Réserve fractionnelle de débit et rapports de pression non hyperémiques

Définition et physiopathologie

La réserve fractionnelle de débit (FFR) est un indice physiologique invasif, spécifique de la lésion, utilisé pour estimer la signification fonctionnelle d’une sténose coronaire épicardique. Elle est définie au cours d’une vasodilatation coronaire pharmacologique maximale comme le rapport entre la pression moyenne en aval de la sténose et la pression aortique moyenne :

FFR = Pd/Pa pendant l’hyperhémie maximale

Plus précisément, la FFR compare la pression motrice du débit en aval d’une sténose à la pression qui serait disponible en l’absence de cette sténose. La formulation physiologique complète tient compte de la pression veineuse coronaire :

• Pression motrice coronaire distale : pression coronaire distale moins pression veineuse coronaire

• Pression motrice coronaire normale : pression aortique moyenne moins pression veineuse coronaire

En pratique clinique courante, la pression veineuse coronaire est généralement considérée comme nulle, ce qui conduit au rapport simplifié entre la pression coronaire distale moyenne et la pression aortique moyenne. La FFR varie de 0 à 1 ; une valeur normale est approximativement comprise entre 0,94 et 1,0.

Le fondement physiologique de la FFR est que, pendant la vasodilatation maximale, la pression coronaire distale est proportionnelle à la perfusion myocardique maximale obtenable. Une diminution de pression à travers une sténose épicardique identifie donc une limitation du débit hyperhémique potentiel. La FFR mesure par conséquent l’effet physiologique d’une lésion épicardique individuelle plutôt que sa seule apparence anatomique.

La coronarographie ne fournit qu’une estimation imparfaite de la sévérité fonctionnelle. L’interprétation angiographique est affectée par la variabilité interobservateur, et la relation entre le degré de sténose et sa signification hémodynamique est faible, en particulier pour les lésions intermédiaires. Même des lésions présentant une réduction visuelle du diamètre de 50–70 % peuvent provoquer ou non une ischémie. À l’inverse, certaines lésions apparemment moins serrées sont physiologiquement importantes. La localisation de la lésion est également déterminante : les sténoses du tronc commun gauche ou de l’artère interventriculaire antérieure proximale sont plus susceptibles d’altérer le débit, car elles irriguent un territoire myocardique plus étendu.

La réponse de la circulation coronaire reflète à la fois la sténose épicardique et la microcirculation coronaire. Une dysfonction microvasculaire peut altérer la vasodilatation maximale même lorsque les artères épicardiques sont normales, et elle peut amplifier les conséquences physiologiques d’une lésion épicardique. Ainsi, la FFR est principalement un indice de la physiologie de la sténose épicardique et ne quantifie pas directement la capacité des vaisseaux de résistance myocardiques à augmenter le débit.

Réserve coronaire et relation avec la FFR

La réserve coronaire (CFR) est le rapport entre le débit coronaire hyperhémique maximal et le débit coronaire au repos. Elle peut être évaluée de manière invasive ou par imagerie de perfusion myocardique utilisant la TEP, la TEMP ou l’IRM cardiaque. La réserve de débit relative compare la perfusion d’un territoire sténosé à celle d’une région de référence normale dans des conditions hémodynamiques similaires.

La CFR et la FFR explorent des composantes apparentées mais distinctes de la physiologie coronaire :

• La FFR est principalement un indice dérivé de la pression, reflétant l’effet fonctionnel d’une sténose épicardique.

• La CFR reflète l’influence combinée de la sténose épicardique, du débit au repos et de la capacité vasodilatatrice microvasculaire.

Les deux mesures peuvent donc être discordantes. Une FFR réduite avec une CFR préservée suggère une lésion épicardique focale prédominante, qui peut ne pas être fortement limitante pour le débit. À l’inverse, une FFR préservée avec une CFR réduite peut indiquer une dysfonction microvasculaire coronaire ou une atteinte épicardique diffuse. Une FFR et une CFR toutes deux normales sont associées à un excellent pronostic, tandis que les mesures discordantes doivent être interprétées dans le contexte de la présentation clinique et des autres résultats.

Une CFR réduite peut être observée en présence d’une atteinte épicardique angiographiquement non significative en raison d’anomalies des vaisseaux de résistance coronaires. L’hypertrophie ventriculaire gauche réduit également la réserve coronaire : la masse myocardique augmente sans augmentation proportionnelle du réseau de résistance microcirculatoire, ce qui réduit le débit maximal par gramme de tissu. Par conséquent, une sténose modérée dans un cœur hypertrophié peut avoir un effet physiologique comparable à celui d’une lésion plus sévère dans un myocarde de structure normale.

Applications cliniques

La principale application de la FFR et des rapports de pression non hyperémiques est l’évaluation des sténoses coronaires angiographiquement intermédiaires lorsque la nécessité d’une revascularisation est incertaine. Cela est particulièrement pertinent dans les situations suivantes :

• Cardiopathie ischémique stable ou syndromes coronariens chroniques

• Angor ou équivalent angineux sans évaluation antérieure définitive de l’ischémie

• Maladie coronaire pluritronculaire avec lésions d’importance incertaine

• Lésions sériées, diffuses ou longues

• Sténoses des branches collatérales

• Atteinte intermédiaire du tronc commun gauche

• Évaluation d’une lésion résiduelle après ICP

La FFR peut modifier la stratégie thérapeutique chez environ 30–50 % des patients soumis à une coronarographie invasive lorsqu’elle est appliquée à des lésions intermédiaires. Elle peut éviter la pose inutile d’un stent dans une atteinte anatomiquement apparente mais physiologiquement non significative et identifier des lésions dont l’importance hémodynamique est sous-estimée par la coronarographie.

Chez les patients présentant un syndrome coronarien aigu, la physiologie invasive est de plus en plus utilisée pour les lésions intermédiaires de l’artère non responsable de l’infarctus. L’ICP de l’artère responsable de l’infarctus ne doit pas être différée sur la seule base d’une évaluation fonctionnelle épicardique invasive aiguë. La microcirculation coronaire commence à récupérer dans les 24 heures environ suivant l’ICP primaire, et une évaluation précoce peut sous-estimer la sévérité hémodynamique ultérieure de la lésion. Au-delà d’une semaine après l’événement aigu, il a été rapporté que la FFR prédisait de manière fiable une imagerie de perfusion nucléaire anormale.

Évaluation et interprétation clinique

La FFR ou un rapport de pression non hyperémique ne doit pas être interprété isolément. Les symptômes cliniques, les tests d’effort non invasifs, la localisation de la lésion, la quantité de myocarde vascularisée et le profil de la perte de pression le long du vaisseau contribuent tous à la décision de revascularisation.

Sévérité angiographique et signification physiologique

Les catégories angiographiques visuelles sont des prédicteurs peu fiables de l’importance fonctionnelle. Dans les populations de registres et d’essais :

• Environ 31 % des lésions estimées visuellement à 40–49 % de sténose étaient hémodynamiquement significatives.

• Seulement environ 35 % des lésions à 50–70 % étaient hémodynamiquement significatives.

• Environ 20 % des lésions à 71–90 % n’étaient pas hémodynamiquement significatives.

• Une sténose visuelle supérieure à 90 % était la seule catégorie prédisant avec une grande précision la pertinence hémodynamique, environ 96 %.

Ces observations plaident en faveur d’une évaluation physiologique des lésions intermédiaires plutôt que d’une dépendance systématique à leur aspect angiographique.

Retrait de la guide de pression

Le retrait de la guide de pression peut montrer si la perte de pression est focale ou progressive :

• Une chute focale de pression suggère une lésion discrète susceptible de bénéficier d’une ICP.

• Une diminution progressive de la pression évoque une atteinte diffuse, pour laquelle un stenting focal peut n’apporter qu’un bénéfice physiologique limité.

L’exploration longitudinale est particulièrement utile en cas de lésions sériées et de maladie coronaire diffuse.

Méthodes diagnostiques

FFR invasive

La FFR nécessite le positionnement d’une guide de pression à travers la sténose coronaire. La pression proximale est généralement mesurée dans l’aorte par l’intermédiaire du cathéter guide, tandis que la pression distale est enregistrée au-delà de la lésion. L’hyperhémie maximale est induite pharmacologiquement, le plus souvent par de l’adénosine administrée par voie intraveineuse ou intracoronaire.

Les pressions moyennes sont calculées sur l’ensemble du cycle cardiaque. La mesure principale est le rapport entre la pression coronaire distale et la pression aortique pendant l’hyperhémie maximale.

La FFR est :

• Spécifique de la lésion

• Rapide à obtenir au moment de la coronarographie

• Reproductible

• Utile pour évaluer à la fois les lésions non traitées et la maladie résiduelle après ICP

Une vasodilatation maximale adéquate est essentielle. Une hyperhémie sous-maximale laisse la pression coronaire distale plus élevée qu’elle ne le serait pendant une vasodilatation complète et sous-estime donc la signification physiologique de la sténose.

Rapports de pression non hyperémiques

Les indices non hyperémiques utilisent des mesures de pression au repos et évitent la vasodilatation pharmacologique. Plusieurs indices ont été développés, notamment :

• Rapport instantané sans onde (iFR)

• Rapport entre la pression coronaire distale au repos et la pression aortique

• Rapport de pression diastolique

• Rapport relatif sur l’ensemble du cycle

• Autres rapports de pression spécifiques d’une phase ou calculés sur l’ensemble du cycle

L’indice non hyperémique le mieux établi est l’iFR. Il est mesuré pendant la période diastolique sans onde, débutant approximativement 25 % après le début de la diastole et se terminant 5 ms avant la fin de la diastole. Durant cet intervalle, la résistance microvasculaire est relativement stable et faible, et le gradient de pression transésionnel peut être évalué sans induire d’hyperhémie.

FFR non invasive dérivée de la TDM coronaire

L’angio-TDM coronaire peut être associée à la dynamique des fluides computationnelle ou à une analyse par apprentissage automatique afin d’estimer la FFR dans l’ensemble de l’arbre coronaire. La FFR-TDM utilise un modèle coronaire tridimensionnel spécifique du patient, dérivé des images de TDM, et estime la pression coronaire lors d’une vasodilatation simulée.

La FFR-TDM peut compléter l’angio-TDM anatomique, améliorer la caractérisation fonctionnelle des lésions coronaires et réduire le recours à une coronarographie invasive inutile. Elle ne nécessite ni stress pharmacologique supplémentaire, ni administration de produit de contraste, ni irradiation au-delà de l’examen TDM. Son utilité clinique dépend d’une qualité d’image suffisante et de sa disponibilité.

La FFR-TDM présente plusieurs limites :

• Elle est moins utile lorsque l’angio-TDM montre déjà une maladie coronaire sévère.

• Elle ne permet pas d’identifier une dysfonction microvasculaire coronaire.

• Les modèles computationnels supposent généralement une microcirculation et une réponse vasodilatatrice normales, ce qui peut surestimer la contribution de l’atteinte épicardique obstructive chez les patients présentant une dysfonction microvasculaire.

• La sécurité pronostique du report d’une intervention sur la base de la FFR-TDM n’est pas établie au même degré que pour les mesures invasives.

Autres méthodes physiologiques et structurales

Les autres approches comprennent :

• La CFR, mesurée de manière invasive ou par imagerie non invasive

• L’indice de résistance de la microcirculation

• La résistance hyperhémique de la sténose

• La réserve de résistance microvasculaire

• La capacité de débit coronaire, intégrant le débit hyperhémique et la CFR

• L’échographie intravasculaire et la tomographie par cohérence optique

L’échographie intravasculaire et la tomographie par cohérence optique peuvent contribuer à évaluer la sévérité et le pronostic d’une sténose du tronc commun gauche. Toutefois, ces techniques structurales ne remplacent pas l’évaluation physiologique pour toutes les lésions intermédiaires.

Seuils et interprétation pratique

Seuils de FFR

Les seuils couramment utilisés sont les suivants :

Une FFR inférieure à 0,75 est fortement associée à une ischémie à l’imagerie de perfusion nucléaire. Une FFR supérieure à 0,80 est rarement corrélée à une ischémie. Les études contemporaines de pronostic ont généralement utilisé 0,80 comme seuil d’ICP, bien que le seuil historique de 0,75 reste important pour l’interprétation des données antérieures.

Une valeur supérieure à 0,80 n’implique pas l’absence de toute pathologie coronaire. Elle indique que la lésion épicardique concernée est peu susceptible de constituer l’anomalie principalement limitante pour le débit dans les conditions testées. Les symptômes peuvent persister en raison d’une maladie diffuse, d’une dysfonction microvasculaire ou d’une autre cause cardiaque ou extracardiaque.

Seuils de l’iFR

Un seuil d’iFR de 0,89 est couramment utilisé comme équivalent d’un seuil de FFR de 0,80. Les approches antérieures utilisaient des valeurs inférieures à 0,86 comme positives et supérieures à 0,94 comme négatives, la FFR étant réservée aux résultats intermédiaires.

Avantages et limites

Avantages de la FFR

La FFR fournit une estimation directe et spécifique de la lésion de l’effet hémodynamique d’une sténose épicardique. Elle est particulièrement utile lorsque la coronarographie est équivoque et peut être réalisée au cours de la même procédure que la coronarographie diagnostique ou l’ICP. L’ICP guidée par la FFR réduit le nombre de stents utilisés par rapport à une intervention guidée par la coronarographie et améliore les résultats cliniques chez certains patients présentant une maladie coronaire stable.

La FFR est également relativement peu influencée par les variations du débit au repos, car elle compare les conditions sténosées et non sténosées pendant la vasodilatation pharmacologique. Elle peut être utilisée immédiatement après l’ICP pour évaluer l’effet physiologique d’une maladie résiduelle.

Limites de la FFR

La FFR est invasive et nécessite une hyperhémie pharmacologique. Sa précision dépend de manière critique de l’obtention d’une vasodilatation maximale. Une hyperhémie incomplète entraîne une pression distale faussement élevée et peut sous-estimer la sévérité de la sténose.

Le rapport simplifié suppose une pression veineuse coronaire négligeable et une relation pression–débit linéaire pendant la vasodilatation. Ces hypothèses sont moins fiables lorsque les pressions coronaires sont faibles et en présence d’un flux collatéral important. La non-prise en compte de la pression veineuse de retour peut sous-estimer la signification physiologique d’une sténose, en particulier lors de l’évaluation d’un myocarde dépendant de collatérales.

La FFR ne permet pas de quantifier de manière indépendante la limitation microvasculaire du débit. Une dysfonction microvasculaire peut atténuer la réponse vasodilatatrice, entraînant une pression distale plus élevée et une FFR apparemment moins sévère que celle obtenue avec une microcirculation normale. Dans ce contexte, elle peut donc sous-estimer la sévérité de la sténose épicardique.

Le franchissement d’une lésion sévère par une guide de pression peut à lui seul modifier le débit et surestimer la sévérité de la sténose, en particulier en cas de maladie diffuse et dans les petits vaisseaux collatéraux. Les sténoses sériées et l’athérosclérose diffuse peuvent également rendre difficile l’attribution de la perte de pression à une seule lésion anatomique.

Avantages de l’iFR

L’iFR évite l’adénosine et élimine donc les symptômes liés à l’adénosine tout en simplifiant le déroulement de la procédure en salle de cathétérisme. Les procédures sont généralement plus courtes, et la mesure ne dépend pas de l’obtention d’une vasodilatation pharmacologique maximale. Comme elle est réalisée au repos, l’iFR peut être moins influencée par une réponse atténuée à l’adénosine due à une dysfonction microvasculaire coronaire.

Limites de l’iFR

Au repos, le gradient de pression à travers une sténose est plus faible et la pression distale est plus élevée que pendant l’hyperhémie. L’iFR peut donc surestimer la signification fonctionnelle d’une sténose lorsque le débit au repos est anormalement élevé, par exemple en cas d’anémie.

Bien que la prise en charge guidée par l’iFR ait été non inférieure à celle guidée par la FFR à un an dans deux grands essais randomisés, les analyses groupées à plus long terme ont rapporté une fréquence plus élevée de la mortalité toutes causes confondues et des événements cardiovasculaires indésirables majeurs avec la prise en charge guidée par l’iFR. Cela ne s’accompagnait pas d’une fréquence plus élevée d’infarctus du myocarde ou de revascularisation non programmée. Par conséquent, les indices non hyperémiques doivent être utilisés avec discernement, et la FFR reste la stratégie invasive de référence lorsque l’incertitude persiste.

Traitement et prise en charge

Report de l’ICP

Le report de l’ICP est approprié lorsqu’une lésion intermédiaire n’est pas physiologiquement significative et que les données cliniques sont concordantes. Dans la cardiopathie ischémique stable, les lésions dont la FFR est supérieure à 0,75 ont présenté d’excellents résultats à long terme lorsque l’intervention était différée. Les lésions dont la FFR est supérieure à 0,80 sont rarement associées à une ischémie et peuvent généralement être traitées médicalement lorsque les symptômes, les tests d’effort et les autres données ne suggèrent pas la nécessité d’une revascularisation.

Le report ne doit pas reposer uniquement sur les seuils de pression. Les symptômes, les tests d’ischémie non invasifs, la localisation de la lésion, le territoire myocardique, la maladie diffuse et une éventuelle dysfonction microvasculaire doivent être pris en compte.

ICP guidée par la FFR

Lorsque la FFR est ≤0,80, l’ICP associée au traitement médical optimal peut réduire les événements cardiovasculaires indésirables majeurs par rapport au traitement médical seul dans les lésions coronaires stables. Le principal bénéfice précoce est une réduction des revascularisations urgentes, tandis qu’une réduction ultérieure des infarctus du myocarde a également été rapportée. L’intervention guidée par la FFR réduit le nombre de stents nécessaires par rapport à l’ICP guidée par la coronarographie et s’accompagne d’une diminution des événements cardiaques composites à un an.

En cas de maladie pluritronculaire, l’exploration physiologique systématique de chaque vaisseau épicardique n’a pas constamment amélioré les résultats par rapport à la coronarographie seule. L’évaluation physiologique doit donc généralement se concentrer sur les lésions intermédiaires plutôt que de mesurer systématiquement les vaisseaux clairement sévères ou clairement peu atteints selon l’évaluation clinique et angiographique.

Traitement médical

Le document source présente le traitement médical optimal comme comparateur et comme composante essentielle de la prise en charge, mais ne précise pas les classes médicamenteuses, les doses ni les schémas détaillés de prévention secondaire. Aucune recommandation posologique médicamenteuse n’est fournie.

Évaluation après l’ICP

La FFR peut être mesurée après l’ICP afin de déterminer l’effet physiologique d’une lésion résiduelle. Une valeur post-ICP restant anormale peut refléter une sténose focale résiduelle, une maladie diffuse ou d’autres anomalies physiologiques. Le retrait de la guide de pression peut aider à distinguer une chute focale résiduelle de pression, potentiellement accessible à une nouvelle intervention, d’une perte de pression diffuse, pour laquelle un stenting focal supplémentaire peut ne pas être bénéfique.

Recommandations des sociétés savantes

Les recommandations européennes actuelles préconisent une évaluation physiologique fondée sur une guide lorsque la coronarographie invasive identifie une sténose épicardique intermédiaire et que les tests d’effort non invasifs sont non concluants ou n’ont pas été réalisés. La FFR pendant l’hyperhémie maximale ou l’iFR au repos est recommandée afin d’améliorer l’évaluation du risque et de guider les décisions de revascularisation.

Les seuils pratiques pertinents sont les suivants :

• FFR ≤0,80 : sténose hémodynamiquement significative ; justifie d’envisager une ICP dans le contexte clinique approprié.

• iFR ≤0,89 : sténose hémodynamiquement significative ; justifie d’envisager une ICP dans le contexte clinique approprié.

• FFR ou iFR au-dessus du seuil pertinent : la revascularisation peut souvent être différée, à condition que les symptômes du patient, les résultats des tests d’effort et le contexte clinique global soient concordants.

L’évaluation physiologique est particulièrement importante pour les lésions intermédiaires, généralement estimées visuellement à environ 40–90 % de sténose dans les vaisseaux autres que le tronc commun gauche et à 40–70 % dans le tronc commun gauche. En cas de maladie pluritronculaire, la mesure de la pression doit généralement être réservée aux lésions intermédiaires.

L’utilisation de la FFR est soutenue par une recommandation de classe I chez les patients présentant un angor ou un équivalent angineux, sans évaluation antérieure de l’ischémie et avec des sténoses angiographiquement intermédiaires, dans les recommandations américaines citées sur la revascularisation coronaire et la maladie coronaire chronique.

Pronostic et suivi

La classification physiologique fournit des informations pronostiques au-delà de la coronarographie. Les patients présentant des lésions fonctionnellement non significatives chez lesquels l’ICP est différée ont d’excellents résultats à long terme, notamment des taux d’infarctus du myocarde nettement inférieurs à ceux des patients bénéficiant d’une intervention prophylactique malgré une FFR non ischémique.

Dans la maladie coronaire stable, l’ICP guidée par la FFR comparativement à l’ICP guidée par la coronarographie a été associée aux éléments suivants :

• Moins de lésions traitées par stent

• Taux plus faible d’événements cardiaques indésirables majeurs à un an

• Moins d’infarctus du myocarde

• Moins de revascularisations itératives

• Aucune différence démontrée de mortalité dans la comparaison principale à un an

Chez les patients dont la FFR est <0,80, l’ICP associée au traitement médical optimal réduit les événements cardiovasculaires indésirables majeurs par rapport au traitement médical seul, principalement grâce à une diminution des revascularisations urgentes et, ultérieurement, à une réduction des infarctus du myocarde. Une méta-analyse de données individuelles de patients a également suggéré une réduction du critère combiné de décès cardiaque ou d’infarctus du myocarde.

La prise en charge guidée par l’iFR présente, à un an, des résultats comparables à ceux de la prise en charge guidée par la FFR et offre des avantages pratiques procéduraux. Toutefois, les analyses groupées à cinq ans ont soulevé la possibilité d’un excès de mortalité toutes causes confondues et d’événements cardiovasculaires indésirables majeurs avec la prise en charge guidée par l’iFR, malgré l’absence d’augmentation des infarctus du myocarde ou des revascularisations non programmées. Ces données justifient la prudence clinique et l’intégration rigoureuse de l’iFR aux symptômes, aux tests non invasifs et, lorsque cela est approprié, à une FFR de confirmation.

Le suivi doit donc être guidé par les symptômes du patient, son état fonctionnel, la fonction ventriculaire, l’étendue de la maladie coronaire et les données physiologiques obtenues lors de la procédure initiale. La persistance de symptômes après le report du traitement d’une lésion épicardique non significative doit conduire à envisager une dysfonction microvasculaire, une maladie diffuse ou un autre diagnostic plutôt qu’à réaliser automatiquement une nouvelle ICP.