定量血流分數(shù)在左主干病變中的應用

詹耀坤 陳晨陽 盛喆 覃思潤 朱燦 曹宇

左主干是冠狀動脈供血系統(tǒng)的重要血管，發(fā)出左前降支和左回旋支，供應著非常重要的心肌組織灌注，左主干狹窄容易導致嚴重不良心血管事件，影響患者的生存及預后［1-2］。精準評估左主干病變的解剖學和功能學特點，對于提升左主干病變的治療手段和改善患者的預后有著重要的作用。

冠狀動脈造影是診斷左主干病變的金標準，管腔直徑縮?。?0%被認為是顯著的狹窄［3］。但是左主干的血管造影圖像有時難以解讀，遠端分支重疊、血管縮短、偏心病變、導管位置、導管誘發(fā)的血管痙攣和左主干成角等缺陷的存在，可能會掩蓋病變或產(chǎn)生偽影，從而影響狹窄嚴重程度的確定，致使左主干病變的評估在觀察者間和觀察者內有較高的變異性［4］，影響疾病的診斷、治療和預后。近年來，利用壓力導絲在左主干血管內進行功能學評估的技術不斷得到發(fā)展和驗證［5-7］，血流儲備分數(shù)（fractional flow reserve，F(xiàn)FR）作為冠狀動脈功能學評估技術的金標準，在指導經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（percutaneous coronary intervention，PCI）中發(fā)揮著重要的作用［8］。但受制于FFR技術是有創(chuàng)操作，并且操作過程中需要推注腺苷使冠狀動脈充血，加上費用高昂等不利因素［9］，限制了其在臨床上的推廣和應用。

定量血流分數(shù)（quantitative flow ratio，QFR）可以直接利用冠狀動脈造影圖像進行功能學分析，使它發(fā)展成為有創(chuàng)冠狀動脈功能學評估的替代方法。QFR測量是無創(chuàng)的，無需壓力導絲和誘導冠狀動脈充血［10］，對比其他有創(chuàng)的功能學評估優(yōu)化方法，QFR的理論優(yōu)勢使其可以在臨床實踐中進行大規(guī)模應用。經(jīng)過多項研究的驗證，QFR與FFR具有較高的診斷準確性和良好的相關性［11-16］，但在這些研究中，左主干病變的狹窄要么被排除，要么缺乏代表性。2023年歐洲經(jīng)皮心血管介入治療協(xié)會冠狀動脈生理學評估指導PCI共識中指出，QFR不適合用于左主干病變、開口病變和主要分叉病變［17］。因為這類患者冠狀動脈造影所獲取的圖像可能存在血管重疊、造影渾濁和偽影等影響QFR分析的不利因素，導致QFR判讀存在較高的變異性和不確定性，這是既往QFR試驗排除左主干病變狹窄患者的原因之一。但是左主干病變并不是QFR分析的絕對禁忌證，鑒于左主干病變的復雜性和嚴重性，以及QFR分析的無創(chuàng)、便捷和可重復性等優(yōu)點，已經(jīng)有越來越多的關于左主干病變和QFR的研究［18-23］，顯示出QFR技術在左主干病變領域應用的巨大價值，指導左主干病變患者的預防、診斷、治療和預后。本文將對QFR的基本原理和QFR在左主干病變中的應用進行綜述。

1 QFR 的基本原理

QFR是一種基于三維定量冠狀動脈造影（three-dimensional quantitative coronary angiography，3D-QCA）和計算流體力學的冠狀動脈功能學評估新技術，其本質是屬于無創(chuàng)、無腺苷誘發(fā)、無壓力導絲和無壓力傳感器的FFR測量方法。QFR測量軟件可以利用徑線檢測算法和自動輪廓檢測算法，自動提取目標血管的管腔邊界（測量人員也可以根據(jù)目標血管實際的輪廓和邊界情況進行人工手動選擇最佳血管邊界），基于該邊界對目標血管進行3D重建，可進一步獲取血管的3D尺寸信息。FFR的基本原理是計算冠狀動脈最大充血狀態(tài)下遠端與近端壓力的比值［24］，由于病變血管遠端和近端的壓力比值大小與病變的幾何形狀及通過病變部位的血流密切相關，QFR測量軟件基于計算流體力學分析，利用冠狀動脈造影三維重建的結果和平均血流速度，計算血管每個位置與最近端位置的壓力比值，系統(tǒng)軟件可自動計算顯示出目標血管每一個位置QFR數(shù)值。

第一代QFR軟件測量系統(tǒng)需要選取2幅投照角度≥25°的冠狀動脈造影圖像，然后將2幅圖像傳入測量系統(tǒng)軟件，軟件可以清晰暴露需要分析的目標血管及病變部位，對目標血管進行3D-QCA分析，再根據(jù)該軟件的自動化算法測定QFR數(shù)值。最新一代的QFR分析系統(tǒng)優(yōu)化了人工智能與分叉模型算法，只需獲取1幅造影圖像即可完成主支與分支血管的QFR分析，此項優(yōu)化工作可以簡化流程，減少獲取冠狀動脈造影圖像的工作量，極大提高分析效率。

2 QFR 在左主干病變中的應用

2.1 QFR在左主干病變中的診斷準確性

Lopez-Palop等［18］的研究發(fā)現(xiàn)，在中等左主干狹窄病變中（管腔直徑狹窄30%～70%），QFR在觀察者內和觀察者間的一致性分別為87%和82%。將QFR和FFR作為比較時，以FFR≤0.80為界值，QFR-FFR的平均差值為（0.047±0.05），一致性為90.7%，預測FFR≤0.80的QFR最佳的界值為0.80，其中受試者工作特征（receiver operating characteristics，ROC）曲線下面積（area under curve，AUC） （0.93±0.03）［95%置信區(qū)間（confidence interval，CI） 0.88～0.98，P＜0.0005］，敏感度88.1%，特異度92.3%，陽性預測值88.1%，陰性預測值92.3%。用冠狀動脈造影（目視法）來測定左主干病變狹窄時，觀察者內和觀察者間的一致性分別為73%和72%，與FFR值的一致性為78%。在分析的所有亞組中，都可以觀察到用目視法來估計左主干病變的診斷性能較低，而QFR指數(shù)測量的診斷性能是可以接受的，QFR明顯優(yōu)于單獨血管造影的左主干狹窄評估，對中等左主干狹窄病變患者進行血運重建的決定不應僅僅基于血管造影狹窄的程度。同樣以FFR≤0.80進行對比，Yuasa等［19］也研究了QFR在左主干病變中的診斷準確性。研究排除了左主干開口病變，左主干直徑狹窄率為（43.8±11.1）%，QFR和FFR的相關性（r=0.590）和一致性（均值差 0.022，95%CI–0.008～0.053）都是中等的，敏感度85.4%，特異度69.6%，陽性預測值85.4%，陰性預測值64%，在確定左主干病變功能相關性方面，QFR具有可接受的診斷性能。將FFR作為參考，QFR的AUC 0.82（95%CI0.71～0.93），具有比冠狀動脈造影更好的評估，顯著優(yōu)于造影評估下的直徑狹窄率（AUC 0.45，95%CI0.32～0.58，P＜0.001）和最小管腔直徑（AUC 0.60，95%CI0.47～0.74，P＜0.001）。雖然現(xiàn)在的QFR指南［17］建議在評估左主干分叉狹窄部位時應謹慎，但是在該研究中，17.8%的病例是左主干分叉處狹窄Medina分級1，1，1，和非Medina分級1，1，1病變的QFR診斷性能比較，差異無統(tǒng)計學意義（76.9%比78.3%，P=0.911）。

2.2 QFR對左主干病變支架置入術后的預后價值

左主干遠端分叉處的狹窄病變是PCI術的一個嚴峻挑戰(zhàn)，使用拘禁分支的方法在主支置入支架的風險仍然很高，評估主支支架置入術后的分支血管功能學狹窄狀態(tài)顯得異常重要。左主干分叉處行PCI術后，QFR可以預測顯著殘余心肌缺血（左前降支QFR≤0.80或左回旋支QFR≤0.80）的預后，描述分支的累及程度和臨床相關性，并避免患者在左主干分叉處行PCI術后不必要的額外干預［20］。研究納入1 170例患者，其中155例（13.2%）存在顯著殘余心肌缺血，QFR≤0.80組比QFR＞0.80組3年心血管死亡率（5.4%比1.3%，校正后的風險比 3.20，95%CI1.16～8.80）和3年左主干分叉處來源的復合終點事件發(fā)生率（心血管死亡、靶分叉血管相關的心肌梗死以及靶分叉血管的再次血運重建的復合事件；17.8%比5.8%，校正后的風險比 2.79，95%CI1.68～4.64）更高。PCI術后QFR持續(xù)下降與臨床結局的風險呈顯著負相關（每降低0.1的QFR，心血管死亡的風險比 1.27，95%CI1.00～1.62；左主干分叉處來源的復合終點事件的風險比 1.29，95%CI1.14～1.47），左主干分叉處行PCI術后生理功能的評估具有較高的預后價值。該研究還發(fā)現(xiàn)左心室射血分數(shù)、真性分叉、PCI術前左回旋支血管的參考血管直徑、左主干殘余SYNTAX評分、PCI術前左回旋支血管的QFR值、治療方式、PCI術后左回旋支血管的直徑狹窄百分比和殘余SYNTAX評分是左主干PCI術后殘余心肌缺血的獨立預測因子；有超過15%的患者發(fā)現(xiàn)PCI術后顯著狹窄的生理學（QFR≤0.80）和解剖學（直徑狹窄≥50%）評估不匹配，基于QFR的PCI術后生理學評估顯示出對3年臨床結局的優(yōu)越預后價值。對于左主干分支窄小的解剖學結構（比如很窄的參考血管直徑），應該完善功能學評估以確定是否應采取額外的干預措施（比如雙支架技術）來消除顯著的殘余心肌缺血，便于改善患者預后。另外一項對拘禁左回旋支血管并在左主干分叉狹窄處行crossover支架術的QFR分析發(fā)現(xiàn)［21］，左主干支架置入后左回旋支血管的平均QFR（0.88±0.09），與高QFR組（QFR≥0.80）相比，低QFR組（QFR＜0.80）5年靶病變失敗（target lesion failure，TLF）事件發(fā)生率更高（27.6%比6.7%，風險比 4.235，95%CI1.21～14.95，P=0.0015），并且左回旋支低QFR值是左主干支架置入術后5年TLF事件發(fā)生的獨立預測因子。ROC在分析QFR預測5年臨床結局的有效性方面發(fā)現(xiàn)，用來預測5年TLF事件發(fā)生的拘禁左回旋支的QFR界值為0.85，其中敏感度64.7%，特異度73.5%，陽性預測值10.4%，陰性預測值89.6%（AUC 0.73，95%CI0.58～0.88，P＜0.05）。拘禁左回旋支的QFR≥0.85可作為左回旋支開口的低水平不良預后風險的良好預測指標，對拘禁左回旋支的QFR計算可以有助于確定拘禁分支是否需要額外的步驟干預（如近端支架優(yōu)化、球囊擴張和分支支架置入）。左主干合并三叉雙支病變，是左主干病變的復雜類型，QFR可以利用冠狀動脈造影所獲取的清晰圖像，對此類病變的評估、治療和預后發(fā)揮著重要的指導價值。QFR價值體現(xiàn)：（1）在介入治療前，利用QFR的無創(chuàng)特性，無需對患者冠狀動脈行昂貴壓力導絲的操作，避免了冠狀動脈夾層和冠狀動脈穿孔等并發(fā)癥的出現(xiàn)，對三叉雙支病變行功能學分析，判斷冠狀動脈狹窄相應區(qū)域的功能學情況，便于評估是否需要行支架置入術；（2）在介入治療中，及時獲取置入支架區(qū)域的冠狀動脈造影圖像，評估相應區(qū)域的功能學情況，如果置入支架區(qū)域的功能學的情況較差（如QFR＜0.80），需要及時優(yōu)化支架置入術，比如新支架置入、球囊后擴張等；（3）在介入治療后，及時對未行支架置入的分支行QFR分析，評估殘余心肌缺血功能，有助于確定拘禁分支是否需要額外的步驟干預（如近端支架優(yōu)化、球囊擴張和分支支架置入）。

2.3 QFR與血管內成像評估的左主干病變解剖學參數(shù)相關

歐洲經(jīng)皮冠狀動脈介入治療協(xié)會專家共識［25］提出，左主干病變的血運重建策略應該結合解剖學和功能學評估：當最小管腔面積（minimal luminal area，MLA）＞6 mm2時，推遲左主干的血運重建被認為是安全的；當MLA＜4.5 mm2時，推薦進行血運重建；MLA 4.5～6 mm2為“灰色地帶”，建議使用功能學技術評估（如FFR，F(xiàn)FR＞0.80的患者延遲血運重建是安全的［26］）。但因為FFR是有創(chuàng)操作、操作過程復雜且并發(fā)癥多、價格昂貴，驗證無創(chuàng)的QFR技術與冠狀動脈影像學評估的左主干解剖學參數(shù)相關性顯得至關重要。Milzi等［22］研究發(fā)現(xiàn)，冠狀動脈血管內影像學測量的左主干MLA與QFR表現(xiàn)出一致的相關性（r=0.61，P＜0.001），類似的相關性也存在于最小管腔直徑（r=0.66，P＜0.001）和面積狹窄百分比（r=0.59，P＜0.001）中，QFR可以在顯著診斷準確性下（AUC 0.919，95%CI0.836～1.000，P＜0.001）預測左主干MLA≤6 mm2，擁有良好診斷準確性下（AUC 0.798，95%CI0.661～0.931，P＜0.001）預測左主干MLA≤4.5 mm2。QFR的這種診斷性能不受左主干病變部位或分支血管病變存在的影響，在不需要侵入性的血管內成像技術幫助下，初始的QFR測量可以排除左主干相關的狹窄，可以作為血管內成像的一種補充手段。

2.4 QFR預測左主干病變患者行冠狀動脈旁路移植術（coronary artery bypass graft，CABG）后移植血管的通暢性

在針對22例患者（包含65支血管）的左主干病變行CABG后移植血管的通暢性的前瞻性研究中［23］，閉塞的移植血管的QFR并未顯著升高［（0.81±0.19）比（0.69±0.21），P=0.08］，差異無統(tǒng)計學意義。在長期隨訪中，移植血管閉塞的風險在QFR＞0.80的血管中更高（58.6%比17.0%，風險比為3.89，95%CI1.05～14.42，P=0.03）。QFR顯示出預測移植血管閉塞的判別能力（AUC 0.70，95%CI0.52～0.88，P=0.03），預測移植血管閉塞的最佳界值為QFR＞0.80，其中敏感度75.0%，特異度58.5%，陽性預測值29.0%，陰性預測值91.2%，診斷準確性61.5%。在單因素分析中，QFR＞0.80是移植血管閉塞的預測因子（優(yōu)勢比為4.95，95%CI1.20～20.47，P=0.03），可能會預測左主干病變患者行CABG術后的長期移植血管通暢性，但血管內超聲和定量冠狀動脈造影未見這種預測能力。

3 總結

QFR作為無創(chuàng)的冠狀動脈功能學評估方法的典型代表，因其無創(chuàng)操作、無藥物誘發(fā)副作用、流程優(yōu)化、分析便捷、耗時少、可重復操作和費用低等優(yōu)點，作為冠心病領域臨床研究進展的代表性技術之一［27］，在臨床實踐中不斷得到發(fā)展和應用。左主干病變作為冠狀動脈復雜病變的典型代表，如何提高該類患者在血運重建治療后的預后是心血管醫(yī)師思考的一個問題。利用QFR的顯著優(yōu)勢對左主干病變進行細致和精準的功能學評估，探索和發(fā)現(xiàn)QFR的診斷準確性、QFR在左主干病變支架置入術后的預后價值、QFR與血管內成像評估的左主干病變解剖學參數(shù)相關性和QFR可以預測左主干病變患者行CABG術后移植血管的通暢性等問題，大大擴展了QFR的研究領域并提高了其研究價值。未來，需要更多的前瞻性臨床研究來探索QFR指導左主干病變血運重建后的臨床終點事件發(fā)生情況，研究QFR是否可以改善此類患者的臨床結局，更加明確QFR對左主干病變患者的預后作用。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突