兩種基于冠狀動脈造影圖像預測心肌血流儲備分數方法的對比研究

雙東思 汪敏 郭卉 蘇晞 宋丹 夏成雨

冠狀動脈造影(coronary angiography，CAG)是診斷冠心病的金標準，但CAG 存在固有的缺陷，不能準確反映血流動力學改變。心肌血流儲備分數(flow reserve fraction，FFR)能準確地評價病變的血流動力學變化，是一個反映心肌缺血的可靠指標，成為診斷多支病變和指導其治療方案抉擇的新理想指標。近期的DEFER 研究［1］、FAME 系列研究［2］等結果證實了基于FFR 的經皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)預后得到改善。對于無缺血證據或FFR≥0.8 的狹窄病變首先考慮藥物治療，對FFR ＜0.8 的狹窄病變應行功能性完全血運重建。但FFR 測定增加手術時間和手術費用，臨床應用受到很大限制。因此，開發一種簡便的替代工具，能充分利用造影各項相關指標，識別功能顯著病變，改善臨床預后很有必要。

目前，用于預測FFR 的方法有3 種:柏肅葉等式、FAST 評分和密度法。密度法相對準確，特別是相對FFR，但計算繁瑣，需要相應的軟件作支撐，相對FFR 的計算需要正常的參考血管，不適合于多支血管病變。因而可采用前2 種方法估測病變血管FFR，但兩種方法哪個更優，尚未見相關研究進行直接對比。因此，本研究比較柏肅葉等式和FAST 評分兩種方法預測FFR 的差異。

1 對象與方法

1.1 研究對象

入選2009 年1 月1 日至2014 年12 月1 日在武漢亞洲心臟病醫院行CAG 及FFR 測定的患者80 例。入選標準:18 ～80 歲男性或未懷孕婦女、CAG目測法發現狹窄程度為50% ～70%的臨界病變患者。排除標準:急性ST 段抬高心肌梗死、心臟瓣膜病、心肌病或嚴重心功能不全(左心室射血分數≤30%)及其他嚴重合并癥患者。

1.2 收集資料

收集患者一般臨床資料，包括年齡、性別、身高、體重、既往高血壓病史、糖尿病史、高血脂史、吸煙史、腎病史、外周血管病史、腦血管病史和臨床診斷等資料。CAG 檢查目測法評估狹窄程度，入選冠狀動脈病變狹窄程度為50% ～70%的臨界病變患者，同時計算病變長度(lesion length，LL)/［最小管腔直徑(minimal lumen diameter，MLD)］4和FAST 評分。

1.3 CAG 及QCA 分析

CAG 及PCI 遵循2011 年美國心臟協會/美國心臟病學院(AHA/ACC)PCI 指南，使用5 F、6 F 或7 F 造影導管，經橈動脈或股動脈入徑，完成8 個標準體位CAG。采用目測法入選CAG 術中狹窄50% ～70%的病變，記錄血管病變數及冠狀動脈血管分布類型。采用思創科技(Create Life)醫學影像工作站V3.1 版進行QCA 分析;選擇舒張末期圖像進行分析;不同節段的病變均在病變暴露最清晰的CAG 體位下分析。所有QCA 分析均由專業人員獨立進行。主要測量參數:參考血管直徑(reference vessel diameter，RVD)、直徑狹窄百分比(percentage diameter stenosis，DS)、MLD 及LL。

1.4 評分方法

1.4.1 柏肅葉等式 柏肅葉等式即LL/MLD4，以LL/MLD4=12 為截斷值:截斷值≤12，預測FFR≥0.8。

1.4.2 FAST 評分 設計了4 個參數:(1)模糊病變(2 分)，定義為血管造影上對比劑密度不均勻，邊界不清楚或呈毛玻璃樣改變的病變部位;(2)多支病變(1 分)，定義為CAG 證實直徑≥2 mm 的主要冠狀動脈中有2 支及以上的血管狹窄程度≥50%;(3)病變長度超過20 mm(1 分);(4)QCA 法測定狹窄直徑，＜40.0%，0 分;40.0% ～49.9%，1 分;50.0% ～59.9%，2 分;≥60.0%，3 分，每個病變最大積分為7 分，其截斷值為3 分，≥3 分，FFR ＜0.8;＜3 分，FFR≥0.8。

1.5 FFR 測定

采用專用FFR 壓力導絲系統(圣猶達醫療器械有限公司)測量FFR。入選CAG 目測血管狹窄程度為50% ～70%的病變，用生理鹽水充盈導絲套管后，保持壓力傳感器位置與患者心臟水平，用多導生理儀校零。采用6 F 指引導管，壓力感受器置于指引導管開口，撤出導引針，再次校準。校準后將壓力導絲送入靶血管遠段，待壓力曲線讀數穩定后，靜脈快速輸注腺苷三磷酸140 μg/(kg·min)，誘發最大充血狀態。給藥90 s 后達到最大充血狀態，血壓下降10% ～15%。若血壓無明顯變化，再次檢查輸液泵設置、靜脈通路是否通暢、藥物有效期和配置方法等排除干擾。給藥過程中密切注意觀察有無不良反應，如房室傳導阻滯、低血壓、心悸、呼吸困難、胸悶等癥狀，如有立即停止用藥。給藥結束后繼續記錄30 s，取最低FFR 值為最終測量結果。當同一支冠狀動脈存在多處病變時，采用Pullback 技術，在冠狀動脈達最佳充盈時間通過緩慢后撤壓力導絲測得各處病變的數值，根據FFR 數值和壓力曲線的分析判斷罪犯病變。術中如FFR ＜0.8，行PCI;如FFR≥0.8，則行藥物保守治療。

1.6 統計學分析

所有數據采用SPSS 19.0 進行分析。采用頻數表和構成比描述入選患者的分值分布情況。每種評分方法對FFR 的預測效果采用ROC 曲線法進行衡量，曲線下面積的比較采用Hanley 等［3］提出的方法。以P ＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基線資料情況

入選80 例患者中，男54 例(67.5%)，漢族78 例(97.5%)，回 族2 例(2.5%)，平 均 年 齡(62.2 ±8.5)歲，平均身高(164.4 ±8.1)cm，平均體重(66.3 ± 11.5)kg，對 比 劑 平 均 劑 量(161.9 ±41.5)ml，具體資料見表1。

2.2 CAG 特點及兩種評分

將入選患者的CAG 特點及評分特點進行描述，結果見表2 及表3。

表1 80 例患者臨床資料特點

表2 80 例患者冠狀動脈造影特點

表3 兩種評分及血管狹窄程度的特點

2.3 兩種評分方法預測FFR 值的比較

將3 種預測方法的預測效果進行對比，生成ROC 曲線，并對曲線下面積進行比較。FAST 評分曲線 下 面 積 為(0.505 ± 0.065，P = 0.948)，LL/MLD4曲 線 下 面 積 為(0.674 ± 0.065，P =0.017);血管直徑狹窄率曲線下面積為(0.482 ±0.068，P=0.804，圖1)。血管直徑狹窄度曲線下面積為0.482，不能預測FFR ＜0.8;FAST 評分曲線下面積為0.505，具有較低的準確性，但差異無統計學意義(P =0.948)，故不能認為其有預測價值;而LL/MLD4具有一定的預測能力，但是其準確性仍比較差(LL/MLD4＜0.7)。

圖1 FAST 評分、LL/MLD4 及血管直徑狹窄率預測效果的ROC曲線 LL，病變長度;MLD，最小管腔直徑

3 討論

1993 年Pijls 等［4］提出了測定冠狀動脈內壓力評價冠狀動脈FFR，FFR 可以識別引起心肌缺血的靶血管和靶病變。FAME 研究［2］顯示以FFR 為指導的PCI 組主要不良心血管事件(MACE)發生率顯著低于以CAG 檢查為指導的PCI 組。臨床上已經將FFR ＜0.8作為心肌缺血的金標準，但FFR 增加手術時間和手術費用，在臨床應用中受到很大限制。

Molloi 等［5-7］考慮增加生理和病理局限，證實使用密度法準確測量冠狀動脈血流量和管腔體積的可行性。2012 年Molloi 等［8］結合冠狀動脈CT 三維重建證實了使用頂點管腔體積推算充血狀態下正常血流量的準確性和有效性。該方法相對準確，特別是相對FFR。Zhang 等［9］在豬動物模型上證實相對FFR(FFRa)跟標準FFR(FFRq)線性相關(FFRa =0.86FFRq +0.05，r =0.90，P ＜0.0001)，但計算繁瑣，需要相應的軟件作支撐，相對FFR 的計算需要正常的參考血管。

2012 年Jaffe 等［10］提出柏肅葉等式的方法，即LL/MLD4，LL/MLD4=12 為截斷值，截斷值≤12 時預測FFR≥0.8，其特異性為94%，陰性預測值為82%。其方法優于傳統的CAG 測量血管直徑狹窄率。2011 年Hoole 等［11］開發出新的FFR 造影評分工具(FAST 評分)。FAST 評分是一個簡單的評分工具。FAST ＞3 分的敏感性為87.50%，特異性為80.52%，陽性預測值為93.94%，陰性預測值93.94%，準確性為82.97%。這兩種方法相對比較簡單，但其準確性值得探索。本研究比較了血管直徑狹窄率、FAST 評分及柏肅葉等式3 種方法用于預測FFR ＜0.8，結果證實，血管直徑狹窄率及FAST評分均不能預測FFR ＜0.8，僅僅LL/MLD4顯示一定的準確性，但是預測能力仍較差。FAST 評分考慮血管狹窄程度、模糊病變、病變長度等因素。模糊病變的原因很多，對血流量的影響千差萬別，如鈣化病變或血栓性病變，導致結果變異大。而LL/MLD4考慮的因素仍然為最小管腔直徑及病變長度，這些因素本身為二維影像數據，用于評估血流量存在很大的誤差，并且未考慮側支循環等因素，最終導致預測效能下降。因此，需要更準確的方法來預測FFR，密度法估測FFR 或許更值得期待。

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