安夢楠 李悅 薛竟宜

血流儲備分數(shù)（fractional flow reserve， FFR）是目前國際公認的評價冠狀動脈狹窄病變的功能學(xué)指標，即有狹窄病變的冠狀動脈支配區(qū)域心肌最大血流量與同一冠狀動脈無狹窄病變時心肌所能獲得的最大血流量的比值，可簡化為冠狀動脈狹窄病變遠端平均壓力（Pd）和病變近端平均壓力（Pa）的比值，即FFR值，其判斷引起心肌缺血的界限值為0.80［1-3］。有臨床研究證實，F(xiàn)FR值＜0.80提示該病變需要血運重建，F(xiàn)FR值＞0.80提示該病變引起心肌缺血的可能性很小，不需要介入治療［4-6］。FAME研究［5］和FAME-Ⅱ研究［6］證實，無論是單支冠狀動脈臨界病變還是多支血管病變，應(yīng)用FFR指導(dǎo)的經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（percutaneous coronary intervention， PCI）預(yù)后明顯優(yōu)于冠狀動脈造影指導(dǎo)的PCI。但FFR檢測仍存在局限性：（1）壓力導(dǎo)絲操控性較差，存在損傷血管風(fēng)險；（2）FFR測量過程中，需要使用血管擴張劑誘導(dǎo)冠狀動脈達最大充血狀態(tài)，可能出現(xiàn)藥物不良反應(yīng)，尤其在合并哮喘、慢性阻塞性肺病、低血壓和心動過緩患者中應(yīng)用受限；（3）有創(chuàng)、花費高、手術(shù)時間長［7-8］。鑒于以上不足，新近研究提出一些有關(guān)冠狀動脈病變功能學(xué)評價的新方法，包括瞬時無波形期跨病變壓力比值（instantaneous wave-free ratio，iFR）、基于冠狀動脈計算機斷層掃描血管造影（computed tomography angiography，CTA）的FFR檢測（coronary CTA–derived FFR，F(xiàn)FRCT）以及能夠在導(dǎo)管室直接應(yīng)用的基于冠狀動脈造影的定量血流分數(shù)（quantitative flow ratio，QFR）等冠狀動脈病變功能學(xué)評估方法［9-11］。

1 iFR

iFR是在微循環(huán)阻力最小且穩(wěn)定的心室舒張期的瞬時無波形期，應(yīng)用壓力導(dǎo)絲檢測跨冠狀動脈狹窄病變壓力階差，獲得跨病變壓力比值（Pd/Pa）來評估冠狀動脈狹窄病變功能學(xué)意義［9］。CLARIFY研究［12］發(fā)現(xiàn)，在心室舒張期的瞬時無波形期，冠狀動脈血流速度比整個心動周期的平均血流速度高26%，心肌微循環(huán)阻力達最低，冠狀動脈血流達峰值，其生理狀態(tài)恰好類似藥物誘導(dǎo)的冠狀動脈最大充血狀態(tài)，因此可以應(yīng)用iFR評估冠狀動脈狹窄病變對血流影響的嚴重程度。iFR測量方法與FFR類似，都是基于壓力梯度變化來評估冠狀動脈狹窄病變是否引起心肌缺血的侵入性檢查方法，但iFR不需使用血管擴張劑，并應(yīng)用特殊的波型幅度計算法（Wave Intensity Analysis）計算跨冠狀動脈狹窄病變壓力比值［7，9］。RESOLVE研究［13］結(jié)果顯示，iFR判斷狹窄病變對冠狀動脈血流動力學(xué)影響的準確率達80.4%，與FFR相關(guān)系數(shù)為0.81。Fede等［14］研究結(jié)果顯示，以iFR 0.89為臨界值診斷引起心肌缺血的狹窄病變的敏感度和特異度分別為100%和87%，陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為78%和100%。

Fede等［14］研究推薦聯(lián)合應(yīng)用iFR和FFR評估冠狀動脈狹窄病變的功能學(xué)意義，可使60%患者免于使用血管擴張劑。該研究結(jié)果顯示，以iFR 0.89為界值診斷冠狀動脈狹窄病變引起心肌缺血的準確率為80%。當iFR值＞0.93時，不需要血運重建；iFR值＜0.86時，病變需要介入治療；只有當iFR值為0.86～0.93時，需進一步行FFR檢測指導(dǎo)治療。Davies等［15］研究顯示，與FFR相比，iFR指導(dǎo)PCI可明顯縮短手術(shù)平均時間（40.5 min 比 45.0 min，P=0.001）。1年隨訪結(jié)果顯示，iFR組和FFR組主要終點事件（心肌梗死、血運重建、猝死）發(fā)生率分別為6.8%和7.0%。無論是否由心源性原因引起的主要終點事件和死亡風(fēng)險，兩組間比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

2 FFRCT

FFRCT是基于靜息狀態(tài)心室舒張期冠狀動脈CTA圖像的無創(chuàng)冠狀動脈狹窄病變功能學(xué)評估方法。在心室舒張期冠狀動脈微循環(huán)阻力最小，且壓力與血流量成正比，通過流體力學(xué)計算方法，模擬冠狀動脈內(nèi)血流和壓力，根據(jù)冠狀動脈狹窄病變近段與遠段血流量和壓力階差，推算管腔橫截面，再經(jīng)過復(fù)雜的圖像處理和運算過程，包括圖像分割和冠狀動脈樹提取、左心室質(zhì)量估算、微循環(huán)阻力估算、冠狀動脈最大血流量估算及流體力學(xué)計算等，形成管腔橫截面和血管輪廓，重建冠狀動脈樹的三維解剖模型，從而獲取冠狀動脈樹任意點的FFRCT值。

FFRCT是根據(jù)冠狀動脈CTA圖像對狹窄病變進行功能學(xué)評估，不需要特殊掃描技術(shù)和額外用藥。已有臨床研究結(jié)果證實，應(yīng)用FFRCT判斷單支冠狀動脈狹窄病變是否引起心肌缺血的準確率較高，當FFRCT界限值定為0.8時，其診斷冠狀動脈狹窄病變引起心肌缺血的敏感度和特異度分別為67%和91%，而當FFRCT界限值定為0.75時，其診斷心肌缺血陽性率達92%［10，16］。NXT研究［17］結(jié)果顯示，F(xiàn)FRCT值＜0.75時，血運重建率為70%；而FFRCT值＞0.80時，心肌缺血發(fā)生率較低；當FFRCT值為0.75～0.80時，心肌缺血發(fā)生率僅為55%，此時應(yīng)結(jié)合患者心絞痛的嚴重程度，決定是否進一步行冠狀動脈造影。該研究還顯示，以0.75為FFRCT界限值診斷冠狀動脈狹窄病變引起心肌缺血的敏感度和特異度分別為84%和86%。Nakanishi等［18］研究顯示，F(xiàn)FRCT界限值為0.8時，其判斷具有功能學(xué)意義狹窄病變的準確率和特異度均高于CTA（81% 比53%，p＜0.001；79% 比34%，p＜0.001）。gaard等［19］研究結(jié)果證實，CTA結(jié)合無創(chuàng)FFRCT對判斷冠狀動脈狹窄病變引起心肌缺血診斷的特異度、敏感度、準確率及分辨率均優(yōu)于單獨應(yīng)用CTA。PLATFORM研究［19］1年隨訪結(jié)果顯示，F(xiàn)FRCT檢測可有效減少61%冠狀動脈造影檢查，降低30%醫(yī)療花費。

FFRCT對CTA圖像質(zhì)量要求較高，呼吸運動、快心室率及嚴重鈣化病變等會影響FFRCT功能學(xué)判斷的準確率，但較CTA診斷準確率仍明顯提高。NXT研究亞組分析中，按鈣化積分（agatston score，AS）將鈣化病變由輕到重分為Q1～Q4四個等級，比較FFRCT和CTA判斷不同等級鈣化病變狹窄嚴重程度的準確率，結(jié)果顯示冠狀動脈病變鈣化程度較高時，F(xiàn)FRCT判斷狹窄病變引起心肌缺血的準確率優(yōu)于CTA（AUC 0.91 比 0.71， P=0.004）［20］?；颊咭蛩匕ㄎ⒀懿∽儭⒆笮氖曳屎?、側(cè)支循環(huán)、既往心肌梗死病史等也會影響FFRCT診斷的準確率。此外，由于FFRCT的關(guān)鍵技術(shù)依賴于流體仿真計算，運算過程復(fù)雜，耗時較長。以上因素在一定程度上限制了該項無創(chuàng)功能學(xué)檢測技術(shù)的臨床應(yīng)用。

盡管FFRCT近年發(fā)展迅速，但仍存在局限性。（1）實現(xiàn)FFR檢測的前提是冠狀動脈達最大充血狀態(tài)，而基于冠狀動脈CTA的無創(chuàng)功能學(xué)評估方法是根據(jù)CTA圖像重建冠狀動脈模型，尚不能完全模擬真實的、有彈性的冠狀動脈充血狀態(tài)；（2）目前基于冠狀動脈CTA的無創(chuàng)功能學(xué)評估方法的研究對象大多是可疑或穩(wěn)定的冠心病患者，尚未證實其在急性冠狀動脈綜合征、既往有心肌梗死、PCI或冠狀動脈旁路移植術(shù)史及合并心肌肥厚的冠心病患者中的診斷效能；（3）尚缺乏大規(guī)模多中心臨床研究驗證FFRCT指導(dǎo)冠心病行PCI的有效性與安全性［21］。

3 基于冠狀動脈造影的FFR評估（angiography-derived FFR）

基于冠狀動脈造影的冠狀動脈狹窄病變功能學(xué)評估是應(yīng)用冠狀動脈造影的快速血流動力學(xué)分析方法，結(jié)合冠狀動脈造影三維重建定量分析（3-dimensional quantitative coronary angiography，3D QCA）和TIMI計幀法，重建冠狀動脈三維結(jié)構(gòu)模型［11］。在心動周期的舒張末期，采集兩個角度相差大于25°、速度為15幀/s的造影圖像，進行冠狀動脈三維重建。若自動重建的管腔輪廓不符合真實的管腔邊界，需手動校對，并選定血管的起止點［22-23］。系統(tǒng)自動選取對比劑流動圖像，通過TIMI計幀法，計算對比劑流動時間及速度，計算平均體積流量，重建定量血流分數(shù)的虛擬壓力回撤曲線，計算病變部位管腔狹窄百分率、最小管腔直徑、病變長度、最小管腔面積、腔內(nèi)斑塊體積、病變偏心指數(shù)，最終生成QFR報告。

FFR QCA是QFR的第一代技術(shù)，基于微循環(huán)擴張后的冠狀動脈造影來計算血流分數(shù)，在一次計算中得出所有分支的虛擬壓力回撤曲線。有臨床研究結(jié)果證實，F(xiàn)FR QCA與基于壓力導(dǎo)絲檢測的FFR值之間具有良好的相關(guān)性（r=0.81，P ＜0.001）和一致性［平均差（0.00±0.06）， P=0.541］［11］。與FFR值≤0.80為評估冠狀動脈狹窄病變具有功能學(xué)意義的金標準相比，F(xiàn)FR QCA≤0.80診斷冠狀動脈狹窄病變引起心肌缺血的準確率、敏感度、特異度、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為88%、78%、93%、82%和91%，最小管腔面積和狹窄百分比的準確率分別為64%和68%，整個分析所需時間＜10 min［11，24］。雖然FFR QCA提高了冠狀動脈造影的診斷性能，但仍然有其局限性：（1）獲取造影圖像時仍需使用腺苷誘導(dǎo)冠狀動脈達最大充血狀態(tài)；（2）需要對所有邊支血管進行重建，使用相對復(fù)雜；（3）只能離線分析，無法在導(dǎo)管室實時快速完成。

定量血流分數(shù)（quantitative flow ratio，QFR）是第二代基于造影圖像的FFR檢測方法，評估過程中不需要使用血管擴張藥物，無需重建所有邊支血管，并可在導(dǎo)管室實時完成三維重建分析。以QFR 0.80為界值診斷引起心肌缺血狹窄病變的準確率達92.7%［25］。與QCA相比，QFR識別影響血流動力學(xué)病變的敏感度（94.6% 比 62.5%，p＜0.001）和特異度（91.7% 比 58.1%，p＜0.001）均明顯增高，其陽性預(yù)測值（85.5% 比 43.8%，p＜0.001）和陰性預(yù)測值（97.1% 比74.9%，p＜0.001）也明顯優(yōu)于QCA［25］。最新FAVOR Ⅱ E-J研究［26］結(jié)果同樣證實，與QCA相比，QFR診斷冠狀動脈狹窄病變引起心肌缺血的敏感度（86.5%比44.2%，P ＜0.001）和特異度（86.9%比76.5%，P=0.002）均顯著升高；并證實在導(dǎo)管室在線應(yīng)用QFR評估冠狀動脈臨界病變的功能學(xué)意義的可行性。QFR在保證診斷準確率的同時簡化了操作流程，其計算時間小于4 min［25］。

確保圖像質(zhì)量是QFR準確評估冠狀動脈狹窄病變功能學(xué)意義的前提，應(yīng)在冠狀動脈造影時采用投影縮短及重疊最小的體位，使血管重建和QFR計算更精確，這對串聯(lián)病變和彌漫性病變功能學(xué)評估尤為重要。另外，與基于壓力導(dǎo)絲檢測的FFR相比，QFR判斷冠狀動脈分支血管狹窄病變功能學(xué)意義的準確率較低。因此，QFR指導(dǎo)PCI仍需大規(guī)模臨床研究證實其有效性和安全性。

4 總結(jié)

冠狀動脈狹窄病變功能學(xué)評估已成為指導(dǎo)臨床血運重建的金標準，F(xiàn)FRCT從最開始的無創(chuàng)功能學(xué)檢測的“新星”，逐漸成為有創(chuàng)造影檢查的“看門人”，現(xiàn)已成為胸痛患者行有創(chuàng)冠狀動脈造影檢查的重要篩查工具。但無創(chuàng)功能學(xué)評估方法是基于冠狀動脈重建模擬圖像，并非真實的、有彈性的血管，其檢測結(jié)果易受CTA圖像質(zhì)量、鈣化病變及患者因素影響，而且計算量大。因此，無創(chuàng)功能學(xué)評估尚不能完全替代有創(chuàng)的冠狀動脈病變功能學(xué)評估方法。QFR是基于冠狀動脈造影圖像的冠狀動脈病變功能學(xué)評估方法，通過結(jié)合3D QCA和TIMI計幀法，重建定量血流儲備分數(shù)的虛擬壓力回撤曲線，能夠迅速、精準地評估冠狀動脈狹窄病變功能學(xué)意義，可在導(dǎo)管室實時在線分析，是冠狀動脈病變有創(chuàng)功能學(xué)評估方法的新突破，目前尚處于臨床研究階段，隨著技術(shù)的不斷改進，這項真實、快速、準確的冠狀動脈病變功能學(xué)評估方法有望在臨床迅速推廣應(yīng)用。