张瑞涛 徐昕晔 何立芸 米琳 郭丽君

目前研究表明，血流储备分数（fractional flow reserve，FFR）指导的血运重建治疗与冠状动脉造影（coronary angiography，CAG）指导的血运重建治疗相比，能够达到更好的临床结局和卫生经济学效益。国内外众多指南推荐FFR指导冠状动脉临界、多支病变的血运重建策略［1］。FFR被定义为在心肌微循环最大充血状态下病变冠状动脉内远段的压力与其口部压力的比值，因此，检测FFR必须使用血管扩张药诱发冠状动脉微循环发生最大充血。腺苷为目前最广泛使用的血管扩张药［2］。但是，腺苷的药理作用使部分患者，如哮喘、低血压、心动过缓等患者，不能安全地接受FFR的检测。此外，检测过程中呼吸困难等不适反应也使患者不愿意重复接受FFR检测；再者，腺苷的额外医疗费用和静脉穿刺等操作时间的延长也限制了FFR的临床广泛应用［3］。

为了克服FFR的局限性，基于FFR的检测原理，一些新兴的非血管扩张药依赖的冠状动脉功能学指标不断涌现，其中瞬时无波形比值（instantaneous wave-free ratio，iFR）已被iFR-SWEDEHEART研究［4］和DEFINE-FLAIR研究［5］证实指导经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention，PCI）临床疗效非劣效于FFR。在2018年欧洲心脏病学会（European Society of Cardiology，ESC）/ 欧洲心胸外科学会（European Association for Cardio-thoracic Surgery，EACTS）心肌血运重建指南中获得了与FFR同样的应用推荐［1］。定量血流分数（quantitative f low ratio，QFR）既不需要压力导丝，也不需要血管扩张药，可视为导管术内的无创功能学指标。目前研究表明，iFR和QFR与FFR均有较高的诊断一致率，表现出优异的替代FFR进行冠状动脉功能学评估的潜力［6-9］。然而，直接比较二者诊断一致率的研究较少，且研究结论并不一致，国内缺乏相关研究。本研究旨在进一步比较iFR和QFR与FFR的诊断一致率，并分析iFR和QFR的关系以及二者联合应用的价值。

1 对象与方法

1. 1 研究对象

回顾性入选2015年5月至2020年6月于北京大学第三医院因冠心病行CAG并同时接受FFR和iFR检测的74例患者。接受多支病变FFR和iFR检测的患者仅纳入首次进行检测的血管病变。FFR和iFR检测适应证为CAG血管直径狭窄程度30%～70%的临界病变或直径狭窄＜90%无心肌缺血客观证据的病变。排除标准：（1）左或右冠状动脉开口病变；（2）冠状动脉旁路移植术后患者；（3）急性心肌梗死发病7 d以内；（4）心力衰竭（纽约心脏病协会心功能分级Ⅲ～Ⅳ级）；（5）有创血压检测收缩压≤90 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）；（6）心率≤60次/分；（7）哮喘病史；（8）估算的肾小球滤过率（estimated glomerular f iltration rate，eGFR）＜30 ml/（min · 1.73 m2）。

1. 2 研究方法

1. 2. 1 资料收集 通过电子病历系统收集患者人口学数据、冠心病危险因素、临床合并症。由两位经验丰富、对冠状动脉功能学检测结果不知情的研究人员对入选患者CAG图像进行定量冠状动脉分析（quantitative coronary analysis，QCA），记录病变部位、参考血管直径（reference diameter，RD）、直径狭窄（diameter stenosis，DS）、面积狭窄（area stenosis，AS）、最小管腔直径（minimal lumen diameter，MLD）和病变长度（lesion length，LL）等解剖学指标。

1. 2. 2 冠状动脉功能学检测 所有FFR和iFR检测均由有功能学检测经验的介入医师完成。iFR和FFR检测使用Volcano S5（美国Volcano corporation公司）冠状动脉腔内生理记录分析仪和其配套压力导丝。术中检测流程参照《中国冠状动脉血流储备分数测定技术临床路径专家共识》［10］。在冠状动脉内注射硝酸甘油排除冠状动脉痉挛后，首先进行iFR检测，以冠状动脉内压力曲线上的重搏切迹为舒张期开始，以专用软件测量无波形间期（舒张期开始后的25%至舒张期结束前5 ms）内的远段冠状动脉平均压（Pd during wave free period）和冠状动脉口部平均压（Pa during wave free period）。iFR=Pd during wave free period/Pa during wave free period。随后经肘正中静脉以140 μg/（kg · min）流速输注腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）诱发微循环最大充血状态（持续2～4 min，动脉收缩压下降20 mmHg左右），压力曲线稳态后压差最大时的Pd和Pa比值，即FFR值。以iFR≤0.89、FFR≤0.80为判断心肌是否存在缺血的临界值。结果通过造影报告、冠状动脉手术记录本、测量图像进行追溯。QFR检测由经过厂家培训且对FFR和iFR结果不知情的研究人员完成。原始CAG图像导入AngioPlus系统［博动医学影像科技（上海）有限公司］，选取靶血管图像清晰、角度差至少＞25°的两幅CAG图像，描记血管轮廓，系统自动进行血管重建，采用数帧法进行测量，系统自动计算血管QFR。以QFR≤0.80为判断心肌是否存在缺血的临界值。

1. 3 统计学分析

计量资料通过Kolmogorov-Smirnov法进行正态分布检验，非正态分布的计量资料用中位数（四分位数间距）［M（Q1，Q3）］表示，组间比较采用Mann-WhitneyU秩和检验；符合正态分布的计量资料用（x-±s）表示，组间比较采用t检验；计数资料用例数和百分比描述，组间比较采用Chi-Square检验或Fisher精确概率法检验。正态分布计量资料间的相关性分析应用Pearson相关性检验，非正态分布计量资料间的相关性分析应用Spearman相关性检验。采用Bland-Altman分析QFR、iFR与FFR的一致性。以FFR≤0.80作为判断存在心肌缺血的金标准，对iFR和QFR进行受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线分析，计算曲线下面积（area under curve，AUC），比较二者AUC和诊断一致率。ROC曲线分析通过Medcal 15.2软件完成，其余所有统计学操作均通过SPSS 22.0软件完成。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2. 1 患者基线临床特征

共有73例患者同时进行了iFR和FFR检测，其中11例患者不符合QFR检测条件，原因分别为左主干病变（6例）、血管过度迂曲（2例）、缺少角度差＞25°的CAG图像（3例）。行QFR检测的62例患者基线数据见表1。

2. 2 iFR、QFR与FFR的相关性及诊断一致率

相关性分析显示，iFR、QFR均与FFR呈显著线性相关关系，其中iFR与FFR的相关系数r=0.773，95%CI0.649～0.857，P＜0.001；QFR与FFR的相关系数r=0.626，95%CI0.445～0.757，P＜0.001（图1）。Bland-Altman分析表明iFR、QFR与FFR均具有较高的一致性，其中iFR与FFR差值的平均值为（0.1173±0.0525），95%一致性界限：0.0114～0.2201，QFR与FFR差值的平均值为（0.0258±0.0788），95%一致性界限：-0.1287～0.1803（图2）。QFR对应FFR≤0.80的AUC为0.859（95%CI0.748～0.935），敏感度为69.6%，特异度为87.5%，阳性预测值为94.1%，阴性预测值为50.0%，诊断一致率为74.2%；iFR对应FFR≤0.80的AUC为0.875（95%CI0.766～0.945），敏感度为75.6%，特异度为88.2%，阳性预测值为94.4%，阴性预测值为57.7%，诊断一致率为79.0%（图3）。iFR和QFR对应FFR≤0.80的AUC和诊断一致率差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

表1 62 例患者基线临床特征

2. 3 QFR与iFR相关性及诊断一致率

图 1 iFR、QFR 与FFR 相关性分析

图 2 iFR、QFR 与FFR 的Bland-Altman 分析

iFR和QFR 相关性较弱（r=0.396，95%CI0.162～0.587，P=0.0015，图4）。QFR与iFR差值的平均值为（-0.09145±0.09349），95%一致性界限：-0.27470～0.09179（图5）。QFR对应iFR≤0.89的AUC为0.663（95%CI0.524～0.801，P=0.028），分别以iFR≤0.89和QFR≤0.80为判断缺血的临界值，QFR的敏感度为70.5%，特异度为57.1%，阳性预测值为66.7%，阴性预测值为61.5%，诊断一致率为64.5%（图6）。

图 3 iFR 和QFR 预测FFR 的ROC 曲线

图 4 QFR 与iFR 的相关性分析

图 5 QFR 与iFR 的Bland-Altman 分析

图 6 QFR 预测iFR 的ROC 曲线

2. 4 QFR与iFR联合诊断策略

22例患者iFR与QFR诊断结果不一致。iFR阴性、QFR阳性12例，其中FFR阳性10例，FFR阴性2例；iFR阳性、QFR阴性10例，其中FFR阳性8例，FFR阴性2例。40例患者iFR与QFR诊断结果一致。16例患者iFR、QFR均阴性，其中FFR阳性3例，FFR阴性13例；24例患者iFR、QFR均阳性，FFR也均为阳性。

QFR与iFR均具有较高的阳性预测值，若采取QFR、iFR联合诊断策略，即对患者首先进行QFR检测，QFR检测阳性者判定为存在心肌缺血，若QFR检测阴性继续进行iFR检测，iFR检测阳性者亦判定为存在心肌缺血，若二者阴性则判定为不存在心肌缺血。这种联合应用使得与FFR的诊断一致率提高到88.7%，并使58.1%的患者避免进行压力导丝操作。

3 讨论

FFR是经典的冠状动脉病变功能学评价指标，大量循证医学证据均支持FFR指导冠心病治疗策略决定。2019年发表的《中国冠状动脉血流储备分数测定技术临床路径专家共识》［10］指出，FFR的适应证不仅包括稳定性冠心病的临界、多支病变，还包括不稳定型心绞痛的临界和多支病变、急性非ST段抬高型心肌梗死和发病时间＞7 d的急性ST段抬高型心肌梗死的非罪犯血管评估。本研究纳入的研究对象以不稳定型心绞痛患者为主，同时纳入了稳定型心绞痛患者、发病时间＞7 d的急性心肌梗死患者。然而，血管扩张药的不良反应和相关费用制约了FFR的广泛应用。针对美国CAG与美国心血管造影和介入学会会员的一份调查问卷显示，临床实践中FFR的应用比例低于1/3［11］。因此，基于FFR的理论基础，一些相对简化检测程序的冠状动脉功能学指标不断问世，iFR、QFR是目前研究证据最为充分的两个替代指标。iFR和QFR均避免了使用血管扩张药，QFR同时还不需使用压力导丝，明显降低了医疗费用和操作风险。

心脏舒张期开始后的25%至舒张期结束前5 ms为心动周期中的无波形时段，心肌微循环阻力达到最低且相对恒定，与应用血管扩张药后的平均微循环阻力相似。这一生理现象吻合了药物诱发微循环最大扩张的假设，因此，此时间段测得的跨病变压力比值类似于FFR，被定义为iFR［12］。多数临床研究中与FFR≤0.80对应的iFR临界值为0.87～0.89，AUC为0.86～0.90，与FFR诊断一致率为80%～83%［13-15］。本研究结果与现有研究一致。

通过CAG图像可进行冠状动脉血管树的三维重建，并获得冠状动脉血流速度信息，利用计算机软件可获得QFR数值。QFR检测无需使用血管扩张药和压力导丝，耗时低于FFR（平均时间分别为5 min和7 min）。以FAVOR系列研究为代表的临床研究均采用QFR≤0.80为判断心肌缺血的临界值，结果表明AUC为0.78～0.96，与FFR诊断一致率为78.5%～94.4%［16］。本研究QFR与FFR的诊断一致率接近但略低于先前报道的结果，不除外病例数少和回顾性测量QFR的原因。

目前对比iFR和QFR诊断准确率的研究较少，研究结论并不一致。本研究在国内率先对QFR和iFR诊断准确率进行了分析，结果表明二者与FFR的诊断一致率和AUC差异均无统计学意义，提示以FFR为金标准，二者评估心肌缺血的准确性基本一致。但另外两个研究直接比较了iFR和QFR与FFR的诊断一致率，研究结论与本研究不一致。Emori等［8］在100例冠状动脉临界病变中同时进行了iFR、QFR和FFR检测，结果表明QFR与FFR诊断一致率高于iFR（94%比74%）。Mehta等［7］在85例冠状动脉病变中进行了上述指标检测，QFR预测FFR≤0.80的AUC显著优于iFR（0.947比0.770，P＜0.01）。上述两个研究均为小样本量的单中心回顾性研究，缺乏前瞻性研究证据支持。Dai等［17］109例患者的185处病变同时进行了iFR、QFR、FFR和正电子发射计算机断层显像（positron emission tomography/computer tomography，PET/CT）检查，以PET/CT为判定心肌缺血的金标准，结果表明QFR的诊断准确率低于FFR和iFR。一篇Meta分析纳入了28篇研究（iFR的19篇和QFR的9篇）的8213处病变，结果表明QFR与iFR预测FFR≤0.80的AUC差异无统计学意义［18］，与本研究结论一致。目前研究证据均来自单中心、小样本研究和Meta分析，iFR与QFR诊断准确性的比较仍需更大规模前瞻性研究进行验证。

本研究中iFR和QFR均表现出与FFR较强的线性相关关系，但QFR与iFR相关性较弱，QFR预测iFR≤0.89的AUC较小，二者诊断一致率较低。Hwang等［6］分析了182例稳定性冠心病（253处病变）和82例急性冠状动脉综合征患者（105处非罪犯病变），QFR与FFR相关性明显优于与iFR的相关性（r=0.863与r=0.740，均P＜0.001），QFR预测FFR≤0.80的AUC显著优于QFR预测iFR≤0.89的AUC（0.953比0.880，P＜0.001），支持本研究结论。另外一项前瞻性研究在150例冠状动脉临界病变中分析了QFR与iFR的关系［9］，以iFR≤0.89和QFR≤0.80为判断缺血的临界值，QFR敏感度为85%，特异度为83%，阳性预测值为72%，阴性预测值为91%，与本研究类似。上述诊断指标均低于以FFR≤0.80为判断心肌缺血标准获得的QFR相关指标。因此，尽管iFR与QFR均基于FFR的理论假设并分别与FFR相关性较好，但二者之间相关性和诊断一致率均较低，提示两个指标的理论模型和操作实践的不同可能使其对同一病变得出不一致的分析结论。

目前尚无任何一种非血管扩张药依赖的冠状动脉功能学指标能够达到与FFR相似的准确率，为了在保证诊断准确率的同时达到减少血管扩张药应用的目的，基于本研究中iFR和QFR较高的阳性预测值（均约94%），我们首次提出了iFR和QFR联合诊断的策略。这种联合应用使得在避免使用血管扩张药的情况下诊断准确率达到约88.7%，同时也使超过一半的患者避免了压力导丝的应用，既减少了压力导丝操作耗时和风险，又降低了压力导丝相关的临床费用。但本研究样本量较小，期待更大规模的临床研究对该诊断策略进行进一步验证。

综上，iFR与QFR评估冠状动脉临界病变具有相似的诊断准确率，但二者相关性较弱。联合诊断策略可进一步提高诊断准确率。但由于本研究为回顾性研究，样本量较小；同时，仅纳入患者首次进行功能学检测的血管资料，存在一定选择偏倚；最后，QFR均为回顾性检测，难以反映其临床使用准确情况。因此，研究结论尚需更大规模的前瞻性研究验证。