定量血流分数在左主干病变中的应用

詹耀坤 陈晨阳 盛喆 覃思润 朱灿 曹宇

左主干是冠状动脉供血系统的重要血管，发出左前降支和左回旋支，供应着非常重要的心肌组织灌注，左主干狭窄容易导致严重不良心血管事件，影响患者的生存及预后［1-2］。精准评估左主干病变的解剖学和功能学特点，对于提升左主干病变的治疗手段和改善患者的预后有着重要的作用。

冠状动脉造影是诊断左主干病变的金标准，管腔直径缩小＞50%被认为是显著的狭窄［3］。但是左主干的血管造影图像有时难以解读，远端分支重叠、血管缩短、偏心病变、导管位置、导管诱发的血管痉挛和左主干成角等缺陷的存在，可能会掩盖病变或产生伪影，从而影响狭窄严重程度的确定，致使左主干病变的评估在观察者间和观察者内有较高的变异性［4］，影响疾病的诊断、治疗和预后。近年来，利用压力导丝在左主干血管内进行功能学评估的技术不断得到发展和验证［5-7］，血流储备分数（fractional flow reserve，FFR）作为冠状动脉功能学评估技术的金标准，在指导经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention，PCI）中发挥着重要的作用［8］。但受制于FFR技术是有创操作，并且操作过程中需要推注腺苷使冠状动脉充血，加上费用高昂等不利因素［9］，限制了其在临床上的推广和应用。

定量血流分数（quantitative flow ratio，QFR）可以直接利用冠状动脉造影图像进行功能学分析，使它发展成为有创冠状动脉功能学评估的替代方法。QFR测量是无创的，无需压力导丝和诱导冠状动脉充血［10］，对比其他有创的功能学评估优化方法，QFR的理论优势使其可以在临床实践中进行大规模应用。经过多项研究的验证，QFR与FFR具有较高的诊断准确性和良好的相关性［11-16］，但在这些研究中，左主干病变的狭窄要么被排除，要么缺乏代表性。2023年欧洲经皮心血管介入治疗协会冠状动脉生理学评估指导PCI共识中指出，QFR不适合用于左主干病变、开口病变和主要分叉病变［17］。因为这类患者冠状动脉造影所获取的图像可能存在血管重叠、造影浑浊和伪影等影响QFR分析的不利因素，导致QFR判读存在较高的变异性和不确定性，这是既往QFR试验排除左主干病变狭窄患者的原因之一。但是左主干病变并不是QFR分析的绝对禁忌证，鉴于左主干病变的复杂性和严重性，以及QFR分析的无创、便捷和可重复性等优点，已经有越来越多的关于左主干病变和QFR的研究［18-23］，显示出QFR技术在左主干病变领域应用的巨大价值，指导左主干病变患者的预防、诊断、治疗和预后。本文将对QFR的基本原理和QFR在左主干病变中的应用进行综述。

1 QFR 的基本原理

QFR是一种基于三维定量冠状动脉造影（three-dimensional quantitative coronary angiography，3D-QCA）和计算流体力学的冠状动脉功能学评估新技术，其本质是属于无创、无腺苷诱发、无压力导丝和无压力传感器的FFR测量方法。QFR测量软件可以利用径线检测算法和自动轮廓检测算法，自动提取目标血管的管腔边界（测量人员也可以根据目标血管实际的轮廓和边界情况进行人工手动选择最佳血管边界），基于该边界对目标血管进行3D重建，可进一步获取血管的3D尺寸信息。FFR的基本原理是计算冠状动脉最大充血状态下远端与近端压力的比值［24］，由于病变血管远端和近端的压力比值大小与病变的几何形状及通过病变部位的血流密切相关，QFR测量软件基于计算流体力学分析，利用冠状动脉造影三维重建的结果和平均血流速度，计算血管每个位置与最近端位置的压力比值，系统软件可自动计算显示出目标血管每一个位置QFR数值。

第一代QFR软件测量系统需要选取2幅投照角度≥25°的冠状动脉造影图像，然后将2幅图像传入测量系统软件，软件可以清晰暴露需要分析的目标血管及病变部位，对目标血管进行3D-QCA分析，再根据该软件的自动化算法测定QFR数值。最新一代的QFR分析系统优化了人工智能与分叉模型算法，只需获取1幅造影图像即可完成主支与分支血管的QFR分析，此项优化工作可以简化流程，减少获取冠状动脉造影图像的工作量，极大提高分析效率。

2 QFR 在左主干病变中的应用

2.1 QFR在左主干病变中的诊断准确性

Lopez-Palop等［18］的研究发现，在中等左主干狭窄病变中（管腔直径狭窄30%～70%），QFR在观察者内和观察者间的一致性分别为87%和82%。将QFR和FFR作为比较时，以FFR≤0.80为界值，QFR-FFR的平均差值为（0.047±0.05），一致性为90.7%，预测FFR≤0.80的QFR最佳的界值为0.80，其中受试者工作特征（receiver operating characteristics，ROC）曲线下面积（area under curve，AUC） （0.93±0.03）［95%置信区间（confidence interval，CI） 0.88～0.98，P＜0.0005］，敏感度88.1%，特异度92.3%，阳性预测值88.1%，阴性预测值92.3%。用冠状动脉造影（目视法）来测定左主干病变狭窄时，观察者内和观察者间的一致性分别为73%和72%，与FFR值的一致性为78%。在分析的所有亚组中，都可以观察到用目视法来估计左主干病变的诊断性能较低，而QFR指数测量的诊断性能是可以接受的，QFR明显优于单独血管造影的左主干狭窄评估，对中等左主干狭窄病变患者进行血运重建的决定不应仅仅基于血管造影狭窄的程度。同样以FFR≤0.80进行对比，Yuasa等［19］也研究了QFR在左主干病变中的诊断准确性。研究排除了左主干开口病变，左主干直径狭窄率为（43.8±11.1）%，QFR和FFR的相关性（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%，特异度69.6%，阳性预测值85.4%，阴性预测值64%，在确定左主干病变功能相关性方面，QFR具有可接受的诊断性能。将FFR作为参考，QFR的AUC 0.82（95%CI0.71～0.93），具有比冠状动脉造影更好的评估，显著优于造影评估下的直径狭窄率（AUC 0.45，95%CI0.32～0.58，P＜0.001）和最小管腔直径（AUC 0.60，95%CI0.47～0.74，P＜0.001）。虽然现在的QFR指南［17］建议在评估左主干分叉狭窄部位时应谨慎，但是在该研究中，17.8%的病例是左主干分叉处狭窄Medina分级1，1，1，和非Medina分级1，1，1病变的QFR诊断性能比较，差异无统计学意义（76.9%比78.3%，P=0.911）。

2.2 QFR对左主干病变支架置入术后的预后价值

左主干远端分叉处的狭窄病变是PCI术的一个严峻挑战，使用拘禁分支的方法在主支置入支架的风险仍然很高，评估主支支架置入术后的分支血管功能学狭窄状态显得异常重要。左主干分叉处行PCI术后，QFR可以预测显著残余心肌缺血（左前降支QFR≤0.80或左回旋支QFR≤0.80）的预后，描述分支的累及程度和临床相关性，并避免患者在左主干分叉处行PCI术后不必要的额外干预［20］。研究纳入1 170例患者，其中155例（13.2%）存在显著残余心肌缺血，QFR≤0.80组比QFR＞0.80组3年心血管死亡率（5.4%比1.3%，校正后的风险比 3.20，95%CI1.16～8.80）和3年左主干分叉处来源的复合终点事件发生率（心血管死亡、靶分叉血管相关的心肌梗死以及靶分叉血管的再次血运重建的复合事件；17.8%比5.8%，校正后的风险比 2.79，95%CI1.68～4.64）更高。PCI术后QFR持续下降与临床结局的风险呈显著负相关（每降低0.1的QFR，心血管死亡的风险比 1.27，95%CI1.00～1.62；左主干分叉处来源的复合终点事件的风险比 1.29，95%CI1.14～1.47），左主干分叉处行PCI术后生理功能的评估具有较高的预后价值。该研究还发现左心室射血分数、真性分叉、PCI术前左回旋支血管的参考血管直径、左主干残余SYNTAX评分、PCI术前左回旋支血管的QFR值、治疗方式、PCI术后左回旋支血管的直径狭窄百分比和残余SYNTAX评分是左主干PCI术后残余心肌缺血的独立预测因子；有超过15%的患者发现PCI术后显著狭窄的生理学（QFR≤0.80）和解剖学（直径狭窄≥50%）评估不匹配，基于QFR的PCI术后生理学评估显示出对3年临床结局的优越预后价值。对于左主干分支窄小的解剖学结构（比如很窄的参考血管直径），应该完善功能学评估以确定是否应采取额外的干预措施（比如双支架技术）来消除显著的残余心肌缺血，便于改善患者预后。另外一项对拘禁左回旋支血管并在左主干分叉狭窄处行crossover支架术的QFR分析发现［21］，左主干支架置入后左回旋支血管的平均QFR（0.88±0.09），与高QFR组（QFR≥0.80）相比，低QFR组（QFR＜0.80）5年靶病变失败（target lesion failure，TLF）事件发生率更高（27.6%比6.7%，风险比 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术后5年TLF事件发生的独立预测因子。ROC在分析QFR预测5年临床结局的有效性方面发现，用来预测5年TLF事件发生的拘禁左回旋支的QFR界值为0.85，其中敏感度64.7%，特异度73.5%，阳性预测值10.4%，阴性预测值89.6%（AUC 0.73，95%CI0.58～0.88，P＜0.05）。拘禁左回旋支的QFR≥0.85可作为左回旋支开口的低水平不良预后风险的良好预测指标，对拘禁左回旋支的QFR计算可以有助于确定拘禁分支是否需要额外的步骤干预（如近端支架优化、球囊扩张和分支支架置入）。左主干合并三叉双支病变，是左主干病变的复杂类型，QFR可以利用冠状动脉造影所获取的清晰图像，对此类病变的评估、治疗和预后发挥着重要的指导价值。QFR价值体现：（1）在介入治疗前，利用QFR的无创特性，无需对患者冠状动脉行昂贵压力导丝的操作，避免了冠状动脉夹层和冠状动脉穿孔等并发症的出现，对三叉双支病变行功能学分析，判断冠状动脉狭窄相应区域的功能学情况，便于评估是否需要行支架置入术；（2）在介入治疗中，及时获取置入支架区域的冠状动脉造影图像，评估相应区域的功能学情况，如果置入支架区域的功能学的情况较差（如QFR＜0.80），需要及时优化支架置入术，比如新支架置入、球囊后扩张等；（3）在介入治疗后，及时对未行支架置入的分支行QFR分析，评估残余心肌缺血功能，有助于确定拘禁分支是否需要额外的步骤干预（如近端支架优化、球囊扩张和分支支架置入）。

2.3 QFR与血管内成像评估的左主干病变解剖学参数相关

欧洲经皮冠状动脉介入治疗协会专家共识［25］提出，左主干病变的血运重建策略应该结合解剖学和功能学评估：当最小管腔面积（minimal luminal area，MLA）＞6 mm2时，推迟左主干的血运重建被认为是安全的；当MLA＜4.5 mm2时，推荐进行血运重建；MLA 4.5～6 mm2为“灰色地带”，建议使用功能学技术评估（如FFR，FFR＞0.80的患者延迟血运重建是安全的［26］）。但因为FFR是有创操作、操作过程复杂且并发症多、价格昂贵，验证无创的QFR技术与冠状动脉影像学评估的左主干解剖学参数相关性显得至关重要。Milzi等［22］研究发现，冠状动脉血管内影像学测量的左主干MLA与QFR表现出一致的相关性（r=0.61，P＜0.001），类似的相关性也存在于最小管腔直径（r=0.66，P＜0.001）和面积狭窄百分比（r=0.59，P＜0.001）中，QFR可以在显著诊断准确性下（AUC 0.919，95%CI0.836～1.000，P＜0.001）预测左主干MLA≤6 mm2，拥有良好诊断准确性下（AUC 0.798，95%CI0.661～0.931，P＜0.001）预测左主干MLA≤4.5 mm2。QFR的这种诊断性能不受左主干病变部位或分支血管病变存在的影响，在不需要侵入性的血管内成像技术帮助下，初始的QFR测量可以排除左主干相关的狭窄，可以作为血管内成像的一种补充手段。

2.4 QFR预测左主干病变患者行冠状动脉旁路移植术（coronary artery bypass graft，CABG）后移植血管的通畅性

在针对22例患者（包含65支血管）的左主干病变行CABG后移植血管的通畅性的前瞻性研究中［23］，闭塞的移植血管的QFR并未显著升高［（0.81±0.19）比（0.69±0.21），P=0.08］，差异无统计学意义。在长期随访中，移植血管闭塞的风险在QFR＞0.80的血管中更高（58.6%比17.0%，风险比为3.89，95%CI1.05～14.42，P=0.03）。QFR显示出预测移植血管闭塞的判别能力（AUC 0.70，95%CI0.52～0.88，P=0.03），预测移植血管闭塞的最佳界值为QFR＞0.80，其中敏感度75.0%，特异度58.5%，阳性预测值29.0%，阴性预测值91.2%，诊断准确性61.5%。在单因素分析中，QFR＞0.80是移植血管闭塞的预测因子（优势比为4.95，95%CI1.20～20.47，P=0.03），可能会预测左主干病变患者行CABG术后的长期移植血管通畅性，但血管内超声和定量冠状动脉造影未见这种预测能力。

3 总结

QFR作为无创的冠状动脉功能学评估方法的典型代表，因其无创操作、无药物诱发副作用、流程优化、分析便捷、耗时少、可重复操作和费用低等优点，作为冠心病领域临床研究进展的代表性技术之一［27］，在临床实践中不断得到发展和应用。左主干病变作为冠状动脉复杂病变的典型代表，如何提高该类患者在血运重建治疗后的预后是心血管医师思考的一个问题。利用QFR的显著优势对左主干病变进行细致和精准的功能学评估，探索和发现QFR的诊断准确性、QFR在左主干病变支架置入术后的预后价值、QFR与血管内成像评估的左主干病变解剖学参数相关性和QFR可以预测左主干病变患者行CABG术后移植血管的通畅性等问题，大大扩展了QFR的研究领域并提高了其研究价值。未来，需要更多的前瞻性临床研究来探索QFR指导左主干病变血运重建后的临床终点事件发生情况，研究QFR是否可以改善此类患者的临床结局，更加明确QFR对左主干病变患者的预后作用。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突