FFR versus iFR dans l'évaluation de l'importance des lésions hémodynamiques (FiGARO)

CONTEXTE ET JUSTIFICATION DE L'ÉTUDE La maladie coronarienne (CAD) est la cause la plus fréquente de décès et d'invalidité dans les pays développés. La principale méthode de diagnostic pour la détection de CAD est une angiographie coronarienne (CAG. Cependant, la corrélation entre le CAG et la signification hémodynamique prouvée dans la sténose limite (40 à 70 % de rétrécissement de la lumière) n'est que d'environ 50 %. La principale méthode de détection des lésions limitant le débit est la réserve de débit fractionnaire (FFR). La FFR est calculée comme la pression distale (Pd) divisée par la pression proximale (Pa). Le seuil de signification hémodynamique est de 0,8 et moins. L'utilisation de la FFR pour l'évaluation des lésions a un niveau de recommandation de IA dans les directives européennes pour les interventions coronariennes à partir de 2014. La piste FAME a révélé que l'utilisation de routine de la mesure FFR réduisait les coûts des interventions coronariennes sur deux ans. Les raisons sont une plus petite quantité de stents implantés et une diminution du nombre de procédures pour la resténose intra-stent en conséquence directe de la plus faible incidence de l'implantation initiale de stent. L'essai FAME-2 a montré une incidence plus faible de revascularisation urgente chez les patients avec une FFR inférieure à 0,8 traités par intervention coronarienne par rapport à ceux traités de manière conservatrice. Cette étude a été provisoirement interrompue avant d'atteindre le critère de mortalité pour des raisons de sécurité.

La condition critique pour une mesure correcte de la FFR est la vasodilatation maximale. Puisque nous n'avons pas de marqueur pour cette condition basée uniquement sur la mesure de la pression, nous ne pouvons que présumer qu'elle a été atteinte par l'administration d'adénosine. Il y a beaucoup de limites à cette hypothèse. Avant tout, la technique d'administration appropriée d'adénosine par voie intraveineuse et intracoronaire doit suivre des règles strictes et peut donc être effectuée de manière incorrecte et conduire à un résultat erroné dans les mêmes cas. De plus, une fonction endothéliale altérée entraîne une réponse plus faible à l'administration d'adénosine. Cette situation peut conduire à un faux résultat FFR négatif. Les patients atteints de coronaropathie présentent fréquemment une dysfonction endothéliale importante entraînant une réponse plus faible aux stimuli de vasodilatation. La dysfonction endothéliale sera analysée par un système appelé EndoPAT (Itamar Medical, Israël) qui mesure la vasodilatation induite par l'ischémie sur les doigts. L'hypothèse qui n'a jamais été testée est de savoir comment le polymorphisme dans les gènes des enzymes jouant un rôle important dans le bon fonctionnement endothélial (HO-1, hemoxygenase-1 et ENOS, NO synthase endothéliale) peut influencer la vasodilatation induite par l'adénosine et par la suite la mesure de la FFR. Ces polymorphismes ne sont pas rares dans la population atteinte de coronaropathie (ils peuvent être retrouvés chez 40 à 50 % de ces patients).

Une autre limitation possible pour la mesure FFR est le type de flux sanguin dans les artères coronaires. En présence d'une sténose coronarienne, d'une rugosité de plaque ou d'un angle aigu d'une lumière, le type d'écoulement peut être changé de laminaire à turbulent. Ce type de flux est même accéléré lors de l'hyperémie induite par l'administration d'adénosine. Cela entraîne une perte d'énergie et exagère la chute de pression derrière la sténose qui, pour cette raison, peut ne pas être proportionnelle à la gravité de la sténose. Cette situation peut théoriquement provoquer une mesure FFR faussement positive. Pour répondre à cette question, les chercheurs analyseront la contrainte de cisaillement endothéliale (ESS) qui permet de distinguer les flux laminaire et turbulent et les indices morphologiques (surface de la plaque, excentricité de la plaque, volume et forme de la lumière) par tomographie par cohérence optique (OCT).

Le nouvel index capable d'identifier une sténose physiologiquement significative a été récemment décrit. C'est le rapport instantané sans onde (iFR). Cette technique utilise également un gradient de pression, mais - contrairement à la FFR - l'iFR compare les pressions (proximale et distale à la sténose) uniquement dans une phase spécifique de la diastole (dite "période sans vague"), où la résistance microvasculaire est naturellement faible et stable .

Le point de coupure pour l'iFR est de 0,9. La corrélation entre FFR et iFR est comprise entre 80% et 90% dans toutes les lésions. Cependant, la corrélation entre le FFR et l'iFR proches de leur point de coupure n'est que de 50 % à 60 %. Il s'agit d'une mise en garde importante, car l'estimation de la signification hémodynamique des lésions limites est la principale indication de ces techniques. Les écarts entre FFR et iFR peuvent être très déroutants et décourageants pour l'évaluation hémodynamique des lésions.

De nos jours, la FFR est la seule méthode invasive d'évaluation hémodynamique de la sténose prise en charge dans les lignes directrices. Cependant, l'iFR est plus rapide, plus facile et moins cher, et pour ces raisons, il peut être utilisé pour plus de lésions chez plus de patients, ce qui peut améliorer la situation de mauvaise pénétration du guidage hémodynamique pour l'intervention coronarienne dans la pratique quotidienne. De plus, un nombre croissant de preuves implique que le concept iFR peut être plus proche de la situation réelle dans les artères coronaires (en évitant la vasodilatation non physiologique). Il a été montré que la FFR elle-même a un facteur de variabilité de 10 %. Cela signifie qu'autour des seuils, le FFR peut être tout aussi erroné que l'iFR, peut-être même plus. De plus, la dernière étude a montré que l'iFR offre un meilleur accord de diagnostic dérivé de la pression avec le CFR (réserve de flux coronaire) que le FFR. Les chercheurs ont développé, en étroite collaboration avec l'Université de l'Iowa, une nouvelle technique qui améliore la qualité de la mesure du débit. Il a été testé avec succès dans un essai sur des animaux. Il s'agit d'une nouvelle méthode de traitement du signal Doppler intravasculaire permettant une acquisition plus fiable de l'enveloppe de la courbe de vitesse. Cette amélioration logicielle permet une surveillance instantanée de la résistance microvasculaire en temps réel pendant n'importe quelle phase du cycle cardiaque. La détection de pendant la période sans vague instantanée peut servir de vérification du calcul propriétaire de l'iFR. Le système peut également améliorer la mesure iFR elle-même, car il peut mesurer précisément en phase avec la résistance microvasculaire la plus faible. La mesure de la résistance pendant la période sans vague est appelée iMR (résistance microvasculaire instantanée) et elle n'a jamais été mesurée lors d'essais précédents. Cet indice peut grandement aider à distinguer quelle méthode (FFR ou iFR) mesure le gradient de pression lors d'une résistance plus faible.

Un autre objectif est de développer la prochaine génération de logiciels capables de détecter la résistance microvasculaire la plus faible en se basant uniquement sur la mesure de la pression, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser le Doppler. Il pourrait offrir des méthodes très précises et simples pour l'évaluation hémodynamique des lésions coronaires. Ce logiciel doit être testé et vérifié dans une étude humaine, qui sera effectuée à l'hôpital général d'enseignement (où la pression et le débit intracoronaires seront mesurés). Sa disponibilité clinique sera testée et vérifiée par les centres coopérants internationaux (où seuls les indices de pression, FFR et iFR seront mesurés). Les centres étrangers examineront également l'OCT coronaire qui sera envoyé au corelab de l'Université de l'Iowa, prélèveront des échantillons de sang pour des analyses génétiques qui seront effectuées à Prague et, selon leurs possibilités, également la dysfonction endothéliale par EndoPAT.

L'Université de l'Iowa, Iowa, États-Unis, analysera la mesure OCT et effectuera la reconstruction 3D des vaisseaux. Cette université dispose d'une équipe mondialement connue pour la reconstruction 3D unique des artères coronaires basée sur l'angiographie et la tomographie par cohérence optique. Cette institution effectuera également une analyse automatisée des surfaces des plaques.

HYPOTHÈSES:

1. Le niveau de résistance microvasculaire peut être utilisé pour distinguer quel type de mesure (FFR ou iFR) a été effectué au cours de la phase inférieure et plus stable de la résistance microvasculaire. Cette comparaison peut éventuellement expliquer les écarts entre les mesures FFR et iFR.
2. Basé sur un nouveau logiciel, utilisant uniquement des mesures de pression, il sera possible de détecter automatiquement la période de temps avec la résistance microvasculaire la plus faible. Cela pourrait améliorer la précision des mesures FFR et iFR.
3. Les ruptures de plaque, les érosions, les irrégularités de la géométrie de la plaque et la plaque située près des bifurcations provoquent des turbulences dans le flux sanguin. Cette chute de pression accélérée peut conduire à un faux positif FFR.
4. Une vasodilatation inadéquate causée par un dysfonctionnement endothélial peut entraîner une FFR faussement négative.
5. La dysfonction endothéliale peut être plus fréquemment retrouvée chez les patients présentant le type de risque de polymorphisme dans les gènes jouant un rôle important dans la vasodilatation des vaisseaux (ENOS, HO-1)

OBJECTIFS ET IMPACT ATTENDUS SUR LA PRATIQUE CLINIQUE

1. Utiliser un nouveau logiciel (développé sur le lieu de travail de l'auteur en coopération avec l'Université de l'Iowa) pour déterminer laquelle des deux méthodes d'évaluation fonctionnelle de la sténose coronarienne (FFR et iFR) effectue ses mesures à un niveau inférieur de résistance microvasculaire. Ce logiciel permet de mesurer la résistance microvasculaire en temps réel.
2. Développer une nouvelle version de logiciel pour la détection du niveau de résistance microvasculaire, basée uniquement sur les pressions intracoronaires sans analyse de flux. Cela pourrait améliorer considérablement la précision des deux mesures basées sur la pression et potentiellement augmenter la corrélation entre les mesures basées sur la pression et le CFR basé sur le débit.
3. Étudier l'influence potentielle de la dysfonction endothéliale et de la morphologie de la plaque sur les écarts entre la FFR et l'iFR lors des évaluations fonctionnelles de la sténose coronarienne.
4. Étudier l'influence des polymorphismes géniques sur la dysfonction endothéliale

MÉTHODES Conception de l'étude Les patients souffrant d'angine de poitrine stable et aptes à l'angiographie coronarienne conviendront à l'étude. Nous prévoyons d'inclure 250 patients dans l'étude (50 de l'hôpital universitaire général de Prague et 200 de centres coopérants).

Examens fonctionnels des artères coronaires. L'angiographie coronarienne sera réalisée comme première procédure pour la détection de la gravité et de l'étendue de l'athérosclérose coronarienne. Une sténose entre 40 et 80 % (basée sur le CAG) conviendra aux examens morphologiques et fonctionnels. Un fil combiné (Volcano Corp., États-Unis) pour la mesure de la pression et du débit sera introduit derrière la lésion et les indices basaux seront mesurés pendant les conditions de débit basal : vitesse du débit basal, gradient de pression (Pd/Pa), iFR, Pd/Pa pendant les périodes les plus basses. résistance microvasculaire prouvée par analyse Doppler, iMR. L'adénosine sera administrée soit par voie intracoronaire en bolus (240 ug) soit en perfusion continue (140 μg/kg/min) selon les pratiques locales. Les indices hyperémiques seront mesurés : débit maximal, CFR, FFR, HSR (résistance à la sténose hyperémique. Les centres coopérants effectueront uniquement des mesures de pression (FFR, iFR, Pd/Pa) et enverront des données brutes pour une analyse plus approfondie (calcul hors ligne de l'iFR à l'aide du nouveau logiciel) à l'Hôpital général d'enseignement de Prague.

Examens morphologiques des artères coronaires Le bilan morphologique des lésions se fera par OCT (St. Jude Medical, Inc.). Le cathéter sera placé derrière la sténose. Le retrait sera effectué pendant le rinçage du colorant de contraste. La mesure OCT aidera à choisir la stratégie de traitement optimale en mesurant correctement la taille de la lumière dans une lésion et dans les segments de référence. L'ICP sera effectuée conformément à la pratique locale. L'OCT peut être utilisé après la procédure pour vérifier les résultats, mais ce deuxième examen ne fait pas partie de l'étude.

Une analyse plus détaillée sera effectuée à partir de la reconstruction vasculaire 3D à l'Université de l'Iowa, centre bien connu pour la reconstruction coronaire 3D. L'équipe scientifique de cette université a reçu deux brevets américains pour la reconstruction coronaire 3D.

La méthodologie de la reconstruction 3D des artères coronaires Les angiographies à deux plans seront prises immédiatement avant le début du retrait et couvriront au moins un cycle cardiaque chacune. Ils seront utilisés pour extraire automatiquement le trajet du cathéter le long de la trajectoire de retrait attendue par une approche de programmation dynamique. À partir de la géométrie d'imagerie connue, un modèle 3D précis du trajet du cathéter dans le segment de vaisseau respectif est généré pour la phase cardiaque en fin de diastolique. Pour l'acquisition OCT, le recul motorisé assure une vitesse de recul constante, permettant ainsi d'évaluer chaque cadre d'image OCT à un emplacement spécifique sur le modèle de trajectoire de cathéter 3D. Les orientations relatives et absolues des cadres OCT seront déterminées à l'aide du système rapporté précédemment pour établir l'orientation absolue en 3-D sur des images IVUS (échographie intravasculaire). La visualisation sera basée sur l'encodage automatisé des données de contour dérivées en VRML (Virtual Reality Modeling Language). Des données quantitatives peuvent être dérivées des données de contour, telles que les dimensions luminales et l'épaisseur de la plaque-bouchon, en tenant compte de la courbure du vaisseau contrairement aux systèmes de reconstruction OCT conventionnels. L'espace entre les contours adjacents est interpolé pour former un élément de volume. Aux emplacements du capuchon de plaque, l'intégration sur un segment de vaisseau entier ou sur n'importe quelle partie de celui-ci donne le volume total du capuchon de plaque enfermé par les surfaces intérieure et extérieure du capuchon. Les valeurs de quantification peuvent être incluses dans le modèle VRML par un codage couleur par vertex, permettant ainsi une évaluation visuelle facile et rapide de la lésion ou des résultats de l'intervention par le médecin.

Analyse des contraintes de cisaillement endothéliales. Une analyse de la dynamique des fluides computationnelle (CFD) en flux constant sera effectuée dans les segments artériels reconstruits afin d'analyser les caractéristiques locales de la dynamique des fluides le long du segment de vaisseau.

Examen de la dysfonction endothéliale. La dysfonction endothéliale sera mesurée par un système nommé EndoPAT (Itamar Medical, Israël). EndoPAT utilise le signal de tonalité artérielle périphérique (PAT) pour mesurer de manière non invasive les changements de tonalité artérielle dans les lits artériels périphériques17.

Analyse génétique des polymorphismes dans le gène de HO-1 et ENOS L'ADN du patient sera isolé des leucocytes du sang périphérique à l'aide de techniques standard.

Analyse statistique Les données seront stockées de manière prospective dans une base de données et seront traitées à l'aide du logiciel JMP®10.0.0, Copyright © 2012 SAS (logiciel d'analyse statistique) Institute Inc. (http://www.jmp.com) en collaboration avec un statisticien professionnel.