慢性完全闭塞病变行经皮冠状动脉介入治疗对供血动脉定量血流分数的影响

刘莉莉 沈迎 涂圣贤 虞林俊 张瑞岩 胡健 杨震坤 丁风华 沈卫峰

冠状动脉慢性完全闭塞（chronic total occlusion，CTO）病变是目前最复杂的冠心病之一，其发病率约占所有行诊断性冠状动脉造影患者的20%［1］。CTO病变成功血运重建能显著改善患者的临床症状，提高患者生活质量［2-3］。在大多数CTO病变患者中，存在侧支血管供血，以维持CTO病变远端心肌的活性，侧支血管往往起源于同侧或对侧的冠状动脉血管，即为供血血管［4-5］。随着CTO病变血管的开通、侧支血管的消退，供血血管血流动力学随之发生改变［6］。Ladwiniec等［7］研究发现CTO病变成功行经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention，PCI）后，供血血管血流储备分数（fractional f low reserve，FFR）明显升高。来自英国的研究报道，CTO病变成功行PCI后，供血血管瞬时无波形比值（instantaneous wave-free ratio，iFR）显著升高，而FFR并无明显变化，4个月随访观察到FFR值和iFR值均明显增加［8］。供血血管生理学功能的改变可能导致其从缺血状态转变为非缺血状态，尤其当CTO-PCI术前供血血管处于缺血临界值的状态。定量血流分数（quantitative f low ratio，QFR）是一种基于三维冠状动脉造影重建与血流动力学分析无创计算血流储备分数的技术，与FFR相比在线诊断精度可达86.8%～92.7%［9-10］。本研究应用无创FFR分析方法探讨CTO-PCI对供血血管QFR的影响，为供血血管临床PCI策略提供可能的指导意义。

1 对象与方法

1. 1 研究对象

回顾性收集上海交通大学医学院附属瑞金医院2017年7月至2021年1月成功行PCI的CTO病变患者30例。入选标准：（1）单支血管CTO病变；（2）CTO病变成功开通；（3）存在可见的侧支血管充盈；（4）供血血管存在轻度或中度原位病变（目测直径狭窄率30%～70%）；（5）供血血管在CTO-PCI术前后存在两个合适的造影投照体位，且体位差≥25°。排除标准：（1）造影质量差，无法描绘管腔；（2）过度短缩或者重叠；（3）严重的介入耗材伪影；（4）既往行冠状动脉旁路移植术。

1. 2 资料收集

（1）基本临床资料，包括人口学特征、冠心病危险因素等。（2）血管病变特征，包括闭塞血管、供血血管、病变特征、侧支循环情况等。

1. 3 相关定义

冠状动脉CTO病变是指冠状动脉造影影像上显示血管完全闭塞，心肌梗死溶栓治疗试验（thrombolysis in myocardial infarction，TIMI）血流分级Ⅰ或0级且闭塞时间＞3个月的冠状动脉病变。闭塞时间结合临床心绞痛症状、靶血管区域心肌梗死加重时间及既往造影结果等估算。手术成功定义为目测残余直径狭窄率＜20%，远端前向TIMI血流分级Ⅲ级［3，11］。侧支循环等级评估采用Rentrop分级［12］：Rentrop 0级，没有任何可见的侧支血管充盈；Rentrop 1级，动脉侧支血管充盈但心外膜节段不可见；Rentrop 2级，心外膜动脉被侧支血管部分充盈；Rentrop 3级，心外膜动脉被侧支血管完全充盈。根据Rentrop分级将所有患者分成两组，Rentrop 1～2级患者定义为侧支循环欠发达组（17例），Rentrop 3级患者定义为侧支循环发达组（13例）。

1. 4 QFR分析

1. 4. 1 QFR计算原理 QFR的计算原理与FFR类似，定义为当前冠状动脉为下游心肌提供的最大血流量（QS

max）与假设冠状动脉完全健康时提供的最大血流量（QNmax）之比。由于使用微循环扩张药物，如腺苷或腺苷三磷酸等，在心肌最大充血状态时冠状动脉微循环阻力达到最小极限值，心肌血流量与灌注压呈线性相关，因此可用冠状动脉远端压力（Pd）与冠状动脉开口压力（Pa）的比值近似代表血流量的比值［13］。QFR最大充血状态下血流速度可通过计算冠状动脉造影过程中对比剂充盈的平均血流速度转换得到，结合三维重建获得管腔形态变化参数，通过血流动力学分析可计算冠状动脉病变节段内压力阶差，进而得到QFR值。根据最大充血血流速度获得方式不同，QFR的计算有三种不同的血流模型［14］：（1）固定血流模型QFR（fixed-flow QFR，fQFR），以大量FFR研究数据为基础得到血流速度经验值；（2）对比剂血流模型QFR（contrast-flow QFR，cQFR），从常规冠状动脉造影影像上运用TIMI计帧法获得平均血流速度（可反映患者真实的个体特异性血流），模拟计算得到最大充血血流速度；（3）药物诱导充血血流模型QFR（adenosine-flow QFR，aQFR），应用腺苷等微循环扩张药物诱导达到最大充血状态，造影影像上运用TIMI计帧法计算充血血流速度。本研究分别计算了供血血管fQFR及cQFR。

1. 4. 2 QFR分析步骤 （1）导管室采集标准冠状动脉造影影像；（2）将两个体位差＞25°的造影数据通过医院影像数据传输系统输送到AngioPlus测量系统［博动医学影像科技（上海）有限公司］；（3）影像分析员在线分析完成冠状动脉血管的分割、三维重建与血流动力学计算；（4）实时快速计算QFR。

1. 5 统计学分析

应用SPSS 22.0统计软件进行数据分析。采用Kolmolgorov-Smirnov检验评估连续性变量的正态性，连续性变量以（x-±s）表示，采用独立样本t检验或配对样本t检验。分类变量以频数或百分比表示，采用卡方检验或者Fisher精确概率法检验。采用单因素方差分析比较总体样本术前fQFR、cQFR及术后cQFR的差异。采用简单相关分析初步筛查CTO-PCI前后QFR值变化的影响因素，再用多元线性回归分析CTOPCI前后QFR值变化（cQFRpost-cQFRpre）的独立预测因素。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2. 1 患者基线资料情况

共纳入30例患者，分别于CTO-PCI前后应用QFR进行分析。其中24例（80.00%）为男性，平均年龄为（61.27±9.09）岁，平均体重指数为（24.43±3.62）kg/m2，吸烟12例（40.00%），高血压病23例（76.67%），糖尿病5例（16.67%），高脂血症2例（6.67%），既往PCI史5例（16.67%），既往心肌梗死史5例（16.67%），多支血管病变23例（76.67%），平均左心室射血分数为（62.57±9.90）%。侧支循环欠发达组和侧支循环发达组上述各项指标比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05，表1）。30例患者中，左前降支闭塞9例（30.00%），右冠状动脉闭塞21例（70.00%）；供血血管：左前降支21例（70.00%），右冠状动脉9例（30.00%）；病变类型：局限性病变1例（3.33%），管状病变11例（36.67%），弥漫性病变18例（60.00%）；供血血管平均直径狭窄率为（46.45±12.83）%。两组患者上述血管病变特征指标比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05，表2）。

表1 两组患者临床基线资料比较

2. 2 CTO-PCI对供血血管QFR值的影响

30例患者供血血管CTO-PCI术后cQFRpost较cQFRpre显著升高［（0.74±0.17）比（0.69±0.19），P＜0.001］，cQFRpost与fQFRpre相比差异无统计学意义［（0.74±0.17）比（0.75±0.17），P=0.106］，三组样本（fQFRpre、cQFRpre与cQFRpost）总体比较，差异有统计学意义（P＜0.001，图1）。对于不同的侧支循环分组，cQFRpost均显著高于cQFRpre［侧支循环欠发达组：（0.71±0.21）比（0.74±0.20），P＜0.001；侧支循环发达组：（0.68±0.18）比（0.75±0.14），P＜0.001］。虽然两组cQFRpre［（0.71±0.21）比（0.68±0.18），P=0.752］与cQFRpost［（0.74±0.20）比（0.75±0.14），P=0.868］比较差异无统计学意义，但其CTO-PCI前后供血血管QFR差值（cQFRpost-cQFRpre）比较，差异有统计学意义［（0.03±0.03）比（0.07±0.05），P=0.036］。

2. 3 影响CTO-PCI前后供血血管cQFR变化的因素

对患者临床基线资料、血管病变特征与CTOPCI前后cQFR变化作简单相关分析，结果显示：年龄（r=-0.07，P=0.724）、性别（r=0.16，P=0.322）、体重指数（r=0.04，P=0.820）、吸烟（r=0.25，P=0.110）、高血压病（r=-0.26，P=0.106）、糖尿病（r=0.09，P=0.576）、高脂血症（r=-0.01，P=0.967）、既往PCI史（r=0.06，P=0.695）、既往心肌梗死史（r=0.25，P=0.110）、左心室射血分数（r=-0.25，P=0.183）、供血血管（r=-0.15，P=0.351）及病变类型（r=0.22，P=0.097）与cQFR变化无相关关系，病变血管支数（r=0.31，P=0.049）、直径狭窄率（r=0.39，P=0.034）及Rentrop分级（r=0.32，P=0.043）与CTO-PCI前后cQFR变化显著相关。我们随后建立了多元线性回归模型，将单变量分析中P＜0.10及临床上考虑与QFR计算相关的因子纳入分析模型中，在校正了供血血管（左前降支和右冠状动脉）、病变类型（局限性病变、管状病变和弥漫性病变）、直径狭窄率和病变血管支数（单支病变、两支病变和多支病变）之后，结果显示Rentrop分级是CTO-PCI前后cQFR变化的独立预测因素（β=0.36，P=0.043，表3）。

表2 两组患者血管病变特征指标比较

图 1 慢性完全闭塞病变行经皮冠状动脉介入治疗前后fQFRpre、cQFRpre、cQFRpost 的差异

表3 多元线性回归分析慢性完全闭塞病变PCI 前后cQFR 变化值的预测因子

3 讨论

本研究提示，CTO-PCI术后供血血管QFR值显著升高，总体上相比于PCI术前QFR值增加了0.05。多元线性回归分析表明，CTO-PCI术前Rentrop分级是影响供血血管QFR值变化的独立预测因素。侧支循环发达组供血血管QFR差值显著高于侧支循环欠发达组。

在伴有CTO病变的患者中，供血血管向闭塞血管远段提供侧支循环，以维持CTO病变远段心肌的活性［4，15］。除此之外，供血血管还要为其自身心肌区域供血，故CTO-PCI术前供血血管血供范围扩大致其QFR值降低；CTO病变成功开通后，闭塞血管的远段恢复血流灌注，使远段侧支供血量和心肌血流灌注量减少，供血血管自身供血范围缩小［6-7］，QFR值升高。

近年来多个研究发现CTO-PCI术后供血血管FFR值显著升高［16-19］。而另有研究发现，供血血管FFR值在CTO病变开通即刻无明显变化，数月后才明显升高［8］。这可能与即刻侧支循环未完全关闭有关［20-21］。因此，术前和术后即刻供血血管FFR对PCI策略带来很大影响，尤其是伴有临界病变或FFR接近缺血界值时，更需谨慎解读其真正的临床意义。

而QFR是一种基于冠状动脉造影影像无创计算FFR的方法，无需血管扩张药物诱导最大充血状态，采用造影影像上计帧法获得个体特异性血流，且对于左主干、左前降支、右冠状动脉及左回旋支有不同的算法模型。一项来自日本的专家共识认为，QFR可应用于非梗死相关动脉临床PCI的术前评估［22］。CTO病变开通即刻患者可能存在着微循环功能障碍［23］。QFR以无创的方法模拟微循环充分扩张状态下最大充血血流速度，微循环功能障碍可能对QFR计算影响较小［24］。

本研究发现，Rentrop分级是CTO-PCI术前、术后供血血管QFR值变化的独立预测因素。Rentrop分级常被应用于评估侧支循环的优劣［12］，其评分越高代表侧支循环越好，供血血管供血范围越广。本研究根据Rentrop评分的高低将所有患者分成侧支循环发达组和侧支循环欠发达组，对于不同的分组，供血血管术后QFR值均显著大于术前，这与CTO-PCI术后供血范围的减少存在很大关系［6-7］。且侧支循环发达组QFR值的变化显著高于侧支循环欠发达组，侧支循环发达意味着供血动脉供应的心肌面积更大，CTO病变开通后由于血供的骤减，QFR值的变化大于侧支循环欠发达组。本研究纳入分析的患者中有5例CTO-PCI术前供血血管QFR值处于灰区（0.75～0.80），当Rentrop评分为3级时，开通后供血血管QFR值呈阴性。提示对于侧支循环发达的患者，术前QFR处于缺血临界值可推迟PCI，先进行CTO病变的血运重建。对于Rentrop 1级、2级的人群，本研究未观察到QFR值变化显著的差异性，可能受限于纳入的样本量及供血范围相对较小。

本研究存在一定的不足之处：本研究属于回顾性研究，存在选择偏倚性；缺少冠状动脉缺血狭窄金标准FFR作为参考；未对CTO-PCI手术前后的微循环功能进行评估；尽管分析结果显示差异有统计学意义，但纳入分析的样本量有限，未来仍需要大样本来验证结果的可靠性。

总之，CTO-PCI术后供血血管QFR值显著升高，Rentrop分级可预测QFR值变化，对于CTO-PCI术前处于缺血临界值的供血血管，开通CTO病变具有较大的临床价值。