胡強(qiáng),張權(quán)宇
1空軍軍醫(yī)大學(xué)附屬西京醫(yī)院心內(nèi)科,西安 710032;2北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院心內(nèi)科,沈陽 110016
冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病(coronary atherosclerotic heart disease,CHD)是一種嚴(yán)重威脅人類健康的心血管系統(tǒng)疾病。2019年全球疾病負(fù)擔(dān)(global burden of disease,GBD)報(bào)告指出,缺血性心臟病是全球傷殘調(diào)整壽命年(disability adjusted life year,DALY)增加的主要原因之一[1]。經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入術(shù)(percutaneous coronary intervention,PCI)是治療CHD的有效方法,能夠迅速恢復(fù)心肌血流灌注、減少心肌梗死面積,提高患者生存率及生存質(zhì)量。對(duì)于梗死相關(guān)血管,一般依據(jù)冠脈造影結(jié)果行血運(yùn)重建[PCI或者冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)(coronary artery bypass grafting,CABG)],而對(duì)于非梗死相關(guān)血管是否需要血運(yùn)重建目前尚存在爭議[2],大多數(shù)患者行藥物治療,少部分依據(jù)冠脈造影結(jié)果行PCI治療。由于患者的疾病預(yù)后與非梗死相關(guān)血管及臨界病變的進(jìn)展相關(guān)[3],因此,合理的血運(yùn)重建至關(guān)重要,而單純依據(jù)冠脈造影結(jié)果進(jìn)行指導(dǎo)具有一定的局限性。血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(fractional flow reserve,F(xiàn)FR)等冠狀動(dòng)脈功能學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)可為病變血管尤其是臨界病變血管的血運(yùn)重建提供一定依據(jù)[4-5]。因此,本文主要針對(duì)FFR、瞬時(shí)無波形比值(instantaneous wave-free reserve,iFR)、定量血流分?jǐn)?shù)(quantitative flow ratio,QFR)及其他冠狀動(dòng)脈功能學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)在血運(yùn)重建及預(yù)后評(píng)估中的價(jià)值進(jìn)行綜述。
冠狀動(dòng)脈功能學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)是指用于判斷冠脈病變是否導(dǎo)致心肌缺血,從而指導(dǎo)冠心病患者血運(yùn)重建的功能性指標(biāo)。這些指標(biāo)不僅能夠反映病變血管的形態(tài)學(xué)異常,還可用于評(píng)估病變血管功能改變的程度[3]。《冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)臨床應(yīng)用專家共識(shí)》[4]及《中國經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療指南(2016)》[6]均指出,F(xiàn)FR能夠特異性反映冠脈狹窄的功能學(xué)嚴(yán)重程度,可用于評(píng)估臨界病變、非罪犯血管及不明確的罪犯血管,此外,iFR等功能學(xué)指標(biāo)目前仍在不斷地進(jìn)步發(fā)展。在指導(dǎo)血運(yùn)重建方面,功能學(xué)指標(biāo)與形態(tài)學(xué)指標(biāo)有著相似甚至更好的結(jié)果,如一項(xiàng)Meta分析結(jié)果表明,F(xiàn)FR指導(dǎo)血運(yùn)重建組的主要心血管不良事件(major adverse cardiovascular event,MACE)發(fā)生率明顯低于冠脈造影(OR=1.71,95%CI 1.31~2.23)[7]。此外,與形態(tài)學(xué)指標(biāo)相比,功能學(xué)指標(biāo)指導(dǎo)下的血運(yùn)重建的比例不高[8-11],相關(guān)研究表明,這兩種指標(biāo)在指導(dǎo)中等病變程度血管的血運(yùn)重建中存在約40%的不一致,主要與冠脈造影指導(dǎo)下的血運(yùn)重建率更高有關(guān)[12]??傊?,與冠脈造影相比,功能學(xué)指標(biāo)能在達(dá)到相同預(yù)后結(jié)果的基礎(chǔ)上降低血運(yùn)重建率。
除FFR外,常見的功能學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)還包括iFR、冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備(coronary flow reserve,CFR)、QFR等。FFR是指病變血管最大血流量與理論上該血管無病變情況下的最大血流量之比,可簡化為在心肌最大充血狀態(tài)下,狹窄遠(yuǎn)端冠狀動(dòng)脈內(nèi)平均動(dòng)脈壓(Pd)與冠狀動(dòng)脈口部主動(dòng)脈內(nèi)的平均動(dòng)脈壓(Pa)之比[9]。CFR是指充血期和靜息條件下冠狀動(dòng)脈血流速度之比或平均過渡時(shí)間之比[3,13]。iFR為FFR的改良版,是指靜息條件下的舒張期Pd與Pa之比[14-17]。QFR為基于影像重建的FFR,是通過冠脈造影行3D重建計(jì)算的FFR值[18-20]。此外,還有其他類型的功能學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo),包括微循環(huán)阻力指數(shù)(index of microvascular resistance,IMR)、充血性微血管阻力指數(shù)(hyperemic microvascular resistance,HMR)[3]、基于光學(xué)相干斷層掃描(OCT)測量的FFR值(optical coherence tomography derived-fractional flow ratio,OFR)[21]等。上述指標(biāo)均有各自的優(yōu)缺點(diǎn),臨床上應(yīng)基于實(shí)際情況選擇恰當(dāng)?shù)闹笜?biāo)來指導(dǎo)血運(yùn)重建,具體見表1。
表1 各種冠狀動(dòng)脈功能學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)特點(diǎn)闡述Tab.1 Characteristics of various coronary artery functional evaluation indices
冠狀動(dòng)脈功能學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)可指導(dǎo)冠心病患者的血運(yùn)重建,尤其對(duì)臨界病變具有重要意義,能減少不必要的血運(yùn)重建,提高其效率。目前,已有各具特色的多種功能學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)用于指導(dǎo)血運(yùn)重建。
3.1 FFR的臨床應(yīng)用價(jià)值 歐洲心臟病學(xué)會(huì)(ESC)及歐洲心胸外科協(xié)會(huì)(EACTS)2019年聯(lián)合發(fā)表的血運(yùn)重建指南推薦FFR指導(dǎo)中等病變血運(yùn)重建(Ⅰa),并推薦FFR指導(dǎo)多支血管病變血運(yùn)重建(Ⅱa B)[22]。FFR診斷及預(yù)測預(yù)后的能力與冠脈造影無明顯差異,甚至優(yōu)于冠脈造影。DEFER研究發(fā)現(xiàn),在冠脈造影結(jié)果相似的情況下,F(xiàn)FR<0.75的病變即使血運(yùn)重建后,其預(yù)后也劣于FFR≥0.75的病變[23]。FAME研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)FR指導(dǎo)的血運(yùn)重建組1年死亡、非致死性心肌梗死及再次血運(yùn)重建的復(fù)合終點(diǎn)發(fā)生率均低于冠脈造影組(13.2%vs.18.3%,P=0.02),2年的死亡及心肌梗死發(fā)生率低于冠脈造影組(8.4%vs.12.9%,P=0.02),但二者5年的終點(diǎn)結(jié)局事件發(fā)生率卻無明顯差異(28.0%vs.31.0%,P=0.31)[24-26]。FAMOUS-NSTEMI研究[27]及COMPARE ACUTE研究[28]分別顯示FFR在非ST段抬高型急性冠脈綜合征(non-ST segment elevation acute coronary syndrome,NSTE-ACS)患者及ST段抬高型急性心肌梗死(ST segment elevation myocardial infarction,STEMI)患者中具有與冠脈造影相似的作用。同時(shí),F(xiàn)FR在合并如重度貧血、敗血癥、心動(dòng)過速、呼吸衰竭等疾病的患者中有一定的診斷價(jià)值,此類患者在冠脈造影或其他輔助條件下未檢測到血栓形成、斑塊破裂或其他形態(tài)學(xué)改變,卻可能存在FFR陽性且與缺血相關(guān)的病變血管[29]。但FFR可能由于微循環(huán)功能障礙、冠狀動(dòng)脈鈣化等原因引起充血期血流減少而增高,造成假陰性[30],因此STEMI患者急性期(發(fā)?。? d)FFR值可能會(huì)偏高,進(jìn)而低估其病變程度[31]。
3.2 iFR的臨床應(yīng)用價(jià)值
3.2.1 iFR與FFR的相關(guān)性及診斷一致性 iFR為FFR的改良版,與FFR存在一定的線性關(guān)系(R2=0.66)[17],兩者的區(qū)別主要是iFR的測量無需誘導(dǎo)充血[14-17]。iFR與FFR具有相似的診斷價(jià)值,且在二者指導(dǎo)下行血運(yùn)重建后冠心病患者的MACE事件發(fā)生率接近,但iFR操作時(shí)間較短[32-34]?;趇FR與基于FFR行延期PCI的急性冠脈綜合征(4.12%vs.4.05%,P=0.60)[16,35]及前降支病變患者(2.44%vs.5.26%,P=0.04)[36]的臨床結(jié)果相似。iFR同樣可用于指導(dǎo)有心肌梗死既往史的患者,iFR與FFR在指導(dǎo)治療有無心肌梗死既往史的患者中均具有較好的一致性(r=0.81和r=0.72,P<0.001),在聯(lián)合使用iFR和FFR的策略下,二者的1年生存率接近(HR=0.87,95%CI 0.10~7.76,P=0.90)[15]。對(duì)于冠心病合并糖尿病患者,iFR組中非致死性心肌梗死發(fā)病率較高,但與FFR組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(10.0%vs.7.2%,P=0.30)[37]??傊琲FR具有與FFR相似的診斷和預(yù)測預(yù)后能力,且存在操作時(shí)間短、患者依存性好、支架置入較少及無需誘導(dǎo)充血等優(yōu)勢(shì),有望取代FFR用于指導(dǎo)血運(yùn)重建[16]。
3.2.2 iFR與FFR診斷的不一致性 在評(píng)價(jià)冠脈病變程度尤其是中等程度的病變時(shí),約20%的病例FFR與iFR的結(jié)果一致[38-39],可能與充血期血流速度[40]、基線血流量[39,41]及血管舒張功能[42]有關(guān)。高充血期血流速度可導(dǎo)致跨壓差增大,進(jìn)而使FFR減小,產(chǎn)生FFR(+)/iFR(-)的結(jié)果;基線血流量較少可使iFR增大,進(jìn)而導(dǎo)致FFR(+)/iFR(-);而微循環(huán)功能減退引起的血管舒張功能降低,可最終導(dǎo)致FFR(-)/iFR(+)[40]。導(dǎo)致FFR(+)/iFR(-)的因素包括年齡小、血栓位置(主要包括左主干和左前降支開口處病變)、病變程度重及心率慢,而導(dǎo)致FFR(-)/iFR(+)的因素包括年齡大、病變程度輕及不使用β受體阻滯劑[39]。此外,還有研究報(bào)道,性別、非透析狀態(tài)、糖尿病、血栓形態(tài)可能均與FFR和iFR兩個(gè)指標(biāo)的診斷不一致相關(guān)[38-39,41]。在性別方面,男性易產(chǎn)生FFR(+)/iFR(-)的結(jié)果,而女性易產(chǎn)生FFR(-)/iFR(+)的結(jié)果,這可能與男性微循環(huán)功能較好、管腔面積較大、心臟舒張功能較差、心肌數(shù)量多或斑塊性質(zhì)等因素導(dǎo)致其在充血期血流較多,從而使FFR值變小有關(guān),也可能與女性對(duì)充血反應(yīng)較遲鈍從而產(chǎn)生較大的FFR值[43-44]或靜息狀態(tài)下女性的血流較多從而產(chǎn)生較小的iFR值有關(guān)[41]。非透析狀態(tài)是FFR(+)/iFR(-)的獨(dú)立影響因素,這與非透析患者基線血流量較少,進(jìn)而導(dǎo)致iFR值較高有關(guān)[41]。還有研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)FR(-)/iFR(+)的患者具有較高的糖尿病發(fā)生率,可能與糖尿病引起微循環(huán)功能障礙從而出現(xiàn)FFR(-)/iFR(+)有關(guān)[40]。此外,血栓自身形態(tài)對(duì)FFR與iFR的不一致性具有一定影響,以聚集為主的血栓容易導(dǎo)致FFR(+)/iFR(-),而以彌散為主的血栓容易導(dǎo)致FFR(-)/iFR(+)[38]。盡管兩項(xiàng)指標(biāo)存在不一致的情況,但在預(yù)后方面,兩者不一致且行延期PCI的患者5年后復(fù)合終點(diǎn)(patientoriented composite outcome,POCO)發(fā)生率卻無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[42],因此,兩者的不一致性對(duì)預(yù)后的影響不大,但需要依據(jù)不同的條件,選用合適的功能學(xué)指標(biāo)來評(píng)價(jià),以獲得良好的效果。
3.3 QFR的臨床應(yīng)用價(jià)值 QFR是一項(xiàng)新型的功能學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo),是基于三維定量冠狀動(dòng)脈造影(three-dimensional quantitative coronary angiography,3D-QCA)計(jì)算FFR值的方法[18,45]。Smit等[46]發(fā)現(xiàn),造影劑激發(fā)血流(contrast-flow QFR,cQFR)是負(fù)荷核素心肌灌注顯像(SPECT-MPI)的獨(dú)立影響因素,能較好地評(píng)估心肌缺血狀態(tài)。FAVOR Ⅱ CHINA研究結(jié)果顯示,以FFR為參考標(biāo)準(zhǔn),QFR在患者水平與血管水平的術(shù)中評(píng)估診斷準(zhǔn)確性分別為92.4%和92.7%,在血管水平的術(shù)后評(píng)估診斷性為93.3%,均明顯高于定量冠狀動(dòng)脈造影(QCA)術(shù)中評(píng)估及術(shù)后分析的診斷準(zhǔn)確性(分別為59.6%和64.0%)[47]。Hwang等[45]發(fā)現(xiàn),在急性心肌梗死及穩(wěn)定的缺血性心臟病中,QFR與FFR(r=0.863)或iFR(r=0.74)均有較好的相關(guān)性,且與FFR在評(píng)估非罪犯血管的病變程度上一致性較好[48]。此外,QFR還具有計(jì)算時(shí)間短[49]、無需使用導(dǎo)絲和血管擴(kuò)張劑等優(yōu)勢(shì)[47]。因此,臨床上QFR可用于對(duì)血管擴(kuò)張藥過敏以及無法進(jìn)行FFR測量的患者,效果優(yōu)于冠脈造影及FFR等金標(biāo)準(zhǔn),并可用于線上指導(dǎo)血運(yùn)重建。但在臨界病變中,QFR與FFR同樣存在約21.4%的不一致,且FFR(-)/QFR(+)往往與微循環(huán)功能差及血栓病變較重進(jìn)而導(dǎo)致血流速度減慢有關(guān)[50]。PCI術(shù)后QFR對(duì)預(yù)后評(píng)估和預(yù)測有一定的幫助。Biscaglia等[20]發(fā)現(xiàn),PCI術(shù)后QFR值是血管水平的復(fù)合終點(diǎn)事件(vessel oriented composite endpoint,VOCE)的獨(dú)立影響因素,QFR≤0.89的血管較QFR>0.89的血管VOCE發(fā)生率高(25%vs.3.5%,P<0.001),提示QFR對(duì)支架置入后的預(yù)后預(yù)測能力較強(qiáng)。
4.1 FFR測量方法學(xué)的改進(jìn) FFR的測量具有裝置特殊、輻射較大及信號(hào)偏移等缺點(diǎn),且由于需要使用血管擴(kuò)張劑,F(xiàn)FR不能用于合并哮喘及重度房室傳導(dǎo)阻滯的患者[29,51]。針對(duì)上述缺點(diǎn),由FFR衍生出多種功能學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo),主要分為FFR的改良版及影像重建FFR,前者主要包括iFR、Pd/Pa、對(duì)比劑FFR(angiography-derived fractional flow reserve,F(xiàn)FRangio),而后者主要包括QFR、OFR、冠狀動(dòng)脈CT血管成像FFR(computed tomography-fractional flow reserve,CT-FFR)。
4.1.1 FFRangio FFRangio是一種使用對(duì)比劑測量FFR值的無創(chuàng)性功能學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo),臨界值以常規(guī)FFR為標(biāo)準(zhǔn)。相比于其他非充血期測量指標(biāo),F(xiàn)FRangio與常規(guī)FFR具有更高的一致性[52],且較常規(guī)FFR有更高的診斷價(jià)值,但臨床預(yù)后結(jié)果差異仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證[51,53]。
4.1.2 OFR OFR是基于OCT計(jì)算FFR值的方法,該方法可進(jìn)行形態(tài)學(xué)及生理功能學(xué)評(píng)估[54],且在罪犯血管、PCI術(shù)后血管、不同病變程度血管中進(jìn)行測量時(shí),與FFR均有較好的一致性,與QFR及傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)指標(biāo)相比有一定優(yōu)勢(shì),可更好地評(píng)估病變血管功能,進(jìn)而提高PCI的使用效率[21,54-57]。
4.1.3 CT-FFR CT-FFR是一項(xiàng)基于CT計(jì)算FFR值的方法,與常規(guī)FFR測量有較好的一致性[58]。在短期隨訪中,該指標(biāo)與常規(guī)指標(biāo)在終點(diǎn)事件發(fā)生率上相似,同時(shí)還具有診斷價(jià)值較好、花費(fèi)少、生存質(zhì)量較高等優(yōu)點(diǎn),但該值受CT分辨率的影響[51],此外還缺乏長期隨訪的證據(jù)[59]。
4.1.4 FFR測量方法的改進(jìn) 微導(dǎo)管FFR值測量技術(shù)(microcatheter derived FFR,mc-FFR)具有導(dǎo)絲位置穩(wěn)定,可在較少的信號(hào)漂移下重復(fù)測量等優(yōu)勢(shì)。但mc-FFR與常規(guī)FFR比較有一定的差異,主要與OCT測量下的最小管腔面積(r=-0.3359)、病變長度(r=0.07)及mc-FFR值(r=-0.603)相關(guān)[60]。
4.2 聯(lián)合指導(dǎo)血運(yùn)重建 由于iFR與FFR存在不一致性,以FFR≤0.80為參考標(biāo)準(zhǔn),iFR的診斷準(zhǔn)確性為84%,但iFR與FFR聯(lián)合指導(dǎo)血運(yùn)重建則可使診斷準(zhǔn)確性達(dá)到90%,且約64.9%的病變血管可避免使用腺苷誘導(dǎo)充血[17]。因此,為降低操作難度及減少不良反應(yīng),可聯(lián)合應(yīng)用FFR與iFR指導(dǎo)血運(yùn)重建,即當(dāng)iFR值在0.86~0.93時(shí)計(jì)算FFR值,當(dāng)iFR<0.86時(shí)進(jìn)行血運(yùn)重建,而當(dāng)iFR>0.93時(shí)則延期進(jìn)行血運(yùn)重建。該指導(dǎo)方式與FFR的不一致率約為9.4%,低于單獨(dú)使用iFR與FFR的不一致率[61]。因此,聯(lián)合指導(dǎo)血運(yùn)重建可在提高準(zhǔn)確性的同時(shí),減少FFR測量的不良反應(yīng)。
4.3 預(yù)后評(píng)分系統(tǒng) 基于QFR測量的評(píng)分系統(tǒng)有兩種,一種是計(jì)算3支血管的QFR之和(threevessel contrast-flow quantitative flow ratio,3vQFR)來預(yù)測患者的預(yù)后,3vQFR值是MACE的獨(dú)立影響因素(HR=0.971)[18,62];另一種是基于QFR的功能性SYNTAX評(píng)分(functional SYNTAX score derived from QFR,fSSQFR),即計(jì)算QFR≤0.8的病變血管SYNTAX評(píng)分,當(dāng)fSSQFR>0時(shí)心血管事件發(fā)生率較高,且其預(yù)測預(yù)后的能力也高于傳統(tǒng)SYNTAX評(píng)分(classic anatomic SYNTAX score,cSS)[18,63]。此外,在血運(yùn)重建后,采用基于QFR的SYNTAX評(píng)分(quantitative flow ratio guided residual functional SYNTAX score,Q-rFSS)進(jìn)行分組,不完全血運(yùn)重建組MACE事件發(fā)生率較完全血運(yùn)重建組高(22.0%vs.7.4%,HR=3.21,P≤0.001),且缺血驅(qū)動(dòng)的血運(yùn)重建發(fā)生率也高(19.3%vs.4.4%,HR=4.74,P<0.001),提示采用Q-rFSS進(jìn)行危險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估較殘余SYNTAX評(píng)分(residual SYNTAX score,rSS)評(píng)價(jià)效果好,QFR可作為提高SYNTAX評(píng)分預(yù)后預(yù)測能力的補(bǔ)充指標(biāo)[64]。
FFR、iFR和QFR作為評(píng)價(jià)病變程度的功能學(xué)指標(biāo),不僅可指導(dǎo)血運(yùn)重建,還可用于評(píng)估PCI術(shù)后患者的預(yù)后[20,37]。冠狀動(dòng)脈的病變程度尤其是臨界病變不能單純依靠冠脈造影結(jié)果來評(píng)判,還需借助冠脈腔內(nèi)影像及功能學(xué)指標(biāo)進(jìn)行綜合判斷,從而最終確定是否需要進(jìn)行血運(yùn)重建。此外,針對(duì)單支多處血栓病變,采用常規(guī)的針對(duì)單個(gè)血栓的評(píng)價(jià)方式達(dá)不到評(píng)價(jià)血栓病變程度的效果,因此需要結(jié)合功能學(xué)及形態(tài)學(xué)特點(diǎn)對(duì)單個(gè)血栓的病變程度進(jìn)行綜合診斷,根據(jù)臨床癥狀、冠脈腔內(nèi)影像、功能學(xué)評(píng)價(jià),以及有無病變分支等特點(diǎn)決定是否需要行血運(yùn)重建[65]。
綜上所述,F(xiàn)FR目前已成為評(píng)價(jià)冠脈病變嚴(yán)重程度的金標(biāo)準(zhǔn),可為臨界病變提供一定的診斷作用,但因存在一定局限性,在臨床上的應(yīng)用并不廣泛。因此,F(xiàn)FR的改良版和影像重建FFR逐漸發(fā)展起來。iFR作為FFR的改良版,因具有測量時(shí)間短、無需使用血管擴(kuò)張劑的特點(diǎn),可用于無法測量FFR的患者,但仍為有創(chuàng)性指標(biāo)。QFR則是一種無創(chuàng)的影像重建FFR,且與FFR一致性較好,具有較好的診斷及預(yù)后評(píng)估能力。此外,OFR作為另一種影像重建FFR,可在功能學(xué)評(píng)估的同時(shí)評(píng)價(jià)支架的放置情況,因此有望為將來指導(dǎo)血運(yùn)重建尤其是臨界病變提供更好的客觀證據(jù)。各類指標(biāo)均存在相應(yīng)的診斷、預(yù)后評(píng)估能力及優(yōu)劣勢(shì),在以后的研究中可針對(duì)各類功能學(xué)指標(biāo)的缺點(diǎn)進(jìn)一步改進(jìn),或聯(lián)合使用多種功能學(xué)和形態(tài)學(xué)指標(biāo),進(jìn)而合理地進(jìn)行診斷并指導(dǎo)血運(yùn)重建,以獲得較好的診斷及預(yù)后結(jié)果。