血流储备分数的临床作用和优缺点及近期进展

王莽原、宋江平综述，胡盛寿审校

血流储备分数的临床作用和优缺点及近期进展

王莽原、宋江平综述，胡盛寿审校

血流储备分数（FFR）测量冠状动脉狭窄是一种近些年来已经广泛应用于冠状动脉心脏病介入治疗的指征判断，本文基于国内外相关文献，在阐述了FFR测量冠状动脉狭窄程度的原理和机制的基础上，归纳阐述了FFR检查在临床中的应用和优缺点，综合评述了近两年来“基于冠状动脉计算机断层扫描血管造影的无创FFR”、“无腺苷负荷的FFR”这两项重要进展，并对其将来可能出现的进展——“与冠状动脉内超声检查的互补”、“与SYNTAX评分的整合”进行了初步的展望。

血流储备分数; 冠状动脉狭窄

对冠状动脉狭窄程度的判断在冠心病的治疗中有着非常重要的地位，已被临床广泛采用多年的冠状动脉检查“金标准”是冠状动脉造影检查。但是冠状动脉造影检查仅针对狭窄程度，而无法直接检测血流受限情况。近二十年来有一种检查方法引起诸多关注——血流储备分数（Fractional Flow Reserve，FFR）：它的计算方法是冠状动脉狭窄下游血压与狭窄上游血压的比值，其比值越小反映狭窄对血流的影响程度越重。这种检查方法弥补了“金标准”的不足。所以本文旨在阐述FFR测量冠状动脉狭窄程度的原理和机制的基础上，归纳FFR检查在临床中的主要作用及优缺点，综合评述近期FFR的一些进展，并对其将来可能出现的进展进行初步的展望。

1 血流储备分数的原理、机制及可靠性

1.1 原理和机制

根据泊肃叶定律，Qmyo=（Pd-Pv）／Rmyo，其中Qmyo为跨心肌压力阶差，Rmyo为跨心肌血管阻力，Pd为冠状动脉狭窄病变远段压力，Pv是中心静脉压力，在一般状况下，与冠状动脉压力相比，中心静脉压力完全可以忽略不计。跨心肌阻力取决于大的冠状动脉阻力和微循环阻力（Rm），正常冠状动脉（或狭窄段之后正常的冠状动脉）对跨心肌阻力的影响可以忽略不计，所以跨心肌阻力主要取决于微循环的功能状态，即心肌最大血流量主要取决于微循环的扩张能力。在非狭窄冠状动脉中冠状动脉起始部的压力（Pa）等于上述所提及的Pd，因此上述公式可分别转变为Qmyo=Pa／Rm和Qmyo’=Pd／Rm’，其中Qmyo为正常冠状动脉心肌供血区域的血流量，Rm为正常冠状动脉微循环的阻力，Qmyo’为狭窄冠状动脉心肌供血区域的血流量，Rm’为狭窄病变冠状动脉微循环的阻力。在此原理下，1995年，Pijls等[1]首次提出冠状动脉FFR的概念：冠状动脉FFR被定义为狭窄冠状动脉支配区域心肌经诱发充血后最大血流量与理论上同一支冠状动脉无狭窄时心肌所能获得的最大血流量的比值，即FFR=QSmax／QNmax=（Pd／Rm）÷（Pa／Rm’）。

当使用某些药物（如腺苷），使微循环阻力降到最低时，Rm=Rm’，因此，上述公式就被简化为FFR=Pd／Pa。因此在理论上，FFR的特点和优势在于：不受血流动力学因素（如心率、血压和心肌收缩力等）的影响.可以用于多支血管病变且重复性好，理论方面该检查可以广泛应用于临床。

1.2 可靠性

FFR的概念自从1995提出后便从诊断、预后以及单支、多支病变等多方面和在不同患者人群中被不断论证，结果证明无论冠状动脉病变是简单还是复杂，FFR的检查都有较好的敏感度和特异度，干扰因素少，能够很好地指导冠心病患者的再血管化治疗[2-8]。

2 血流储备分数在临床中的主要应用和优缺点

2.1 临床应用

2.1.1 指导再血管化治疗

有创FFR一般用在其他无创负荷试验[如药物或运动负荷的心电图、冠状动脉计算机断层扫描血管造影（CTA）等]结果有争议或是模棱两可时使用，一般是针对于中度狭窄冠状动脉的功能检查，指南中还给出了推荐的分界值0.8，也就是说，即使冠状动脉有一定程度的狭窄，但当FFR＞0.8时，推迟再血管化治疗，仅药物干预，其预后还是十分良好的[9]。有研究表明，与冠状动脉造影检查指导的再血管化治疗相比，FFR在不增加冠状动脉旁路移植术术后并发症的同时减少了冠状动脉旁路移植术手术次数[10]，也就是说避免了一些不必要的再血管化治疗。

2.1.2 判断心肌梗死患者非梗死的狭窄冠状动脉是否需要再血管化治疗

心肌梗死患者除了梗死致病的某根冠状动脉分支，往往还合并有其他狭窄但非梗死的冠状动脉分支，而是否需要一期或者二期经皮冠状动脉介入治疗处理这些非梗死的狭窄，通过FFR对这些狭窄的测定便可给出比较可靠的答案：当狭

窄的冠状动脉分支FFR＞0.8时，无需处理；而当FFR＜0.8时，则需要一期或二期经皮冠状动脉介入治疗行药物洗脱支架置入术，以改善其预后[11,12]。

2.2 优势

由FFR的测量原理即可发现，这种测量方法并不是直接测冠状动脉某条分支的狭窄程度，而是测量血流受限情况与冠状动脉计算机断层摄影术（CT）、冠状动脉造影、冠状动脉内超声等针对病变解剖改变方面的检查相比，有本质的不同，FFR检查针对的是血流、灌注和缺血本身（此后简称为“冠状动脉功能学检查”），因更加接近疾病的本质（心肌灌注下降导致心肌功能下降），故与针对病变解剖改变方面的检查（此后简称为“冠状动脉解剖学检查”）相比有不可比拟的优势：（1）可以发现冠状动脉解剖学检查可能因某些原因（比如冠状动脉CT有限的分辨率和特异度，或者冠状动脉造影检查的显像角度和投影重叠问题）未发现的冠状动脉狭窄；（2）可以有效地甄别冠状动脉解剖学检查中那些模棱两可的冠状动脉狭窄是否真的导致下游心肌缺血；（3）与冠状动脉CT和冠状动脉造影检查相比更加量化[13]，不再需要操作者的目测和估计，检查结果的变异度更小，检查的可靠性因此也更高。

而FFR检查又不仅仅是功能学检查。与心肌灌注检查（如心肌核素检查等）相比，FFR检查直接显示了导致心肌缺血的狭窄冠状动脉，而不是通过心肌灌注下降区域推测狭窄的冠状动脉分支，这在针对多支和复杂冠状动脉病变的检查中更有优势[14]。

2.3 缺点和局限

FFR和冠状动脉造影和冠状动脉内超声检查等一样仍然是有创检查，限制了其在临床上的常规使用；与CT、磁共振成像等无创检查相比，FFR虽然有更好的检验能力和可靠性，但是传统FFR是有创检查，限制了FFR在临床上的广泛应用。

FFR测量需要快速注射大剂量的腺苷等扩张冠状动脉的药物，而腺苷的药效过短、副作用发生率高、个体反应差异大和相关禁忌证多等这些特点也限制了FFR在临床上的广泛应用。

FFR无法提供冠状动脉狭窄段血管壁内部情况，比如：冠状动脉粥样硬化病变中，粥样斑块是处于稳定的状态，还是处于即将发生破裂、出血和血栓形成等并发症的状态。

3 血流储备分数近期重要进展

3.1 基于冠状动脉计算机断层扫描血管造影的无创血流储备分数

3.1.1 概述

基于冠状动脉CTA的无创FFR（CTCA-FFR）的基本理论和FFR类似，只是其中压力的获得不是冠状动脉导管直接测量，而改为用计算机在三维重建的冠状动脉模型基础上以专用软件根据冠状动脉解剖学信息模拟出冠状动脉血流及血压情况，进而计算出模拟的FFR值，从而使得传统有创FFR进展为无创FFR。

3.1.2 无创血流储备分数诊断效能的评价

近些年来有关基于冠状动脉CTA的无创FFR的研究很多，但是这些研究的结果不尽相同，仍有一定的争议。

一部分研究的结果确实表明，与单独冠状动脉CTA相比，冠状动脉CTA使FFR检查的特异度和ROC曲线下面积等检查能力方面的指标产生了很大程度上的提升且具体值都相当令人满意[15-17]，这将解决上述所说的传统基于介入FFR的众多局限性，也将是冠状动脉病变情况检测领域的巨大进展，前景无疑是光明的。

但是另一部分研究的结果表明，虽然由于冠状动脉CTA有限的特异度，基于冠状动脉CTA的无创FFR检查可靠性还是比不上传统基于介入的FFR，甚至也比不上单纯冠状动脉造影，但并不是一无是处，因为这种无创FFR在一定程度上改善了冠状动脉CTA的敏感度和特异度[18]，由此可见与其说冠状动脉CTA将FFR改善为一种无创化的检查，倒不如说是在冠状动脉CTA检查的领域中引入FFR，进而将冠状动脉CTA检查的能力提升了。

然而，这些研究中，关于无创FFR诊断效能的结果所选取的对比诊断方法是单纯冠状动脉CTA，缺乏与有创FFR或冠状动脉造影（这两种检查的特异度和敏感度远好于单纯冠状动脉CTA）的对比结果，因此单纯冠状动脉CTA有限的特异度和容易高估冠状动脉狭窄程度的特性很可能使无创FFR的敏感度、特异度等都被高估。

不过，Nørgaard等[19]的一篇文献对比了基于冠状动脉CTA的无创FFR、CTA和冠状动脉造影。无创FFR的敏感度为86%[95%可信区间（CI）: 77%～92%]，特异度为79%（95% CI: 72%～84%）；冠状动脉CTA的敏感度为94%（95% CI: 86%～97%），特异度为34%（95% CI: 27%～41%）；冠状动脉造影的敏感度为64%（95% CI: 53%～74%），特异度为83%（95% CI: 77%～88%）。从以上结果可以看出，无创FFR与冠状动脉CTA相比，敏感度和特异度都类似于之前的研究[15-18]，与冠状动脉狭窄的金标准冠状动脉造影相比，无创FFR的敏感度有明显优势，特异度却并无明显差异，有很好的临床诊断应用价值。

3.2 无腺苷负荷的血流储备分数——无波形比率技术

3.2.1 无波形比率（Instantaneous wave-Free Ratio, IFR）的定义及基本原理

定义：在心脏舒张期无波形间期狭窄远端的平均压力除以同期的平均动脉压。基本原理：采用心脏舒张期冠状动脉阻力最小时的血压近似代替腺苷负荷后的冠状动脉血压[20]。

3.2.2 无腺苷负荷血流储备分数的诊断效能

近两年来，有研究表明，采用瞬时无波形比率技术，与传统有腺苷负荷的FFR检查相比，无腺苷负荷的FFR检查也有很好的诊断能力[18]，但是这项新技术仍然在技术本身的原理方面和诊断性试验的论证强度[21-24]等方面存在争议。我们认为，因为这种技术的基本原理是取心脏舒张期心肌微循环阻力的最低值近似代替腺苷负荷后的心肌微循环阻力，由于是近似值替代，这种方法与传统腺苷负荷方法相比，心肌微循环阻力的差别必然是有的，但是是否在临床可接受的范围内，有待高质量的临床试验验证。

4 初步展望：与SYNTAX评分的整合——功能SYNTAX评分

SYNTAX评分主要是从冠状动脉狭窄病变的复杂程度方面来甄别患者是需要经皮冠状动脉介入治疗，还是需要冠状动脉旁路移植手术，但是这套评分系统的缺陷在于它只从解剖方面评价了疾病的复杂性，却无法判断冠状动脉狭窄是否真正导致了心肌缺血（尤其是对于那些冠状动脉的临界狭窄），无法判断存在的冠状动脉狭窄是否真正需要干预。因此已经有人提出了将FFR与SYNTAX评分整合的设想，并将

其命名为“Functional SYNTAX score”，即功能SYNTAX评分：排除FFR＞0.8的那部分狭窄后，重新计算SYNTAX得分[25]。虽然功能SYNTAX评分在冠心病患者危险分层的判断和再血管化策略的选择应用方面很有前景，但是因为其有可能增加操作的时间和并发症的风险，所以功能SYNTAX评分离真正应用到临床还有一段距离[26]。

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2014-10-08）

（编辑：漆利萍）

100037 北京市，中国医学科学院 北京协和医学院 国家心血管病中心 阜外心血管病医院 心血管病国家重点实验室

王莽原 博士研究生 主要从事心血管疾病的外科研究 Email: wangmangyuan@hotmail.com 通讯作者：胡盛寿

Email:hushengshou@yahoo.com

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1000-3614（2015）06-0599-03

10.3969/j.issn.1000-3614.2015.06.023