血管内超声和血流储备分数在冠状动脉介入治疗中的应用比较

北京大学人民医院  刘健，曹成富，王伟民

    冠状动脉造影是传统的评价冠状动脉病变位置、病变程度的方法，是冠心病诊断的“金标准”。但冠状动脉造影也存在一些局限性，冠状动脉造影仅能提供被造影剂充填的管腔轮廓，而不能直接评价病变斑块的性质，而且对结果的评价在不同观察者之间也存在一定的差异。血管内超声（intravascular ultrasound，IVUS）的出现使得对病变的组织学层面分析成为可能，它除了可显示管腔形态之外，还可以初步确定粥样硬化斑块的组织形态学特点，同时可发现冠状动脉造影所不能发现的早期动脉粥样硬化病变。然而，IVUS与冠状动脉造影均无法对冠状动脉的生理功能做出评价。1993年，Pijls ^[1]等人率先提出了血流储备分数（fractional flow reserve，FFR）的概念，FFR是第一个评价冠状动脉狭窄病变对血管功能影响的指标。

    1 FFR的基本原理

    正常冠状动脉中血液动能在冠状动脉近端和远端基本一致，能量丢失少，因此近端和远端的压力也保持不变，随着心外膜冠状动脉病变不断进展，狭窄不断加重，血液动能转化为热能，因此病变远端压力的降低反应了血液能量的丢失。FFR指存在狭窄病变的冠状动脉所供心肌区域能获得的最大血流量与同一区域无狭窄情况下的所能获得的最大血流量之比，FFR提示狭窄病变对血流影响的程度。当FFR为0.6时，就意味着该冠状动脉的狭窄程度使通过此冠脉的血流量减少至正常的60%。

    FFR可以用公式表示为FFR=Pd/Pa（Pd：最大充血状态下狭窄远端冠状动脉平均压；Pa：最大充血状态下主动脉平均压）。可以通过使用0.014英寸压力导丝测定狭窄远端冠状动脉压力水平，近端冠状动脉压力水平可以通过导引导管测定。同时，冠状动脉内注射腺苷以获得冠状动脉最大充血反应。相对于CFR（coronary flow reserve），FFR不受心率、血压、心室收缩力、陈旧心梗病史等因素影响。

    Pijls^[2]等人研究发现：若病变血管FFR<0.75时可有心肌缺血症状，并且和一些非侵入性检查（运动试验、核素扫描、负荷超声心动检查）有较好的相关性（敏感性88%，特异性100%，预测准确性93%）。DEFER研究^[3]也证实，对于冠状动脉造影提示临界病变患者，若术前病变FFR>0.75，推迟行冠状动脉介入治疗也很安全，其心脏事件发生率极低，同时也可以消除手术所致临床事件这一因素。因而，可根据FFR值作出临床决策，避免了许多患者进行不必要的血管成形术。FFR值也可用来指导冠状动脉球囊成形术（PTCA）及冠状动脉支架植入术，研究表明，PTCA术后FFR值>0.90，患者长期预后较好，支架植入术后理想结果FFR值应>0.94 ^[4] 。

    2 IVUS与FFR对冠状动脉狭窄生理功能的评价

    在冠状动脉介入治疗过程中，IVUS得到广泛应用，IVUS可以用来评价冠状动脉斑块和血管形态学方面的信息。但是对于IVUS是否对评价冠状动脉狭窄的生理功能有作用研究较少，目前为止，已有几项研究评估冠心病患者IVUS参数与FFR值之间的关系，证实在评价冠状动脉狭窄生理功能方面，IVUS参数与FFR有良好的相关性。

    Takagi ^[5]等在42例患者（51处病变）中评价了IVUS参数与FFR之间的关系，FFR界值定义为0.75，IVUS测定MLA（最小管腔面积）和面积狭窄率，通过回归分析发现，MLA与FFR值呈正相关（r2=0.62，p<0.001），面积狭窄率与FFR值呈负相关（r2=0.60，p=<0.0001）。敏感性及特异性最高的IVUS界值分别为MLA<3.0mm²（敏感性83%，特异性92.3%），面积狭窄率>60%（敏感性92%，特异性88.5%），MLA<3.0mm²并且面积狭窄率>60%的病变，其FFR值均小于0.75。

    Briguori ^[6]等对临界性病变进行评估，研究显示MLD（最小管腔直径）<1.8mm（敏感性100%，特异性68%），面积狭窄率>70%（敏感性100%，特异性68%），MLA<4.0 mm²（敏感性92%，特异性56%）及病变长度>10mm（敏感性41%，特异性80%）是预测FFR<0.75的最好指标。

    同样，Jasti ^[7]等对55例冠状动脉造影证实为左主干病变临界病变的患者进行研究也发现，冠状动脉病变的FFR值与IVUS测定的MLD及MLA具有很强的相关性（r=0.79，p<0.0001），如果以FFR值0.75作为判断病变严重程度的金标准，MLD为2.8mm时诊断的敏感性为93%，特异性为98%；MLA为5.9 mm²时诊断的敏感性为93%，特异性为95%。MLD2.8mm和MLA5.9mm²是预测FFR<0.75的最佳阈值，可以作为左主干病变患者接受血运重建治疗的评判标准，且由于冠状动脉造影。

    Itrik Ben-Dor ^[8]等对84例患者的92处临界性病变（管腔直径>2.5mm）分析发现，MLA<2.8mm²是预测FFR<0.75的最好指标（敏感性79.7%，特异性80.3%），MLA<3.2 mm²是预测FFR<0.80的最好指标（敏感性69.2%，特异性68.3%）。病变血管参考直径分别为2.5-3.0mm，3.0-3.5mm，大于3.5mm时，预测FFR<0.75的最佳MLA值分别为2.6 mm²、2.8 mm²、3.7 mm²。

    虽然上述研究中IVUS评价冠状动脉生理功能具体标准不一致，但这些研究结果表明IVUS不仅仅可以提供冠状动脉斑块和血管形态学方面的信息，而且也有助于评价冠状动脉生理功能。

    3 IVUS联合FFR指导冠状动脉介入治疗

    3.1 支架植入术后效果的评价

    Hong等^[9]对550例成功接受西罗莫司洗脱支架植入治疗的患者进行IVUS研究发现，支架植入术后的最小支架面积（MSA）和支架长度是预测患者术后6个月时发生支架再狭窄的独立危险因素，其中支架植入术后IVUS检测MSA<5.5mm²的患者术后6个月冠脉造影随访出现支架内再狭窄的几率明显高于MSA>5.5mm²的患者（2% vs 7.4%，p<0.001）。因此通过IVUS检查评价支架植入术后的最小面积能够较好的预测接受冠脉支架植入治疗患者的临床预后情况。并可以在IVUS指导下应用支架后扩张技术以获得充分的支架扩张，进而改善患者支架术后的临床预后。Fuji等^[10]进行研究则发现，支架最小面积和支架扩张效果是预测支架术后发生支架血栓事件的重要指标。出现支架血栓患者平均支架最小面积为4.3mm²，未发生支架血栓患者平均支架最小面积为6.2mm²。术后出现支架血栓患者的支架最小面积明显小于无支架血栓患者（p<0.001），支架扩张的效果和支架最小面积是患者术后发生支架内血栓的独立危险因素。

    FFR也可以用来评价支架植入术后的效果。一项回顾性分析显示^[11] ，支架植入术后FFR值大于0.94可预测支架最佳植入，与IVUS结果符合率达91%，但是，William^[12]等人研究显示，支架植入术后FFR值大于0.96并不能准确的预测支架最佳植入，但FFR值小于0.96可以预测由IVUS测得的支架植入不良。虽然目前对于FFR指导支架最佳植入仍有争议，但是有一点得到广泛认同：术后FFR值越高，临床不良事件发生率越低，患者长期预后就越好。

    3.2 指导冠状动脉临界病变治疗策略的选择

    冠状动脉临界病变是指冠状动脉造影显示狭窄程度为40%～70%的病变。目前对冠状动脉临界病变是否进行血运重建仍是临床面临的一大挑战，冠状动脉造影评估狭窄冠状动脉病变是在假定参考血管“正常”的情况下进行的，因此，在弥漫性病变、开口病变、严重偏心和扭曲病变的检查中常会低估狭窄的严重程度。而IVUS能够提供管腔和管壁的影像图像，准确显示正常血管与病变血管界面，并能精确测定血管直径、管腔横截面积，计算狭窄程度，从而识别冠状动脉造影上所见的临界性病变的狭窄程度和斑块性质。在导管室，IVUS和FFR可提供临界病变的解剖和功能信息，以指导最佳治疗方案的选择。

    几项研究已表明，FFR>0.75的临界病变延迟介入治疗的患者，在随后的随访时间内，其主要心脏不良事件发生率相对较低，Briguori^[6]等以FFR<0.75作为判断冠状动脉病理性狭窄的参照标准时发现，在IVUS检查中，当血管面积狭窄>70%，最小管腔面积<4mm2时，冠状动脉临界病变有病理意义。Abizaid^[13]等对300例根据IVUS判断为临界病变（MLA>4mm²和/或MLD>2mm）的患者延迟行介入治疗，结果发现只有8%的患者发生了MACE，进行多变量分析发现，IVUS测量的MLA和面积狭窄率是MACE的独立预测因子。在248个MLA>4.0mm²的病变中，MACE的发生率只有4.4%，结果表明在IVUS指导下的延迟介入治疗的临界病变患者，长期随访显示心脏不良事件发生率低，尤其是MLA>4mm²的患者事件发生率更低。

    目前，IVUS对临界病变的判断遵循以下标准：对除左主干之外的冠状动脉，当MLA<4mm²或面积狭窄率>70%时应当行介入治疗，当MLA>4mm²或面积狭窄率<70%时，可以推迟介入治疗；而对于左主干病变，当MLA<6.0mm²或最小管腔直径（MLD）<2.9mm时，应当行介入治疗，当MLA>6.0mm²或最小管腔直径（MLD）>2.9mm时，可以推迟介入治疗。

    3.3 分叉病变

    分叉病变指狭窄程度大于50%的病变同时累及主要血管及其开支开口处，分叉病变的靶血管再次血运重建率明显高于非分叉病变，尽管目前临床上药物洗脱支架（DES）广泛应用，但是冠状动脉分叉病变仍有较高的再狭窄率，尤其是分支血管开口处。由于冠状动脉造影术的局限性，冠状动脉造影常常低估分叉病变的发生率，造成这一现象的主要原因包括：分支血管开口被主干血管遮盖、两支血管相重叠、分叉前成角及极度扭曲、术者有时只注意主干血管病变而忽视分支血管等。

    血管内超声（IVUS）在评价分叉病变斑块分布，指导分叉病变治疗策略的选择方面有重要的临床意义。IVUS可以精确测量血管的参考直径、斑块的位置，了解主、边支成角角度，主支、边支血管的解剖关系，评价边支开口部的狭窄程度及病变特点。有助于合理选择治疗术式、球囊及支架直径。

    目前，多数学者认为分叉病变的处理原则应该越简单越好，但是对于影响到血供及引起缺血症状的较大分支，却有介入干预的必要。因此，应用FFR鉴别边支血管是否具有功能异常对治疗策略的选择至关重要。Koo等^[14]研究了97例患者中FFR在分叉病变中的价值，结果显示定量冠状动脉造影（QCA）狭窄<75%的病变，FFR值均大于0.75，狭窄>75%的病变只有27%(20/73)FFR值<0.75；其中直径较大(≥2.5 mm)的边支则有38%(8/21)FFR<0.75。FFR>0.75的边支无一发生不良事件或靶血管血运重建。因此，边支血管大多数的病变可能没有功能异常，不需要行血运重建。Ziaee等^[15]研究发现，边支狭窄>70%的患者中有80%FFR值>0.75。应用FFR评估分叉病变可以避免不必要的介入治疗。FFR值可以指导分叉病变边支治疗策略的选择。

    3.4 冠状动脉内弥漫长病变

    冠状动脉造影对目标血管段狭窄的诊断基于与参考血管段的比较。通过造影选择的“参考血管”并非总是可靠。TULIP[16]研究证明了IVUS指导下的冠状动脉支架术在处理弥漫病变时所具有的明显优势，术后6个月，IVUS指导组患者支架最小管腔直径明显大于冠状动脉造影组患者，IVUS指导组MACE的发生率明显低于冠状动脉造影组患者（6% vs 20%，p=0.01）。IVUS指导下的冠状动脉内支架术能明显降低支架内再狭窄的发生率并能有效改善患者预后。

    FFR对弥漫病变的诊断具有很高的敏感性及准确性。FFR测量冠状动脉近段或主动脉血压作为“参考”，不受上下游狭窄病变干扰。运用压力导丝回撤(pull back)技术，可以连续记录全血管段FFR。Bruyne等^[17]研究了106例冠状动脉弥漫病变但冠脉造影显示“正常”的冠状动脉，FFR为(0．89±0.08)，FFR<0．75者占8%；无动脉粥样硬化的对照组FFR(0.97±0.02)。因此，冠状动脉内压力测定是量化评价病变严重程度的有用指标。

    在冠状动脉介入治疗中，IVUS及FFR提供了非常重要的解剖及功能信息，在评价冠状动脉生理功能方面，IVUS参数与FFR之间有很好的相关性；IVUS联合FFR，有助于冠状动脉临界病变、分叉病变、弥漫病变等患者最佳治疗策略的选择。

    参考文献

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    文章来源：中国医学前沿网