關于冠狀動脈病變的新型功能學評估方法現已受到國內外廣泛關注。定量血流分數(quantitative flow ratio,QFR)作為一種新型功能學評估技術,目前已有許多臨床試驗證實了其在診斷冠狀動脈狹窄病變所致心肌缺血準確性及可行性方面的臨床價值。相比傳統的診斷冠狀動脈狹窄病變的金標準血流儲備分數(fractional flow reserve,FFR),QFR 具備操作簡便、省時、低成本等優勢。該文對 FFR 和 QFR 診斷準確性的對比及臨床研究進展等展開綜述,旨在探討 QFR 有無可能替代 FFR 成為冠狀動脈病變的功能學評估手段并指導臨床血運重建。
引用本文: 羅婉碩, 汪敏, 陳琳. 基于血流儲備分數角度評估定量血流分數的準確性及最新研究進展. 華西醫學, 2023, 38(1): 121-125. doi: 10.7507/1002-0179.202208032 復制
經皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention,PCI)一直是冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)的主要治療方式,但傳統判斷冠狀動脈狹窄程度的有創操作冠狀動脈造影(coronary arteriography,CAG)因受介入術者主觀性影響,判斷病變是否引起心肌缺血時可能準確性不佳。目前,許多功能學評估方法,例如血流儲備分數(fractional flow reserve,FFR)、定量血流分數(quantitative flow ratio,QFR)等都可用于評估冠狀動脈實際狹窄程度,并判斷冠狀動脈是否存在功能學意義上的缺血,是國內外熱點研究問題。《中國經皮冠狀動脈介入治療指南(2016)》[1]將冠狀動脈病變直徑狹窄程度作為是否干預的決策依據。病變直徑狹窄≥90%時,可直接干預;當病變直徑狹窄<90%時,建議僅對有相應缺血證據或 FFR≤0.8 的病變進行干預。相比 FFR,QFR 無需使用導絲和血管擴張劑,降低手術費用的同時可減少手術時間,能夠準確、快速評估冠狀動脈狹窄病變的功能學意義,減少醫患曝光時間及造影劑用量,減少藥物副作用及手術相關并發癥。本文對 FFR 和 QFR 診斷準確性的對比及臨床研究進展等展開綜述。
1 FFR 的研究進展及應用
FFR 指針對冠狀動脈的狹窄病變,通過該病變血管的最大血流量與理論上該血管無病變情況下最大血流量的比值,即藥物誘導最大充血狀態下冠狀動脈狹窄遠端壓力與主動脈根部或冠狀動脈口部壓力的比值(Pd/Pa)。目前 FFR 主要應用于多支、臨界以及彌漫性病變,特別是癥狀不典型、造影與無創負荷試驗結果矛盾、造影有新發病變的患者[2]。
早期 DEFER 研究首次證實了 FFR>0.75 單支臨界病變的穩定心絞痛患者中,延遲 PCI 比即刻 PCI 更能降低非致死性心肌梗死(心梗)發生率(2.2% vs. 10.0%),FFR 判斷無明顯血流動力學狹窄的冠狀動脈病變時,可安全推遲 PCI 并對患者遠期預后無明顯影響,利用強化藥物治療可使患者每年心梗發生率和病死率≤1%[3]。FFR 可在不增加心血管不良事件的基礎上,減少不必要的支架植入,從而減少手術相關并發癥。Muller 等[4]的研究顯示,FFR≤0.75 提示會引起對應部位的心肌缺血,FFR>0.8 提示冠狀動脈狹窄病變不引起心肌缺血,0.75<FFR≤0.8 時則需要結合臨床實際情況及相關指標評估,這能在一定程度上幫助介入醫師更迅速、更高效作出臨床決策。之后 FAME 試驗以 FFR=0.8 為界,2 年隨訪顯示,FFR 指導治療組的主要心血管不良事件少于 CAG 指導組[5]。5 年隨訪顯示,FFR 指導與 CAG 指導的 PCI 兩組主要心血管不良事件差異縮小,但 FFR 指導組支架植入數量相對更少[6]。無論短期或長期隨訪均為患者帶來更多獲益、更少的介入操作和相關并發癥。FFR 作為定位罪犯病變的重要手段,逐漸成為診斷冠狀動脈狹窄所致心肌缺血的最佳指標。FAME Ⅱ試驗證實在穩定性冠心病患者中應用 FFR 測量技術指導支架手術聯合藥物治療,其臨床療效明顯優于單純藥物治療,緊急血運重建數量明顯減少[7]。以上研究表明干預有功能學意義的冠狀動脈病變將產生很好的臨床療效,FFR 指導介入治療在長期隨訪中表現良好,可作為診斷冠狀動脈狹窄所致心肌缺血的重要手段。
2 QFR 的研究進展及應用
QFR 技術根據 FFR 的原理,在三維定量 CAG 和流體力學的結合下衍生出 QFR,第 1 代 QFR 技術基于微循環擴張后的 CAG,利用 2 個角度>25°的投照體位所采集的造影影像序列進行三維重建,并結合 TIMI(thrombolysis in myocardial Infarction)幀數獲得個體化血流速度進行 QFR 計算,無需使用壓力導絲,可以在 1 次計算中重建所有分支的壓力回撤曲線,該算法的計算時間約為 10 min[8]。但是,該方法需要注射腺苷等微循環血管擴張藥物和重建出主支血管與主要分支血管,對造影影像的要求較高,限制了其臨床廣泛應用。第 2 代 QFR 技術簡化了流程,在采集標準造影后通過醫院的數據傳輸系統將 2 個體位的造影數據傳輸到 QFR 測量系統,分析員能夠在介入導管室中進行 FFR 的在線快速評估。圖像采集過程無需使用腺苷等微循環擴張藥物,利用常規 CAG 即可進行 QFR 評估。第 2 代 QFR 技術僅需要重建主支血管即可準確評估主支血管的生理功能,其操作簡易、計算速度快,大大提高了臨床實用性,從影像傳輸至 QFR 結果生成的平均時間為 4.36 min[8]。
越來越多國內外大型臨床研究的不斷開展已推動了 QFR 逐步進入臨床應用。許多臨床試驗證實 QFR 和 FFR 具有良好的一致性。FAVOR Ⅲ China 是一項多中心、雙盲的隨機對照研究,比較了 QFR 指導(QFR≤0.80 則進行 PCI 治療;QFR>0.80 則延遲治療)與 CAG 指導的患者血運重建的預后,結果顯示,對比 CAG 指導組,QFR 指導組患者術后 1 年主要心血管不良事件明顯減少[9]。QFR 指導的血運重建能顯著改善患者預后,可避免不必要的支架植入,減少手術相關并發癥和長期不良事件,也可以識別出具有重要功能意義且需要治療的血管造影顯示的邊緣性病變。
QFR 同樣具備一定預測作用,能有效預測 PCI 術后患者的臨床終點,Tang 等[10]的研究顯示,PCI 相關血管的術后 QFR 值低是 2 年主要心血管不良事件的獨立預測因子。有研究表明,完全且成功的血運重建后,PCI 相關血管術后較低的 QFR 值能夠預測術后不良事件,PCI 術后 QFR≤0.89 患者發生血管源性復合終點的風險是 QFR>0.89 患者的 3 倍,而可能影響 PCI 術后 QFR 值低的原因包括左前降支冠狀動脈的病變位置、基線 SYNTAX(Synergy between Percutaneous Coronary Intervention with Taxus and Cardiac Surgery)評分、病變長度和 PCI 后直徑狹窄[11]。該研究的局限性為只有接受完全和成功血運重建的患者才符合條件,嚴格的納入和排除標準限制了結果的普遍性。上述結果均證明了 QFR 在患者血運重建過程中的重要臨床價值。
QFR 不僅可以準確評估冠狀動脈罪犯血管的嚴重程度,對非罪犯血管也具有重要價值。B?r 等[12]的研究對未經治療的非靶血管進行回顧性分析,表明 QFR 在急性 ST 段抬高型心梗患者接受直接 PCI 時,對非罪犯病變的治療價值高于血管造影引導的 PCI 治療。Milzi 等[13]的研究證實了 QFR 指導冠狀動脈非罪犯病變干預的重要臨床意義。對于 ST 段抬高型心梗和多支冠狀動脈病變,非罪犯病變引起嚴重缺血的血運重建常需要分階段行缺血評估,此類患者接受完全血運重建術后,可用急性心梗患者的急性期血管造影的 QFR(QFR based on acute angiograms,aQFR)來評估非罪犯病變的血流動力學意義。該研究提出了基于 aQFR 的決策模型,即 aQFR≤0.75 則需行治療;aQFR≥0.92 則無生理學意義;“灰區”(aQFR 為 0.75~0.92)病變由進一步缺血評估決定[13]。其結果表明,aQFR 在預測非罪犯病變的缺血方面顯示出非常好的診斷效率,能有效評估急性心梗患者中非罪犯病變的血流動力學意義并指導干預。但該研究仍存在一定局限性,其為回顧性研究設計,aQFR 指導血運重建策略的準確性需要今后在前瞻性研究中進行評估。另外,患者入組不是基于對非罪犯病變的三維定量 CAG 評估,而是基于 CAG 時的視覺評估,同時排除標準中包含心梗引起的心源性休克患者,因此不能對這個特殊的亞群得出任何結論,需要在今后臨床試驗中繼續探索。
QFR 可用于評估 CAG 顯示的狹窄嚴重但實際上沒有功能學意義的缺血,能夠減少患者支架植入的數量,節約醫療資源,降低醫療花費和減少因支架置入帶來的相關并發癥;而對于 CAG 顯示狹窄輕微但實際上有功能學意義上缺血可能性的病變,QFR 的使用能夠降低漏診率,即刻評估術后功能學變化,及時有效進行臨床干預,有助于提高患者遠期生存率及降低遠期不良心血管事件的發生率。與單純使用 CAG 來判斷相比,QFR 這一冠狀動脈功能學指標指導血運重建可以改變患者的臨床結局,推遲非缺血性病變的支架植入。
3 QFR 與 FFR 的對比研究
已有許多研究證實 QFR 與 FFR 在冠狀動脈功能學診斷上一致性很高,FAVOR 和 WIFI 系列的研究均以 FFR 為診斷金標準,對比分析了 QFR 在評價冠狀動脈功能診斷的準確性和可行性。FAVOR Pilot 研究將 QFR 分成 3 種血流模型,即固定血流模型(fixed-QFR,fQFR)、造影劑血流模型(contrast-flow QFR,cQFR)、腺苷血流模型(adenosine-flow QFR,aQFR),比較以上 3 種 QFR 與 FFR 的相關性,fQFR 以大量臨床數據的血流速度經驗值作為邊界條件進行 QFR 計算,無需進行患者血流測量,cQFR 和 aQFR 分別通過注射造影劑和腺苷后采集造影影像,結合 TIMI 幀數來計算患者個體化血流速度[14]。結果顯示,對于以 FFR≤0.8 為標準的冠狀動脈中等狹窄病變,PCI 相關血管術后的 cQFR、aQFR 和 fQFR 的診斷準確度分別為 86%、87%、80%,cQFR 和 aQFR 之間沒有顯著差別,且均優于 fQFR。因此推薦臨床上用 cQFR 作為 QFR 診斷的準確結果。這表明 QFR 使用簡單,且能快速從 CAG 中計算 FFR 是否有效,而 3 種血流模型也表現出較好的一致性。WIFI Ⅱ研究選取狹窄程度 30%~90%的血管,以 FFR=0.8 為參考標準,計算 PCI 相關血管術后的 QFR,其準確度、靈敏度、特異度分別為 83%、77%和 86%,對比 FFR,QFR 在冠狀動脈生理學評估上呈現較好的一致性和診斷精度[15]。前瞻性研究 FAVOR Ⅱ Europe-Japan 比較了 QFR 指導與 FFR 指導的血運重建患者的預后,研究選取穩定性心絞痛患者,同樣以 FFR 為參考,PCI 相關血管術后 QFR 的靈敏度和特異度顯著高于二維定量 CAG(靈敏度為 86.5% vs. 44.2%,特異度為 86.9% vs. 76.5%)[16]。
van Diemen 等[17]對比分析了在心肌缺血方面 QFR 與心肌灌注顯像的診斷能力,結果顯示,PCI 相關血管術后的 QFR 與 FFR 之間存在顯著的相關性(r=0.79),其靈敏度和特異度均優于心肌灌注顯像。Peper 等[18]研究了新型 QFR-FFR 混合方法對評估冠狀動脈狹窄病變的臨床意義,將中度病變 0.77~0.87 定義為診斷灰區,灰區患者行 FFR 測量,QFR 在灰區以外測量。結果顯示 PCI 相關血管術后的 QFR 與 FFR 具有良好的相關性和一致性,診斷準確率較高。QFR-FFR 混合方法可以擴展 QFR 的使用,減少需要有創 FFR 測量的比例,同時保持了較高的準確性。
Tu 等[19]利用一種基于 Murray 分叉分型定律的新方法,評估了基于 Murray 分叉分型定律的 QFR(Murray law-based QFR,μQFR)在冠狀動脈中度狹窄患者中的診斷準確性。μQFR 技術只需要 1 個體位的 CAG 圖像,計算主支血管的同時還能提供邊支血管的功能學信息,提供更多數據支持,尤其對分叉病變的患者,有利于醫師選擇最佳的介入治療方案,提高患者遠期獲益。該試驗使用 FAVOR Ⅱ China 研究的患者數據,先對最佳造影圖像質量的造影序列進行分析,并對另一個體位的血管造影序列進行分析,以 FFR≤0.80 判定冠狀動脈狹窄存在血流動力學意義。結果顯示,μQFR 鑒別具有顯著血流動力學意義狹窄的準確率為 93.0%,μQFR 和 FFR 之間具有良好的相關性和一致性,對識別血流動力學上有意義的冠狀動脈狹窄具有很高的可行性和診斷準確性,其分析時間短,可重復性好,有望在導管實驗室中廣泛應用。總之,目前已證實 QFR 和 FFR 在診斷冠狀動脈病變心肌缺血中具有較好的一致性。
4 影響 QFR 結果的因素
QFR 作為不依賴于壓力導絲和腺苷的壓力衍生指標,臨床上一些因素和條件會影響 QFR 的診斷能力。 QFR 的診斷精度會受到冠狀動脈微循環功能障礙的影響,有研究顯示,高微循環阻力指數和急性冠狀動脈綜合征是 QFR 分類錯誤的獨立預測因素,微循環功能障礙會降低 QFR 的診斷能力,但是即使在存在微循環功能障礙的情況下,QFR 依然比單純的血管造影在評估功能學狹窄方面更有優勢[20]。
糖尿病作為冠心病的高危因素之一,為探究糖尿病對 QFR 診斷準確性的影響,近期研究顯示糖尿病和非糖尿病患者的診斷準確度、靈敏度和特異度無顯著差異[21]。因此 QFR 具有良好的診斷性能,與是否患有糖尿病無關。
存活心肌的數量是否會影響 QFR 診斷準確度也值得探討。有研究者對相同數量的陳舊性心梗和非陳舊性心梗的患者進行分析,利用 fQFR≤0.8 和 cQFR≤0.8 來預測 FFR≤0.80 的診斷準確性,結果顯示陳舊性心梗的 QFR 相比非陳舊性心梗在數值上較低(fQFR 為 77% vs. 87%,cQFR 為 87% vs. 92%)[22]。因此對于 QFR 評估冠狀動脈狹窄嚴重程度的準確度,相比非陳舊性心梗,陳舊性心梗的診斷精度會降低。
Mejía-Rentería 等[23]的研究排除了主動脈壓力變化及阻力儲備分數這 2 個重要因素對 QFR 評估狹窄病變功能學方面診斷性能的影響。結果顯示在不同主動脈壓力變化及阻力儲備分數變化下并沒有顯著差異,QFR 和 FFR 的一致性良好。
靜息 Pd/Pa 與 FFR 不一致時,對 QFR 的診斷準確度等也會產生一定影響。Westra 等[24]的研究顯示,靜息 Pd/Pa 與 FFR 的不一致性與年齡、性別、高血壓和病變嚴重程度均相關,以 FFR 為標準,QFR 的診斷能力在 FFR(≤0.80)和靜息 Pd/Pa(≤0.92)不一致性時下降。
Westra 等[25]研究者對 QFR 的臨床可重復性進行了研究即 QREP 研究。該研究采用雙盲的方法,由 5 名研究者間隔 1 個月分別進行 2 次 QFR 計算,將變異系數作為衡量觀察者內和觀察者間可重復性的主要指標。結果顯示,在來自不同中心的多個研究者中,根據相同血管造影計算出的觀察者間和觀察者內 QFR 的可重復性各不相同,重復測量的平均一致性為 0.01±0.08,可重復性取決于研究觀察者、血管造影質量和冠狀動脈狹窄的嚴重程度。
確定血管(包括正常血管和病變血管)的準確位置受造影劑層流所致血管偽像、彌漫性病變、斑塊鈣化及分支重疊等影響,根據冠狀動脈的解剖學,評估特殊部位如左主干病變、開口病變、彌漫性病變及分叉病變的嚴重程度更加受到限制,分叉病變的分支開口角度、管壁結構等均會增加 PCI 的難度,而 FFR 恰好有助于評估功能學嚴重程度,進而決定病變血管是否需要介入治療,以指導臨床治療策略選擇。但針對以上特殊部位的病變,QFR 與 FFR 評估冠狀動脈功能學意義上的狹窄病變的結果常存在一定誤差,甚至影響介入醫師對病變血管嚴重程度的判斷。因此應根據患者實際情況,個體化結合多種功能學及其他檢查方法進行綜合評估。上述諸多國內外臨床試驗均證實了從功能學角度評估冠狀動脈狹窄病變時,QFR 與 FFR 具備良好的診斷一致性。故推測 QFR 技術在左主干及鈣化病變等特殊部位也具備良好的診斷價值,但該結論目前仍需臨床實踐積累證實。
5 小結
綜上,目前已有不少研究成果證實了 QFR 和 FFR 作為評估冠狀動脈狹窄病變嚴重程度的功能學指標,兩者具有良好的診斷一致性。相比傳統的 FFR,QFR 由于其簡便、安全、快速、成本更低等諸多優點,已成為更有前景的功能學檢查方式,在精準醫療的背景下,QFR 能夠相對減少評估時間,無需壓力導絲等手術耗材和血管擴張藥物,并發癥更少,可節約醫療資源。QFR 的出現有希望提高功能學檢查作為血運重建決策工具的使用率,指導 PCI 治療及預測患者遠期預后。
但需注意的是,事實上不同功能學評估方法都具備其優劣勢,QFR 存在對造影影像質量要求高、術者操作對測量值影響尚不明確、對特殊類型病變可能無法準確測量、對既往心梗罪犯血管或微循環功能障礙意義不明等缺點。今后,QFR 技術仍需更多大規模、高質量、多中心的臨床研究加以證實,針對缺點進一步改進,優化冠狀動脈血運重建治療策略,改善患者預后。未來,QFR 有極大可能取代 FFR 成為更經濟、便捷、安全、高效的冠狀動脈新型功能學檢測方法。
利益沖突:所有作者聲明不存在利益沖突。
經皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention,PCI)一直是冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)的主要治療方式,但傳統判斷冠狀動脈狹窄程度的有創操作冠狀動脈造影(coronary arteriography,CAG)因受介入術者主觀性影響,判斷病變是否引起心肌缺血時可能準確性不佳。目前,許多功能學評估方法,例如血流儲備分數(fractional flow reserve,FFR)、定量血流分數(quantitative flow ratio,QFR)等都可用于評估冠狀動脈實際狹窄程度,并判斷冠狀動脈是否存在功能學意義上的缺血,是國內外熱點研究問題。《中國經皮冠狀動脈介入治療指南(2016)》[1]將冠狀動脈病變直徑狹窄程度作為是否干預的決策依據。病變直徑狹窄≥90%時,可直接干預;當病變直徑狹窄<90%時,建議僅對有相應缺血證據或 FFR≤0.8 的病變進行干預。相比 FFR,QFR 無需使用導絲和血管擴張劑,降低手術費用的同時可減少手術時間,能夠準確、快速評估冠狀動脈狹窄病變的功能學意義,減少醫患曝光時間及造影劑用量,減少藥物副作用及手術相關并發癥。本文對 FFR 和 QFR 診斷準確性的對比及臨床研究進展等展開綜述。
1 FFR 的研究進展及應用
FFR 指針對冠狀動脈的狹窄病變,通過該病變血管的最大血流量與理論上該血管無病變情況下最大血流量的比值,即藥物誘導最大充血狀態下冠狀動脈狹窄遠端壓力與主動脈根部或冠狀動脈口部壓力的比值(Pd/Pa)。目前 FFR 主要應用于多支、臨界以及彌漫性病變,特別是癥狀不典型、造影與無創負荷試驗結果矛盾、造影有新發病變的患者[2]。
早期 DEFER 研究首次證實了 FFR>0.75 單支臨界病變的穩定心絞痛患者中,延遲 PCI 比即刻 PCI 更能降低非致死性心肌梗死(心梗)發生率(2.2% vs. 10.0%),FFR 判斷無明顯血流動力學狹窄的冠狀動脈病變時,可安全推遲 PCI 并對患者遠期預后無明顯影響,利用強化藥物治療可使患者每年心梗發生率和病死率≤1%[3]。FFR 可在不增加心血管不良事件的基礎上,減少不必要的支架植入,從而減少手術相關并發癥。Muller 等[4]的研究顯示,FFR≤0.75 提示會引起對應部位的心肌缺血,FFR>0.8 提示冠狀動脈狹窄病變不引起心肌缺血,0.75<FFR≤0.8 時則需要結合臨床實際情況及相關指標評估,這能在一定程度上幫助介入醫師更迅速、更高效作出臨床決策。之后 FAME 試驗以 FFR=0.8 為界,2 年隨訪顯示,FFR 指導治療組的主要心血管不良事件少于 CAG 指導組[5]。5 年隨訪顯示,FFR 指導與 CAG 指導的 PCI 兩組主要心血管不良事件差異縮小,但 FFR 指導組支架植入數量相對更少[6]。無論短期或長期隨訪均為患者帶來更多獲益、更少的介入操作和相關并發癥。FFR 作為定位罪犯病變的重要手段,逐漸成為診斷冠狀動脈狹窄所致心肌缺血的最佳指標。FAME Ⅱ試驗證實在穩定性冠心病患者中應用 FFR 測量技術指導支架手術聯合藥物治療,其臨床療效明顯優于單純藥物治療,緊急血運重建數量明顯減少[7]。以上研究表明干預有功能學意義的冠狀動脈病變將產生很好的臨床療效,FFR 指導介入治療在長期隨訪中表現良好,可作為診斷冠狀動脈狹窄所致心肌缺血的重要手段。
2 QFR 的研究進展及應用
QFR 技術根據 FFR 的原理,在三維定量 CAG 和流體力學的結合下衍生出 QFR,第 1 代 QFR 技術基于微循環擴張后的 CAG,利用 2 個角度>25°的投照體位所采集的造影影像序列進行三維重建,并結合 TIMI(thrombolysis in myocardial Infarction)幀數獲得個體化血流速度進行 QFR 計算,無需使用壓力導絲,可以在 1 次計算中重建所有分支的壓力回撤曲線,該算法的計算時間約為 10 min[8]。但是,該方法需要注射腺苷等微循環血管擴張藥物和重建出主支血管與主要分支血管,對造影影像的要求較高,限制了其臨床廣泛應用。第 2 代 QFR 技術簡化了流程,在采集標準造影后通過醫院的數據傳輸系統將 2 個體位的造影數據傳輸到 QFR 測量系統,分析員能夠在介入導管室中進行 FFR 的在線快速評估。圖像采集過程無需使用腺苷等微循環擴張藥物,利用常規 CAG 即可進行 QFR 評估。第 2 代 QFR 技術僅需要重建主支血管即可準確評估主支血管的生理功能,其操作簡易、計算速度快,大大提高了臨床實用性,從影像傳輸至 QFR 結果生成的平均時間為 4.36 min[8]。
越來越多國內外大型臨床研究的不斷開展已推動了 QFR 逐步進入臨床應用。許多臨床試驗證實 QFR 和 FFR 具有良好的一致性。FAVOR Ⅲ China 是一項多中心、雙盲的隨機對照研究,比較了 QFR 指導(QFR≤0.80 則進行 PCI 治療;QFR>0.80 則延遲治療)與 CAG 指導的患者血運重建的預后,結果顯示,對比 CAG 指導組,QFR 指導組患者術后 1 年主要心血管不良事件明顯減少[9]。QFR 指導的血運重建能顯著改善患者預后,可避免不必要的支架植入,減少手術相關并發癥和長期不良事件,也可以識別出具有重要功能意義且需要治療的血管造影顯示的邊緣性病變。
QFR 同樣具備一定預測作用,能有效預測 PCI 術后患者的臨床終點,Tang 等[10]的研究顯示,PCI 相關血管的術后 QFR 值低是 2 年主要心血管不良事件的獨立預測因子。有研究表明,完全且成功的血運重建后,PCI 相關血管術后較低的 QFR 值能夠預測術后不良事件,PCI 術后 QFR≤0.89 患者發生血管源性復合終點的風險是 QFR>0.89 患者的 3 倍,而可能影響 PCI 術后 QFR 值低的原因包括左前降支冠狀動脈的病變位置、基線 SYNTAX(Synergy between Percutaneous Coronary Intervention with Taxus and Cardiac Surgery)評分、病變長度和 PCI 后直徑狹窄[11]。該研究的局限性為只有接受完全和成功血運重建的患者才符合條件,嚴格的納入和排除標準限制了結果的普遍性。上述結果均證明了 QFR 在患者血運重建過程中的重要臨床價值。
QFR 不僅可以準確評估冠狀動脈罪犯血管的嚴重程度,對非罪犯血管也具有重要價值。B?r 等[12]的研究對未經治療的非靶血管進行回顧性分析,表明 QFR 在急性 ST 段抬高型心梗患者接受直接 PCI 時,對非罪犯病變的治療價值高于血管造影引導的 PCI 治療。Milzi 等[13]的研究證實了 QFR 指導冠狀動脈非罪犯病變干預的重要臨床意義。對于 ST 段抬高型心梗和多支冠狀動脈病變,非罪犯病變引起嚴重缺血的血運重建常需要分階段行缺血評估,此類患者接受完全血運重建術后,可用急性心梗患者的急性期血管造影的 QFR(QFR based on acute angiograms,aQFR)來評估非罪犯病變的血流動力學意義。該研究提出了基于 aQFR 的決策模型,即 aQFR≤0.75 則需行治療;aQFR≥0.92 則無生理學意義;“灰區”(aQFR 為 0.75~0.92)病變由進一步缺血評估決定[13]。其結果表明,aQFR 在預測非罪犯病變的缺血方面顯示出非常好的診斷效率,能有效評估急性心梗患者中非罪犯病變的血流動力學意義并指導干預。但該研究仍存在一定局限性,其為回顧性研究設計,aQFR 指導血運重建策略的準確性需要今后在前瞻性研究中進行評估。另外,患者入組不是基于對非罪犯病變的三維定量 CAG 評估,而是基于 CAG 時的視覺評估,同時排除標準中包含心梗引起的心源性休克患者,因此不能對這個特殊的亞群得出任何結論,需要在今后臨床試驗中繼續探索。
QFR 可用于評估 CAG 顯示的狹窄嚴重但實際上沒有功能學意義的缺血,能夠減少患者支架植入的數量,節約醫療資源,降低醫療花費和減少因支架置入帶來的相關并發癥;而對于 CAG 顯示狹窄輕微但實際上有功能學意義上缺血可能性的病變,QFR 的使用能夠降低漏診率,即刻評估術后功能學變化,及時有效進行臨床干預,有助于提高患者遠期生存率及降低遠期不良心血管事件的發生率。與單純使用 CAG 來判斷相比,QFR 這一冠狀動脈功能學指標指導血運重建可以改變患者的臨床結局,推遲非缺血性病變的支架植入。
3 QFR 與 FFR 的對比研究
已有許多研究證實 QFR 與 FFR 在冠狀動脈功能學診斷上一致性很高,FAVOR 和 WIFI 系列的研究均以 FFR 為診斷金標準,對比分析了 QFR 在評價冠狀動脈功能診斷的準確性和可行性。FAVOR Pilot 研究將 QFR 分成 3 種血流模型,即固定血流模型(fixed-QFR,fQFR)、造影劑血流模型(contrast-flow QFR,cQFR)、腺苷血流模型(adenosine-flow QFR,aQFR),比較以上 3 種 QFR 與 FFR 的相關性,fQFR 以大量臨床數據的血流速度經驗值作為邊界條件進行 QFR 計算,無需進行患者血流測量,cQFR 和 aQFR 分別通過注射造影劑和腺苷后采集造影影像,結合 TIMI 幀數來計算患者個體化血流速度[14]。結果顯示,對于以 FFR≤0.8 為標準的冠狀動脈中等狹窄病變,PCI 相關血管術后的 cQFR、aQFR 和 fQFR 的診斷準確度分別為 86%、87%、80%,cQFR 和 aQFR 之間沒有顯著差別,且均優于 fQFR。因此推薦臨床上用 cQFR 作為 QFR 診斷的準確結果。這表明 QFR 使用簡單,且能快速從 CAG 中計算 FFR 是否有效,而 3 種血流模型也表現出較好的一致性。WIFI Ⅱ研究選取狹窄程度 30%~90%的血管,以 FFR=0.8 為參考標準,計算 PCI 相關血管術后的 QFR,其準確度、靈敏度、特異度分別為 83%、77%和 86%,對比 FFR,QFR 在冠狀動脈生理學評估上呈現較好的一致性和診斷精度[15]。前瞻性研究 FAVOR Ⅱ Europe-Japan 比較了 QFR 指導與 FFR 指導的血運重建患者的預后,研究選取穩定性心絞痛患者,同樣以 FFR 為參考,PCI 相關血管術后 QFR 的靈敏度和特異度顯著高于二維定量 CAG(靈敏度為 86.5% vs. 44.2%,特異度為 86.9% vs. 76.5%)[16]。
van Diemen 等[17]對比分析了在心肌缺血方面 QFR 與心肌灌注顯像的診斷能力,結果顯示,PCI 相關血管術后的 QFR 與 FFR 之間存在顯著的相關性(r=0.79),其靈敏度和特異度均優于心肌灌注顯像。Peper 等[18]研究了新型 QFR-FFR 混合方法對評估冠狀動脈狹窄病變的臨床意義,將中度病變 0.77~0.87 定義為診斷灰區,灰區患者行 FFR 測量,QFR 在灰區以外測量。結果顯示 PCI 相關血管術后的 QFR 與 FFR 具有良好的相關性和一致性,診斷準確率較高。QFR-FFR 混合方法可以擴展 QFR 的使用,減少需要有創 FFR 測量的比例,同時保持了較高的準確性。
Tu 等[19]利用一種基于 Murray 分叉分型定律的新方法,評估了基于 Murray 分叉分型定律的 QFR(Murray law-based QFR,μQFR)在冠狀動脈中度狹窄患者中的診斷準確性。μQFR 技術只需要 1 個體位的 CAG 圖像,計算主支血管的同時還能提供邊支血管的功能學信息,提供更多數據支持,尤其對分叉病變的患者,有利于醫師選擇最佳的介入治療方案,提高患者遠期獲益。該試驗使用 FAVOR Ⅱ China 研究的患者數據,先對最佳造影圖像質量的造影序列進行分析,并對另一個體位的血管造影序列進行分析,以 FFR≤0.80 判定冠狀動脈狹窄存在血流動力學意義。結果顯示,μQFR 鑒別具有顯著血流動力學意義狹窄的準確率為 93.0%,μQFR 和 FFR 之間具有良好的相關性和一致性,對識別血流動力學上有意義的冠狀動脈狹窄具有很高的可行性和診斷準確性,其分析時間短,可重復性好,有望在導管實驗室中廣泛應用。總之,目前已證實 QFR 和 FFR 在診斷冠狀動脈病變心肌缺血中具有較好的一致性。
4 影響 QFR 結果的因素
QFR 作為不依賴于壓力導絲和腺苷的壓力衍生指標,臨床上一些因素和條件會影響 QFR 的診斷能力。 QFR 的診斷精度會受到冠狀動脈微循環功能障礙的影響,有研究顯示,高微循環阻力指數和急性冠狀動脈綜合征是 QFR 分類錯誤的獨立預測因素,微循環功能障礙會降低 QFR 的診斷能力,但是即使在存在微循環功能障礙的情況下,QFR 依然比單純的血管造影在評估功能學狹窄方面更有優勢[20]。
糖尿病作為冠心病的高危因素之一,為探究糖尿病對 QFR 診斷準確性的影響,近期研究顯示糖尿病和非糖尿病患者的診斷準確度、靈敏度和特異度無顯著差異[21]。因此 QFR 具有良好的診斷性能,與是否患有糖尿病無關。
存活心肌的數量是否會影響 QFR 診斷準確度也值得探討。有研究者對相同數量的陳舊性心梗和非陳舊性心梗的患者進行分析,利用 fQFR≤0.8 和 cQFR≤0.8 來預測 FFR≤0.80 的診斷準確性,結果顯示陳舊性心梗的 QFR 相比非陳舊性心梗在數值上較低(fQFR 為 77% vs. 87%,cQFR 為 87% vs. 92%)[22]。因此對于 QFR 評估冠狀動脈狹窄嚴重程度的準確度,相比非陳舊性心梗,陳舊性心梗的診斷精度會降低。
Mejía-Rentería 等[23]的研究排除了主動脈壓力變化及阻力儲備分數這 2 個重要因素對 QFR 評估狹窄病變功能學方面診斷性能的影響。結果顯示在不同主動脈壓力變化及阻力儲備分數變化下并沒有顯著差異,QFR 和 FFR 的一致性良好。
靜息 Pd/Pa 與 FFR 不一致時,對 QFR 的診斷準確度等也會產生一定影響。Westra 等[24]的研究顯示,靜息 Pd/Pa 與 FFR 的不一致性與年齡、性別、高血壓和病變嚴重程度均相關,以 FFR 為標準,QFR 的診斷能力在 FFR(≤0.80)和靜息 Pd/Pa(≤0.92)不一致性時下降。
Westra 等[25]研究者對 QFR 的臨床可重復性進行了研究即 QREP 研究。該研究采用雙盲的方法,由 5 名研究者間隔 1 個月分別進行 2 次 QFR 計算,將變異系數作為衡量觀察者內和觀察者間可重復性的主要指標。結果顯示,在來自不同中心的多個研究者中,根據相同血管造影計算出的觀察者間和觀察者內 QFR 的可重復性各不相同,重復測量的平均一致性為 0.01±0.08,可重復性取決于研究觀察者、血管造影質量和冠狀動脈狹窄的嚴重程度。
確定血管(包括正常血管和病變血管)的準確位置受造影劑層流所致血管偽像、彌漫性病變、斑塊鈣化及分支重疊等影響,根據冠狀動脈的解剖學,評估特殊部位如左主干病變、開口病變、彌漫性病變及分叉病變的嚴重程度更加受到限制,分叉病變的分支開口角度、管壁結構等均會增加 PCI 的難度,而 FFR 恰好有助于評估功能學嚴重程度,進而決定病變血管是否需要介入治療,以指導臨床治療策略選擇。但針對以上特殊部位的病變,QFR 與 FFR 評估冠狀動脈功能學意義上的狹窄病變的結果常存在一定誤差,甚至影響介入醫師對病變血管嚴重程度的判斷。因此應根據患者實際情況,個體化結合多種功能學及其他檢查方法進行綜合評估。上述諸多國內外臨床試驗均證實了從功能學角度評估冠狀動脈狹窄病變時,QFR 與 FFR 具備良好的診斷一致性。故推測 QFR 技術在左主干及鈣化病變等特殊部位也具備良好的診斷價值,但該結論目前仍需臨床實踐積累證實。
5 小結
綜上,目前已有不少研究成果證實了 QFR 和 FFR 作為評估冠狀動脈狹窄病變嚴重程度的功能學指標,兩者具有良好的診斷一致性。相比傳統的 FFR,QFR 由于其簡便、安全、快速、成本更低等諸多優點,已成為更有前景的功能學檢查方式,在精準醫療的背景下,QFR 能夠相對減少評估時間,無需壓力導絲等手術耗材和血管擴張藥物,并發癥更少,可節約醫療資源。QFR 的出現有希望提高功能學檢查作為血運重建決策工具的使用率,指導 PCI 治療及預測患者遠期預后。
但需注意的是,事實上不同功能學評估方法都具備其優劣勢,QFR 存在對造影影像質量要求高、術者操作對測量值影響尚不明確、對特殊類型病變可能無法準確測量、對既往心梗罪犯血管或微循環功能障礙意義不明等缺點。今后,QFR 技術仍需更多大規模、高質量、多中心的臨床研究加以證實,針對缺點進一步改進,優化冠狀動脈血運重建治療策略,改善患者預后。未來,QFR 有極大可能取代 FFR 成為更經濟、便捷、安全、高效的冠狀動脈新型功能學檢測方法。
利益沖突:所有作者聲明不存在利益沖突。