocárdico máximo en el mismo territorio si no hubiese estenosis. El valor normal de de la FFR=1.0.

Consecuentemente, expresaron la reserva del flujo coronario en una arteria estenótica como una fracción del valor normal esperado en la misma arteria, en ausencia de estenosis; de ahí el termino de reserva de flujo fraccional (FFR).' En la literatura el término de reserva del flujo "relativo" (rCFR) es utilizado para designar una reserva de flujo relativo a una arteria coronaria adyacente normal (fig. 3).

Sin embargo, la trascendencia del modelo aquí descrito consiste en la capacidad teórica de determinar la FFR, incluso en presencia de enfermedad vascular triple donde no se encuentra una arteria coronaria normal adyacente. La reserva de flujo fraccional de una arteria coronaria definida de esta manera (FFRcor), representa el flujo máximo alcanzable en dicha arteria en presencia de una estenosis, dividida por el flujo máximo esperado en la misma arteria en ausencia de estenosis. Este parámetro indica con precisión el grado de compromiso, funcional de la arteria a causa de la estenosis (tabla 2 y figura 5). La reserva de flujo fraccional del miocardio irrigado por dicha arteria se define de manera similar (FFRmyo).

RESERVA DE FLUJO FRACCIONAL (FFR)

En el modelo presentado por Pijls et al (fig. 4)7, la circulación coronaria es representada como una disposición de resistencias variables en paralelo y en serie. Durante vasodilatacion máxima (mediante adenosina o papaverina), las resistencias del lecho capilar miocárdico (R) y de la circulación colateral (Rc) son mínimas y constantes; en ese caso la resistencia ante el flujo brindada por la estenosis (Rs) también es máxima y por lo tanto constante. Rs, puede ser alterada mediante una intervención, como la angioplastía coronaria transluminal percutanea (PTCA). La presión arterial media (Pa), la presión venosa central (Pv), y la presión coronaria distal a la estenosis (Pd), son definidas convencionalmente, mientras que la presión coronaria en cuña (Pw) se define como la presión distal a la estenosis durante la oclusión con balón de la arteria coronaria (en los caninos experimentales). DP se define como Pa - Pd . El flujo de sangre total a través del lecho miocárdico (Q), es igual a la suma del flujo sanguíneo a través de la arteria nutricia estenosada (Qs) y el flujo colateral (Qc). En ausencia de estenosis, Q y Q, son llamados QN y QN respectivamente, y se asume que son iguales. En otras palabras, QN y QN, representan flujos miocárdicos y coronarios máximos en caso que la arteria nutricia fuera completamente normal.⁷

La derivación y discusión de todas las ecuaciones hemodinámicas es muy compleja, y escapa del propósito de este artículo. Por lo tanto, si recordamos que la R se mantiene constante (mediante la provocación de hiperemia máxima) y la P_v raramente cambia, la fórmula final se simplifica a: FFR=(P_d - P_v) / (P_a - P_v ) = P_d / P_a 

En el dibujo (fig. 4) se puede apreciar que P_a corresponde a la presión aórtica media, obtenida fácilmente mediante un catéter de guía colocado en la aorta. La P_d (presión distal) se obtiene avanzando un alambre de presión (Pressure Wire ) a través del lumen de la coronaria a ser
estudiada, y posicionándolo pasando la estenosis.^7,15

Como bien demuestra el modelo experimental, estos cálculos si incorporan la influencia de la circulación colateral3,6,7 sobre el sistema hidrodinámico coronario. La omisión del flujo colateral y de la hiperemia máxima explica por que las mediciones del DP (mediante alambres de presión) en condiciones basales (autoregulatorios) no les ofrecía resultados fidedignos a los investigadores anteriores cuando intentaban correlacionar este con el flujo (Q) obtenido mediante Doppler intracoronario. Vale recordar que la medición de presiones por medio de un alambre de presión intracoronario es mas fiable y práctico²² que la determinación directa del flujo (Q) coronario, para la cual, en este experimento, se posicionó un transductor Doppler alrededor de la arteria coronaria epicardica (toracotomia abierta) en los caninos, asegurando una correlación exacta entre los valores registrados por el equipo hemodinámico y los valores predichos mediante las equaciones teóricas.

Por lo antedicho, la FFR constituye un índice fiable para la determinación del significado funcional de una estenosis coronaria y sirve de guía en la toma de decisiones en casos de lesiones coronarias de significado clínico incierto.^{2,7,8.9.12.13,17,18.19.21,24}

APLICACIONES DE LA FFR

La determinación del significado hemodinámico de una estenosis coronaria se realiza mediante alambres de guía con sensores de presión en la punta, con buena torsión y maniobrabilidad, facilitando dramáticamente este procedimiento al punto de ser empleado rutinariamente por varios cardiólogos intervencionistas en casos de estenosis intermedias.⁹

Estudios Clínicos: Variables Hemodinámicas Translesionales en Lugar de Pruebas de Esfuerzo para la Evacuación de Isquemia

Varios estudios han reportado excelentes correlaciones entre estudios de imagen de perfusión y reserva de flujo coronario post-estenotico. Un flujo distal disminuido durante hiperemia (CFR<2.0) correspondió a un defecto reversible en las imágenes de perfusión miocárdica con altas tasas de sensibilidad (86% a 92%), especificidad (8911/o a 100%), valor predictivo positivo (94% a 100%) y valor predictivo negativo (77% a 95%)^21.22,23

La FFR ha sido validada a través de estudios de perfusión miocárdica mediante tomografía de emisión de positrones (PET scan),24 y se pudo discriminar fácilmente aquellas estenosis causantes de pruebas isquemicas de esfuerzo positivas. El valor de corte de la FFR se estableció en 0.75 con una excelente sensibilidad (>90%) y precisión diagnóstica (93%).^10,11.18,23

Pijls y colegas¹⁰ (tabla 3) compararon la FFR,Y, en 45 pacientes con un estándar isquémico único compuesto de cuatro pruebas no-invasivas comúnmente empleadas para detectar isquemia miocárdica en casos de estenosis coronaria moderada (estenosis entre 40% y 70%) y angina de origen incierto. En los 21 pacientes con una FFR <0.75, se demostró en forma inequívoca isquemia miocárdica reversible en al menos uno de las cuatro pruebas no-invasivas de esfuerzo. Después de la revascularización coronaria, todos los resultados positivos revirtieron a lo normal. En 21 de 24 pacientes con una FFR =0.75, todas las pruebas de isquemia fueron negativas. No se realizaron procedimientos de ravasularización en ninguno de esos pacientes, y ninguno requirió de una posterior intervención durante 14 meses de seguimiento.

Posterior a una angioplastía simple con balón (PTCA), resultaría práctico identificar aquellos pacientes que tendrán una baja tasa de eventos cardiacos. Desde el advenimiento de la PTCA, la gran limitación de esta técnica sigue siendo la incidencia de reestenosis. A pesar de la reducción en la tasa de reestenosis a través del empleo de stents, existe evidencia que en algunos pacientes esto no resulta en beneficio.^18.19 Bech y colegas¹⁷ midieron el índice de FFR y grado del diámetro estenótico residual (DS) mediante angiografía coronaria cuantitativa (QCA), y compararon los resultados en 60 pacientes con enfermedad coronaria simple. Se les realizó PTCA (sin stent) y se calcularon el DS y la FFR, 15 minutos posterior a la intervención. Una angioplastía exitosa se definió como aquella que lograba un diámetro estenótico residual <50% y esto se alcanzó en 58 pacientes. En estos pacientes se compararon estos datos en relación al curso clínico. De los 58 pacientes, en 26 se obtuvo resultados óptimos, definidos como un DS =35% y una FFIR=0.90. En este grupo, las tasas de sobrevida libre de eventos a los 6, 12 y 24 meses fueron 92±5%, 92±5%, y 88±6%, respectivamente. En cambio en los 32 pacientes restantes con resultados angiográficos y funcionales subóptimos, las tasas fueron de 72±8%, 69±8% y 59±9%, respectivamente. Esto los llevo a concluir que en pacientes sometidos a angioplastía simple en quienes se logra un diámetro estenótico residual <35% y un FFIR=0.90, el resultado clínico a los 2 años es excelente. Por lo tanto, es indiscutible el valor complementario a la PTCA que proporciona la angiografía y la medición de presiones intracoronarias. Comparando con los datos de otros autores19,20 también se puede concluir que en este grupo de pacientes no existe beneficio al implantar un stent. Sin embargo, en los pacientes en los que no se logra resultados angioplásticos exitosos (DS=35% y 17FR=0.90), se recomienda tomar conductas posteriores para mejorar estos resultados.

En un estudio prospectivo se determinó la factibilidad, seguridad y el resultado de diferir la angioplastía electiva en pacientes con lesiones angiográficas intermedias (40% a 70% de estenosis via QCA) con fisiología transluminal (FFR) normales. ¹⁴ En 88 pacientes con enfermedad coronaria simple (n = 26) y mCitiple (n = 74), se estudiaron 100 lesiones. En el transcurso del periodo de seguimiento (promedio de 10 meses, rango de 6 a 30), se rehospitalizaron debido a eventos cardiacos (angina) a 12 pacientes. Ninguno sufrió un infarto de miocardio ni desarrolló angina inestable. Dos pacientes fallecieron debido a causas no relacionadas a la lesión coronaria estudiada. De los 10 pacientes que requirieron ya sea bypass coronario (n = 6) 6 angioplastía (n = 4), solo seis eran debidos a lesiones iniciales y en cuatro se encontraron lesiones que no fueron apreciadas en la angiografía inicial.

Por lo tanto, basados en criterios fisiológicos normales, la postergación de la PTCA tuvo resultados satisfactorios que se reflejaron como un curso clínico favorable.¹¹ La progresión de la estenosis inicial fue <10%, y de estas 92% no necesitaron revascularización. Aunque no se sabe si los resultados basados en tratamiento sintomático hubieran sido equivalentes, basándose en los criterios angiográficos y clínicos solamente, la mayoría de estos pacientes hubieran sido sometidos a angioplastía con una mayor tasa de reestenosis esperada a comparación grupo diferido.

La FFR también puede ser utilizada para la evaluación de la expansión óptima de un stent. 16 Durante la implantación de un stent, se compararon valores de FFR pre y post-dilatación, y se observó que al obtener un valor de 17FRA.96, este correlacionó con una menor incidencia de reestenosis.

CONCLUSIONES

Las consideraciones y aplicaciones de la medición de presiones intracoronarias (Pressure Wire"), son las siguientes:

1. FFR es el método de elección para la evaluación de estenosis intermedias

2. Identifica la(s) lesión(es) responsable(s)

3. En caso de una FFIR<0.75 indica estenosis significativa y justifica intervención

4. En caso de una FFR A.80, el beneficio de la intervención es dudosa. Tratamiento médico es
preferible

5. Una expansión exitosa de un stent debería normalizar la FFR (A.95)

6. Mientras mayor la FFR post-stent, menor la incidencia de reestenosis

En resumen, si bien es cierto que en la mayoría de pacientes el cuadro clínico y los hallazgos angiográficos son suficientes para decidir si la revascularización coronaria esta indicada, existen casos intermedios de duda clínica y hagiográfica, en los cuales el método de la FFR, técnicamente simple y rápido, ofrece una interpretación fisiológica que nos ayuda a escoger el
tratamiento adecuado. Mas aún, representa una gran ventaja en la selección del manejo, evitando intervenciones en arterias coronarias sin evidencia fisiológica de enfermedad oclusiva.

Bibliografía

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(*): Departamento de Cardiología, St. Luke´s Episcopal Hospital, Texas Heart Institute, Houston, Texas, USA.
Correspondencia: Dr. Bernardo Treistman, 6624 Fannin Sui 2590, Houston, TX 77030
E-mail: texas-hear@msn.com
www.cardiologyhou.com

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