Functional assessment of coronary artery disease by intravascular ultrasound and computational fluid dynamics simulation

Clinical trials have shown that functional assessment of coronary stenosis by fractional flow reserve (FFR) improves clinical outcomes. Intravascular ultrasound (IVUS) complements conventional angiography, and is a powerful tool to assess atherosclerotic plaques and to guide percutaneous coronary intervention (PCI). Computational fluid dynamics (CFD) simulation represents a novel method for the functional assessment of coronary flow. A CFD simulation can be calculated from the data normally acquired by IVUS images. A case of coronary heart disease studied with FFR and IVUS, before and after PCI, is presented. A three-dimensional model was constructed based on IVUS images, to which CFD was applied. A discussion of the literature concerning the clinical utility of CFD simulation is provided. Resumo: Estudos clínicos demonstraram que a avaliação funcional da doença coronária com fio de pressão e determinação da reserva fracionada de fluxo (fractional flow reserve - FFR) melhora a evolução clínica. O estudo por ultra-som intravascular (IVUS) complementa a angiografia convencional, e é uma ferramenta poderosa para a avaliação das placas ateroscleróticas orientando a intervenção coronária percutânea (ICP). A simulação computorizada da dinâmica de fluidos (CFD), representa um novo método que permite avaliar funcionalmente o fluxo coronário. A CFD pode ser calculada a partir dos dados normalmente obtidos por IVUS. É apresentado um caso de doença coronária estudada com FFR e IVUS, antes e após a ICP. Foi construído um modelo tridimensional com base nas imagens obtidas por IVUS e avaliado com a técnica de CFD. É apresentada uma discussão bibliográfica sobre a utilidade clínica da simulação com CFD. Keywords: Coronary artery disease, Myocardial fractional flow reserve, Intravascular ultrasound, Fluid dynamics, Computer simulation, Palavras-chave: Doença cardíaca coronária, Reserva fracionada de fluxo miocárdico, Ultra-sonografia intravascular, Dinâmica de fluidos, Simulação computorizada