FFR与FFRCT在冠状动脉疾病诊疗中的优势和挑战

［摘要］ 冠状动脉血流储备分数（FFR）是冠状动脉狭窄功能性评估的金标准。随着计算流体力学和人工智能深度学习技术的发展，CT血流储备分数（FFRCT）可将功能学与解剖学相结合，提高评估心肌缺血的潜力，为血运重建的决策提供更精确、更安全的指导。FFRCT有望在冠状动脉疾病的诊疗过程中发挥重要作用。

［关键词］ 血流储备分数；冠状动脉CT血管造影；冠状动脉疾病；冠状动脉CT血流储备分数

冠状动脉疾病（coronary artery disease，CAD）是全球范围内导致死亡的主要疾病，而心脏疾病的诊断和治疗策略则是决定心血管疾病死亡率的关键因素［1］。冠状动脉造影（invasive coronary angiography，ICA）是目前诊断冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）的金标准，然而功能性心肌缺血与解剖学上狭窄之间的关系通常较弱，因此，仅靠ICA提供的解剖学评估难以鉴别缺血性病变［2］。此外，临床对狭窄的评估多依赖医师的视觉解读，主观性较强且存在较大不可靠性。

冠状动脉血流储备分数（fractional flow reserve，FFR）作为冠状动脉功能评估和指导血运重建的金标准，能从功能学判断冠状动脉狭窄造成心肌缺血的严重程度，并有效选择需行血运重建的患者，避免不必要的手术。但其具有侵入性、高成本和复杂性等特点，临床应用受到一定限制［3］。近期的指南支持冠状动脉CTA（coronary CTA，CCTA）作为可疑CAD患者的一线诊断方法，与ICA相比，其准确率更高［4］。随着计算流体力学和人工智能深度学习的发展，FFRCT得到了广泛的关注和应用，该技术实现了对冠状动脉的无创功能性评估，为CAD的诊断和治疗提供了新的可能性。笔者对FFR与FFRCT的优势和缺点进行总结，并探讨FFRCT在临床实践中的应用，以完善CAD患者的FFRCT策略。

1" ICA及FFR

ICA于1958年问世，是心脏病学的主要成就之一。ICA能清晰地显示冠状动脉管腔的信息，还可行经皮冠状动脉介入治疗，是CAD诊断和治疗的金标准，但其本质上是二维图像技术，仅能提供冠状动脉管腔狭窄的解剖学信息，无法评估病变狭窄程度的功能学意义，而解剖学上的狭窄不一定会引发功能性心肌缺血，因此，是否行血管重建不应仅基于冠状动脉狭窄的程度，还应充分考虑该病变对血流动力学的影响［5］。

FFR是一种评估冠状动脉狭窄程度对血流动力学影响的重要指标，其定义为狭窄冠状动脉中的最大血流量与理论上该血管正常情况下能获得的最大血流量之比，该比值通常是在心肌充分灌注状态下，狭窄冠状动脉远端压力与近端冠状动脉压力或主动脉压力的比值［6］。此外，FFR的测量不受患者血流动力学（包括心率和血压）的影响，是一种高度可重复性的评估方法［7］。欧洲心脏病学会指南中，FFR=0.80被视为评估冠状动脉狭窄具有血流动力学意义的标准界值［8］。当FFR＞0.80时，通常不会引发心肌缺血；当FFRlt;0.75时，可能存在心肌缺血的风险，建议行血运重建手术；当FFR为0.75～0.80时，被视为灰色区域，诊断具有一定的困难和争议，需结合临床资料全面评估。

尽管FFR是冠状动脉狭窄功能性评估的金标准，但其测量需使用压力导丝及腺苷等药物，是一种有创性的诊断方法，且费用较高，有操作风险，因此在临床实践中应用受限。但有研究表明，尽管有可能使用其他方法，临床医师通常仍仅根据ICA作出决定，这表明临床实践与指南之间缺乏一致性［9］。

2" CCTA及FFRCT

CCTA作为诊断CAD的首选无创检查，不仅能提供冠状动脉管腔的详细解剖学信息，还能对斑块的形态和成分进行精确的表征，在CAD的诊断、治疗和预后评估方面具有重要作用［10］。但其与ICA一样，无法评估病变对血流动力学的影响。2013年，Taylor等［11］提出了一种基于CCTA的FFR计算方法，利用半自动冠状动脉分割算法，从单次低剂量扫描中重建三维血管模型，建立了主动脉和心外膜冠状动脉的解剖模型，采用Navier-Stokes方程模拟最大充血时的血流动力学，从而得到FFR的数值。目前，唯一获得美国食品和药物管理局批准的基于CCTA的FFR计算平台是HeartFlow，该平台接收CCTA的数据，运用特有算法，输出完整的FFR结果。近期，有学者建议采用深度学习方法，利用包含冠状动脉解剖和血流动力学信息的大规模数据库，构建多层神经网络结构，实现基于CCTA的FFR计算，从而快速、准确地得到FFRCT值［12］。FFRCT的优势在于无需额外成像或药物注射，且与FFR密切相关，被视为一种更安全、更可行的替代方案［13］。

3" FFRCT的诊断性能

一项多中心研究共纳入103例159条血管，以血管和患者为分析单位，与CCTA相比，FFRCT显著提高了心肌缺血的特异度（血管水平：82% vs. 40%；患者水平：82% vs. 25%），且保持了较高的敏感度（血管水平：88% vs. 91%；患者水平：93% vs. 94%）［14］。Min等［15］开展的一项涉及17个中心的研究共招募252例患者，进一步验证了FFRCT在评估心肌缺血中的优势。研究显示，与CCTA相比，FFRCT在血管和患者2个分析维度上均表现出更高的特异度（血管水平：54% vs. 42%；患者水平：79% vs. 73%）和敏感度（血管水平：90% vs. 84%；患者水平：86% vs. 81%）。尽管FFRCT对心肌缺血的诊断准确率未达到预设的目标，但与单独使用CCTA相比，明显改善了对具有血流动力学意义的梗阻性病变的诊断。Nørgaard等［16］以患者为分析单位时，FFRCT的诊断准确率、敏感度和特异度分别为81%、86%和79%；以血管为分析单位时，FFRCT的诊断准确率、敏感度和特异度分别为86%、84%和86%。Celeng等［17］进行的荟萃分析进一步证实了FFRCT和有创FFR之间的高度一致性。上述研究明确了FFRCT作为一种新型、精准且高效的冠状动脉无创诊断技术的诊断价值。

4" FFRCT的临床意义

Colleran等［18］将584例患者分为传统诊疗组或FFRCT组，比较不同诊断策略下的临床结局，结果显示，相较于传统诊疗组，采用FFRCT引导的诊断策略能减少61%患者ICA的需求。此外，在90 d和1年的随访期内，FFRCT组的死亡率、心肌梗死率及血运重建等临床事件的发生率均明显降低［19］。一项国际前瞻性观察性研究，涵盖了38个中心5 083例患者，发现结合FFRCT后，2/3的患者改变了原来的诊疗方案，FFRCTlt;0.80的患者行ICA后发现非梗阻性病变的比例显著降低（44% vs. 14%），FFRCT＞0.80的患者在90 d内未发生死亡或心肌梗死等不良心血管事件［20］。在另一项研究中，随机选出2个心脏团队，对左主干或三支病变的患者制订经皮冠状动脉介入治疗或冠状动脉旁路移植术的治疗决策，发现基于FFRCT的团队制订的治疗决策与基于ICA的团队的治疗决策高度一致（K=0.82），且FFRCT的应用改变了7%CAD患者的治疗方案［21］。Kawashima等［22］的试验是首个独立使用FFRCT制订诊疗策略的研究，其在未行ICA的患者管理中，安全适用性为84%。与FFR相比，FFRCT在诊断和管理CAD方面的有效性得到了证实，同时还能降低成本并改善患者的生活质量［23］。以上研究结果进一步确认了FFRCT在临床应用中的安全性和可行性。

5" FFRCT结果的临床解读

5.1" 测量位置

目前的证据，尤其是观察性研究，适用于FFRCT解释的测量位置为冠状动脉远端和狭窄病变远端1～2 cm。Takagi等［24］将狭窄病变远端1～2 cm处FFRCT值与远端FFRCT值进行比较，结果表明，以有创FFR值≤0.80为参考标准，狭窄病变远端1～2 cm的FFRCT值的诊断能力优于远端FFRCT值（AUC 0.71 vs. 0.65，Plt;0.01），并能确定最有可能需行ICA及血运重建的患者。此外，与远端FFRCT值相比，狭窄远端FFRCT阳性患者的血管重建率更高［25］。现有证据表明，远端FFRCT值常低估真实的FFRCT值，从而导致对缺血的高估。因此，专家建议在解释FFRCT值时，应使用狭窄病变远端1～2 cm处的FFRCT值，以提高诊断的准确性［26］。

5.2" 二元解释与连续解释

有创FFR的随机试验通常以二分法来解释FFR，其中临界值0.8被用来定义临床上有意义的心肌缺血，并指导血运重建的决策。然而，FFR实际上代表了一个风险连续体，值越低代表病情越严重，且与较高的临床事件发生率相关［27］。Ihdayhid等［28］对可疑CAD患者进行了长达4.7年的随访，证明了FFRCT值与主要心血管不良事件（major adverse cardiovascular events，MACE）发生率之间呈负相关。此外，Patel等［29］研究发现，经历过MACE的患者平均FFRCT值低于未经历过MACE的患者（0.70±0.13 vs. 0.74±0.12，P=0.02）。一项荟萃分析结果表明，FFRCT每减少0.10个单位，全因死亡或非致命性心肌梗死的风险相应增加（RR=1.67，Plt;0.001）［30］。由此可知，通过整合和利用FFRCT的连续解释策略，能更好地满足患者的特定需求，提供更精确、个性化的治疗方案，从而减少不必要的医疗干预，提高治疗效果及患者的生活质量。

5.3" 疾病模式的评估

虽然CCTA和ICA均能提供冠状动脉的解剖学信息，但利用这些信息来评估心肌缺血的分布具有一定的挑战性。据报道，解剖学和生理学疾病模式之间存在显著差异。Collet等［31］通过分析FFR回撤曲线得出回撤压力梯度，将疾病类型分为局灶性、弥漫性或两者组合，结果表明，1/3病变的解剖学疾病模式按生理学疾病模式需重新分类，这种不匹配将显著影响血运重建策略的制订。FFRCT在单一冠脉点的测量值可能无法准确反映疾病类型，为了更准确地判断，可绘制一条类似于压力线的回调曲线，帮助制订更有效的治疗策略［32］。Takagi等［33］研究发现，病变的FFRCT变化梯度（ΔFFRCT）增大与早期高血管重建率显著相关，尤其是对FFRCT值在0.71～0.80的患者，ΔFFRCT显示出显著优势，这一发现强调了ΔFFRCT在改善医师识别需行血管重建患者方面的重要性。然而，对于弥漫性压力损失的血管，血运重建与FFR的关系可能并不显著，或症状改善有限，甚至可能存在潜在的损害［34］。此外，Maron等［35］研究表明，与单纯药物治疗相比，常规侵入性治疗方法未能显著改善患者预后。因此，在选择治疗方案时，应充分考虑其可能带来的风险和益处，同时需不断改进对可能从血运重建中受益病变的识别方法。

6" FFRCT的局限性

FFRCT在临床应用中存在的局限性：①FFRCT的准确性可能受图像质量影响，包括伪影、图像断层和图像噪声。为改善这些问题，建议使用更先进的扫描仪，并在手术过程中使用β阻滞剂和硝酸甘油以降低心率变异性和扩张冠状动脉。②FFR计算相关的限制，如中度病变、钙化、非缺血性相关病变和其他复杂的冠状动脉病变，也可能影响FFRCT的准确性。③对FFRCT应用于临床的准确性仍存在争议，有研究报道了FFRCT与FFR测量值的不一致。因此，还需进一步开展更多高质量研究，不断提高FFRCT在诊断和治疗心血管疾病中的适用性和准确性。

7" 总结与展望

冠状动脉狭窄的最佳评估方法仍是临床上的一大难题。随着研究的深入，越来越多的证据表明，冠状动脉的生理功能性评估在CAD患者血运重建决策中的重要性日益凸显。虽然FFR在一定程度上弥补了ICA的局限性，但其在临床实践中仍未得到广泛应用。FFRCT是一种新兴的技术，仅根据CCTA图像计算FFR值，实现了无创测量FFR，提高了CCTA检测病变缺血的特异性，并减少了不必要的ICA。同时，FFRCT为CAD患者在行血运重建前提供了更全面且个性化的非侵入性评估，使得单纯基于非侵入性成像决定是否进行血运重建成为可能。随着FFR研究的深入和技术的不断发展，相信FFRCT能得到更好的应用，从而降低侵入性成像的相关风险，节约医疗成本，使广大患者受益。

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（收稿日期" 2023-12-13）