定量血流分数在冠状动脉功能评价中的研究进展

李轶男， 裴汉军

(1.内蒙古科技大学包头医学院，内蒙古 包头 014010;2.内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院心内科)

冠状动脉狭窄的功能评估在指导已知或疑似缺血性心脏病患者的临床治疗中具有重要作用。有创血流储备分数(Fractional flow reserve ，FFR)目前被认为是检测缺血相关病变的金标准。FFR的使用得到了欧洲(I类，证据等级:A)和美国指南(IIa类，证据等级:A)的强烈推荐，用于评估临界冠状动脉病变和指导血管重建决策[1-2]。然而由于FFR依赖压力导丝和需要诱导充血、操作复杂、延长手术时间，且费用昂贵，使FFR应用受限[3-4]。新开发的定量血流分数(Quantitative flow ratio，QFR)克服了FFR的这些不足，可以快速计算血流储备分数的三维定量冠状动脉造影(3D QCA)。QFR在评价冠状动脉功能性病变有高的敏感性和特异性，越来越多的证据支持其在不同情况下的适用性。事实上，其有效性已被证实，不仅在原生冠状动脉狭窄的情况(包括小血管疾病)下可以适用[5]，而且在特定的病变情况(如支架内再狭窄)下 同样适用[6]。本文对QFR与FFR的相关性以及QFR最新研究进展进行综述。

1 QFR的定义与理论基础

QFR基于血管在2个血管造影投影中的自动轮廓，建立了血管三维模型，随后通过显示造影剂进入和离开血管分段部分的帧数分析，确定估计的对比流速(eCFV)，再利用二次函数将静息条件下获得的eCFV自动转换为虚拟的充血流速，最后应用程序计算出该段血管的压力下降。QFR可在该血管的任意一点读数[7]通过QFR的数值来判断病变冠状动脉的功能。近年来一些研究以FFR为诊断金标准，对比分析了QFR在评价冠状动脉功能的诊断的准确性和可行性。

2 QFR临床应用

FAVOR Pilot[8]是一项前瞻性、观察性、多中心的研究，此研究中利用了QFR的3种流动模型，包括固定经验性充血流速(fixed flow QFR，fQFR)、非药物性充血的血管造影模拟血流量速度(contrast-flow QFR，cQFR)、腺苷诱导的充血(adenosine-flow QFR，aQFR)测量血管造影产生的充血流速。比较离线计算QFR与传统压力导丝FFR在诊断狭窄冠脉功能的准确性。研究发现fQFR、cQFR、aQFR与FFR有良好的相关性，r分别为 0.69(P<0.001)、0.77(P<0.001)、0.72(P<0.001)，平均差分别为: (0.003± 0.068)(P=0.660)、(0.001±0.059)(P=0.90)、(-0.001±0.065 )(P=0.89)。QFR的计算提高了基于3D QCA识别狭窄标志物的诊断准确性，尤其是不需要药物诱导充血的cQFR，因其减少手术时间、降低风险和成本，有可能被广泛应用基于FFR的病变评估。该研究是对3种模型的初步研究，还需要重复测量以验证，病变血管需要重复血管造影成像和重复的导丝插入，部分有严重合并疾病的患者不适合纳入，不能对连续的一系列患者进行检查，且该研究样本量有限，医务技术人员应用该方法时需将核心实验室的参考值与导管实验室在线获得的QFR进行前瞻性比较。

在国内进行的前瞻性、多中心研究-FAVORⅡ CHINA研究[9]，证实了导管室在线评估连续患者QFR的诊断准确性。以FFR为对照，对308例患者的328根血管进行QFR在线评估冠状动脉狭窄功能学意义，研究主要终点为QFR在判断冠脉狭窄功能学上的准确度(准确度定义为QFR评估结果 ≤ 0.8或 >0.8)与参考标准FFR评估结果(≤ 0.8或>0.8)的一致性；次要终点为以FFR为参考标准，在线QFR和QCA确定血流动力学上有意义的冠状动脉狭窄的敏感度和特异度。研究发现QFR，这种基于血管造影快速计算FFR的方法，在标准有创冠状动脉造影过程中进行的血流动力学意义上的冠状动脉狭窄诊断中显示了很高的可行性和准确性。QFR在患者水平诊断准确率为92.4 % [95 % CI (88.9%～95.1 %)]，血管水平诊断准确率为92.7 % [95 % CI (89.3 %～95.3 %)]，均显著高于预先设定的目标值75 % (P<0.001)，且与使用QCA对冠状动脉狭窄进行解剖学评估相比，QFR大大提高了冠状动脉造影对引起心肌缺血的血管狭窄的诊断性能。该研究是第一个在血管造影诊断过程中在线应用QFR的研究，延续了 FAVOR研究的发现并拓展QFR的临床应用潜力。欧洲、日本联合进行的FAVOR II Europe-Japan研究[10]对所有符合条件的病灶进行FFR和在线QFR计算，之后由独立的核心实验室对QFR和FFR评估的所有病变进行2-维定量冠状动脉造影(2D QCA)分析，以FFR作为参考标准，比较QFR与2D-QCA的敏感度和特异度。结果发现QFR的敏感度(86.5 %vs 44.2 %，P<0.001)和特异度(86.9 % vs 76.5 %，P=0.002)显著高于2D-QCA。研究还提示QFR的另一优势在于结果获取的时间，QFR明显短于FFR，表明了导管室在线计算QFR在临床上的可行性。

评估 QFR诊断冠状动脉病变的准确性及可行性的还有WIFI II研究[7]，该研究在狭窄直径为30 %～90 %的所有节段中测量血流储备分数(FFR)，通过盲法观察计算QFR与FFR进行比较，QFR正确率为94 %，FFR与QFR的平均差为(0.01±0.08)；以FFR ≤ 0.8为作为标准，QFR敏感度为77 %，特异度为86 %。研究表明评价病变血管功能，QFR与FFR相比具有较好的一致性和诊断的准确性。

FAVOR Pilot、FAVOR II China、WIFI II 研究均证实了QFR与FFR在评价一定范围内狭窄冠状动脉功能方面有良好的一致性、可行性，但这些研究均未进行临床结果的评估。此外，上述研究的临床决策是基于FFR测量，未使用基于QFR的诊断策略直接评估临床结果，因此采用基于QFR的诊断策略和标准诊断策略，比较临床结果及成本效益的随机试验是有必要的，而FAVOR Ⅲ China 研究正是在这种背景下提出的。

FAVOR ⅢChina[11]是国际上首项基于造影的功能学评价方法指导临床的随机对照研究，将在2021年9月公布结果。计划入选我国26家知名心脏中心的3 830名患者，按1∶1随机分为QFR指导组和标准冠脉造影指导组，主要终点为术后1年的主要不良心血管事件，定义为全因死亡、心梗或缺血驱动的血运重建。随机入选到QFR指导组将严格依照QFR测量结果按预设方案进行后续治疗，若QFR ≤ 0.8，接受介入治疗，QFR > 0.8则延期治疗。该研究将通过QFR识别出造影显示严重，但实际并无功能学缺血的病变，以减少不必要支架植入以及由此带来的相关并发症；另一方面，QFR有可能发现某些造影显示不严重，但实际上有功能学意义和干预价值的缺血病变，及时的干预将有助于减少由这些病变导致的远期不良事件。该研究将推动“功能性血运重建”理念的应用，不但为合理的冠脉血运重建策略提供有力证据，而且将为有效管控医疗费用的不合理快速增长，制定合理的卫生政策提供依据，切实推动健康中国建设，真正惠及广大患者。

3 QFR应用的新发现和局限性

QFR作为一种新型评价冠状动脉病变功能的技术，与FFR相比，在诊断狭窄冠状动脉功能方面有良好的相关性和一致性，克服了一些FFR应用的局限性，并且QFR应用的新价值仍在不断被探索。

有研究发现QFR数值的大小与临床预后相关，在治疗三支血管原发病变时，如PCI术后所有治疗血管QFR值均 ≥ 0.91，可以改善临床预后[12]，但此发现还需前瞻性试验进一步确认。Biscaglia等[13]研究显示PCI术后QFR值较低是预后不良的独立预测因子。最近的研究发现，与较高的cQFR值(>0.80)相比，cQFR值(≤ 0.80)较低的冠心病患者2年后有更高的血管相关复合终点事件(包含了心源性死亡、靶血管心肌梗死和缺血驱动的靶血管重建术)的发生风险 [HR 4.650，95 % CI (1.254～17.240)，P=0.022][14]。此外，PCI术前和术后FFR的增加比例与PCI术后FFR值的预测价值相似，在PCI术后FFR的计算中加入FFR增加比例，可以更好地区分支架植入后的高危患者[15]，所以未来可以检验PCI术前、术后QFR的增加值是否同FFR一样，对支架植入术后患者进行危险分层提供帮助。Buono等[16]研究发现在接受PCI的STEMI患者的长期随访中，功能性不完全血运重建与更高的主要心血管不良事件(MACE)风险相关。而定量流量比(QFR)引导的残余功能SYNTAX评分(Q - rFSS)对MACE风险有较好的预测能力。Safi等[17]的多变量分析显示，低但正常的QFR( 0.80～0.97 )是预测MACE的唯一独立因素[HR 3.53, 95 % CI( 1.16 10.75),P=0.027]。在具有脆弱表型的非血流限制性病变中，QFR可以提供超过斑块形态的额外预后信息，用于预测5年的MACE。

除上述新发现外，在合并主动脉瓣严重狭窄(severe aortic valve stenosis，SAS)的患者中，与FFR相比，QFR具有良好的诊断率，特别是当主动脉瓣瓣口面积(AVA)≥0.6 cm2时，在评估等待经导管主动脉瓣置换术(TAVI)的SAS患者冠脉病变的功能学评价方面优于血管造影术[18]。

QFR的应用也存在局限性， QFR评估冠状动脉狭窄功能严重程度的诊断准确性可能受到与既往心肌梗死[19]相关冠状动脉的影响，可能和微循环阻力有关。Mejia-Renteria等[18]发现，在微循环阻力高的患者中，QFR的诊断准确性较低，这一点与Xing等[20]研究的亚组分析相符合。由于其基于QCA和TIMI帧计数的具体算法，冠状动脉侧枝循环可能会降低其准确性。因此，对于既往有心肌梗死或高微循环阻力的患者，需要制定纠正措施以提高诊断的准确性。QFR-FFR的混合方法可能是克服这些限制的一种手段。Yazaki 等[21]发现，当QFR为0.75～0.85时，狭窄时应进行FFR。这种混合方法可以让临床医生在确保诊断准确性的同时，降低成本和不良反应，从而达到两全其美的效果。此外，对于离主动脉3 mm的冠脉开口病变、狭窄血管节段存在严重的血管重叠或迂曲、由心肌桥引起的管腔狭窄，以及冠状动脉的血栓、钙化等导致造影图像质量差无法辨别血管轮廓等情况均不适合由QFR评价冠状动脉功能。

4 小结

QFR与FFR在精确分析狭窄冠状动脉功能学方面具有良好的一致性和相关性，且与FFR相比，QFR更为快速、简便、安全、低廉。QFR有望在临床中广泛推广应用，为临床工作者提供一种更为简便、准确的评价狭窄冠状动脉功能的全新选择，减少不必要的支架植入及其带来的并发症，降低医疗费用。QFR的很多应用价值仍在不断探索之中，未来将为临床提供更多帮助。