冠脈定量血流分?jǐn)?shù)測(cè)定的臨床研究進(jìn)展

張傳威 潘偉彪* 李恒 杜志民

長(zhǎng)期以來(lái)，冠狀動(dòng)脈造影檢查是臨床診斷冠心病的“金標(biāo)準(zhǔn)”［1］。然而有研究表明，冠狀動(dòng)脈解剖上狹窄程度和生理功能上缺血情況并不完全一致［2-4］，這會(huì)導(dǎo)致對(duì)狹窄病變的干預(yù)不足或過(guò)度治療。僅根據(jù)冠脈造影結(jié)果，中度狹窄（50%-70%）患者中約有1/3 的缺血被忽略，而在重度狹窄（＞70%）患者中超過(guò)20%卻被過(guò)度治療［3］。

血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)（Fractional Flow Reserve，F(xiàn)FR）已被證實(shí)是評(píng)價(jià)冠脈狹窄生理功能學(xué)“金標(biāo)準(zhǔn)”。然而由于FFR測(cè)量存在一系列不足限制了其在臨床中的廣泛使用。得益于計(jì)算機(jī)科學(xué)理論的進(jìn)步，尤其是人工智能的發(fā)展，誕生了基于冠脈造影的定量血流分?jǐn)?shù)技術(shù)（quantitative flow ratio，QFR），它是一種快速、無(wú)創(chuàng)的冠脈功能評(píng)價(jià)方法，極大地彌補(bǔ)FFR 的不足。許多研究已證實(shí)QFR 和FFR 具有很好的一致性，將來(lái)QFR 有望替代FFR 作為冠脈生理功能學(xué)評(píng)估的“金標(biāo)準(zhǔn)”，更好地為臨床服務(wù)。

1 QFR 的工作原理

第一代QFR 技術(shù)通過(guò)選擇兩個(gè)角度≥25°的造影圖像圖對(duì)主血管及分支血管進(jìn)行三維重建，采用TIMI 計(jì)幀法得到血流速度和時(shí)間，進(jìn)行QFR 計(jì)算。這種方法需要注射擴(kuò)張微循環(huán)的藥物，比如腺苷等來(lái)獲得擴(kuò)張微循環(huán)后的冠狀動(dòng)脈造影圖像，因此導(dǎo)致臨床使用受限?；诖耍诙鶴FR 則通過(guò)AI 算法獲得單幅冠脈造影的血流速度和管腔信息，根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)算法方程模擬測(cè)定壓力曲線，選取管腔兩端的壓力差計(jì)算單幅造影的QFR，再導(dǎo)入另一張?jiān)煊皥D像，進(jìn)行三維重建，最終計(jì)算得出三維狀態(tài)的QFR數(shù)值。此法無(wú)需使用微循環(huán)擴(kuò)張藥物，且在5 分鐘內(nèi)得出分析結(jié)果，在臨床綜合實(shí)用性上有了較大提升。

2 驗(yàn)證QFR 與FFR 診斷效力的臨床研究

國(guó)際上第一個(gè)關(guān)于QFR 的前瞻性多中心臨床研究（FAVOR Pilot 研究）［5］比較了73 例患者的84 支血管中，采用3 種QFR 計(jì)算模型，即固定激發(fā)血流（fQFR），造影劑激發(fā)血流（cQFR）和腺苷激發(fā)血流（aQFR）。結(jié)果表明fQFR、cQFR 和aQFR 均與FFR 有很好的一致性，平均差異分別為0.003±0.068（P=0.66）、0.001±0.059（P=0.90）和-0.001±0.065（P=0.90），以FFR≤0.80 為閾值的總體診斷準(zhǔn)確性分別為80%、86%和87%。

2017 年由中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院牽頭的前瞻性、多中心臨床研究FAVOR II China［6］。該研究共對(duì)308 例患者328 根血管進(jìn)行了QFR 和FFR 的實(shí)時(shí)分析。結(jié)果顯示，QFR 在患者層面和血管層面的診斷準(zhǔn)確率分別為92.4%和92.7%。QFR 在識(shí)別有血流動(dòng)力學(xué)意義的狹窄病變方面的敏感性和特異性均顯著高于定量冠脈造影（QCA）（敏感性：94.6% vs 62.4%；特異性：91.7% vs 58.1%）。QFR 的陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為85.5%，陰性預(yù)測(cè)值為97.1%。研究結(jié)果證明了QFR 在識(shí)別顯著冠狀動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)狹窄方面的診斷準(zhǔn)確性。

FAVOR II Europe-Japan 研究［7］是在歐洲和日本進(jìn)行的前瞻性、觀察性、多中心研究，共入選了11 個(gè)中心329 例穩(wěn)定型冠心病患者，對(duì)317 個(gè)病變進(jìn)行FFR、在線QFR 和二維定量分析（2D-QCA）評(píng)估。結(jié)果顯示，以FFR 為參考標(biāo)準(zhǔn)，QFR 診斷冠狀動(dòng)脈缺血的敏感性和特異性顯著高于2D-QCA（敏感性：96.5% VS 44.2%；特異性：86.9% VS 76.5%）。QFR 的ROC 曲線下面積可達(dá)0.92。在導(dǎo)管室實(shí)時(shí)在線計(jì)算QFR 的中位時(shí)間為5min，低于FFR 的中位時(shí)間7min。該研究結(jié)果證明在導(dǎo)管室內(nèi)應(yīng)用QFR 在線測(cè)量中度狹窄病變是可行并且準(zhǔn)確的，且優(yōu)于2D-QCA。

3 QFR 在指導(dǎo)冠脈血運(yùn)重建中的價(jià)值

QFR 指導(dǎo)急性ST 段抬高型心肌梗死患者非罪犯血管的治療：急性ST 段抬高心肌梗死（STEMI）非犯罪血管（non-IRA）在臨床上是否需要干預(yù)一直存在一定的爭(zhēng)議。最近的幾個(gè)前瞻性隨機(jī)對(duì)照研究比如PRAMI［8］和CvLPRIT研究［9］指出，在急性期手術(shù)中的“完全血運(yùn)重建”比“單純的罪犯血管重建”治療策略能更好地改善患者預(yù)后。Lauri等［10］進(jìn)行的回顧性、觀察性、多中心研究對(duì)82 名患者91 根非罪犯血管進(jìn)行QFR 和FFR 測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)STEMI 患者基于急診行冠脈造影時(shí)測(cè)得的QFR 具有較高的診斷準(zhǔn)確性（AUC=0.91），研究證明對(duì)STEMI 患者急性期行PCI 期間對(duì)非罪犯血管應(yīng)用QFR 進(jìn)行功能學(xué)評(píng)估具有良好的診斷準(zhǔn)確性。不僅如此，QFR 還可以結(jié)合SYNTAX 評(píng)分指導(dǎo)急性心肌梗死非罪犯血管的血運(yùn)重建。Spitaleri 等［11］將QFR技術(shù)和SYNTAX 評(píng)分系統(tǒng)結(jié)合，首次提出了無(wú)創(chuàng)FSS 評(píng)分（noninvasive functional SYNTAX score，NI-FSS）概念并進(jìn)行了多中心前瞻性研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)患者非罪犯血管QFR≤0.8 時(shí)發(fā)生MACE 時(shí)間的概率更高（HR=2.3）。研究結(jié)果證明當(dāng)患者合并有多支血管病變時(shí)，應(yīng)用QFR 結(jié)合SYNTAX評(píng)分指導(dǎo)完全血運(yùn)重建可以更好地改善患者的臨床預(yù)后，延長(zhǎng)患者的生存時(shí)間。最新的一項(xiàng)由中國(guó)發(fā)起的多中心隨機(jī)、假對(duì)照研究FAVOR III China［12］。試驗(yàn)結(jié)果顯示，與造影指導(dǎo)組相比，QFR 指導(dǎo)組1 年MACE 事件發(fā)生率比造影指導(dǎo)組低（KM 估計(jì)值：5.8% vs 8.8%），相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)下降35%（HR 0.65，P=0.0004）。QFR 指導(dǎo)組心肌梗死（3.4% vs 5.7%）和缺血驅(qū)動(dòng)的血運(yùn)重建（2.0% vs 3.1%）發(fā)生率更低。與造影組相比，QFR 指導(dǎo)安全推遲了不必要的介入治療（19.6% vs 5.2%），也可精準(zhǔn)地找出那些目測(cè)狹窄不明顯但有嚴(yán)重缺血的病變血管（4.4% vs 1.5%），從而改變了患者的整體治療策略。該研究結(jié)果證明QFR 可顯著改善患者1 年臨床終點(diǎn)、提高患者的臨床療效和直接改變患者的整體治療策略。

在心臟外科方面，QFR 也可對(duì)冠狀動(dòng)脈外科血運(yùn)重建策略起指導(dǎo)指導(dǎo)作用。有關(guān)研究對(duì)82 例術(shù)前行冠脈造影檢查后擬行冠狀動(dòng)脈旁路血管植入術(shù)（CAGB）患者共174支血管行QFR 測(cè)量，其中有53 支血管為QFR 陽(yáng)性（≤0.8），其余121 支（69.5%）為QFR 陰性（＞0.8）。根據(jù)QFR 結(jié)果，有39 例患者的62 支血管按原計(jì)劃進(jìn)行心臟外科手術(shù)治療和同期CABG。其余43 例患者的112 支血管改變了血運(yùn)重建策略或未行CABG。研究結(jié)果證明QFR 指導(dǎo)冠狀動(dòng)脈外科血運(yùn)重建是安全可行的，并且可以減少不必要的CABG［13］。

根據(jù)QFR 的檢測(cè)原理和檢測(cè)方法，現(xiàn)衍生出基于IVUS 的QFR--超聲血流分?jǐn)?shù)（ultrasonic flow ratio，UFR）和基于OCT 的QFR--光學(xué)血流分?jǐn)?shù)（optical flow ratio，OFR）技術(shù)，對(duì)其診斷效能有一些小規(guī)模的臨床研究，但能否廣泛地應(yīng)用于臨床則還需更多的相關(guān)研究。

4 QFR 的臨床局限性

雖然QFR 天然具備FFR 在臨床中無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，但也存在一定的限制。首先，QFR 對(duì)冠脈造影圖像質(zhì)量要求非常高，圖像質(zhì)量不佳或不符合要求均會(huì)使降低QFR 的診斷準(zhǔn)確性。但上述問(wèn)題可經(jīng)過(guò)對(duì)術(shù)者和QFR 分析師進(jìn)行規(guī)范化培訓(xùn)來(lái)避免。其次，對(duì)某些冠脈病變類(lèi)型，如分叉病變、彌漫性病變，QFR 的測(cè)量準(zhǔn)確會(huì)受到影響，進(jìn)而可能會(huì)影響介入手術(shù)策略。最后，冠脈微循環(huán)障礙亦會(huì)降低QFR 的診斷效能［14］。

QFR 因其診斷準(zhǔn)確性高、臨床操作可行性高且不良反應(yīng)少等一系列優(yōu)點(diǎn)得以在臨床中普及。大量臨床研究證實(shí)QFR 與FFR 具有良好的一致性，且應(yīng)用場(chǎng)景下對(duì)臨床醫(yī)生友好，將來(lái)有望在臨床廣泛應(yīng)用，為不同情況下的冠脈血運(yùn)重建介入治療提供更優(yōu)的策略。