本文刊于:岭南心血管病杂志,,27(03):--
作者:甘鹏,杨峻青,郑君惠,谈文开,庄健,张群,刘勇东,刘勇,费洪文,*美萍,*育铭
通讯作者:*育铭
摘要目的
探讨血流储备分数(fractionalflowreserve,FFR)≤0.80时评估定量血流分数(quantitativeflowratio,QFR)诊断病变血管血流动力学的准确性。
方法
回顾性分析年1月12日至年3月7日医院因怀疑冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)而进行冠状动脉造影检查的患者的临床资料,调取出已经进行FFR检查的患者52例,分析人员在盲法下分析血管的QFR与定量冠状动脉造影(quantitativecoronaryangiography,QCA)的数值。采用Clopper-Pearson计算QFR与FFR的相关性;以FFR为“金标准”,计算QFR与QCA的诊断准确率、敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值。使用SPSS软件,绘制受试者工作特征(receiveroperatingcharacteristic,ROC)曲线并计算曲线下面积,探讨QFR在冠状动脉血流动力学方面的临床价值。
结果
共有52例患者(52条血管)入选了本研究,以FFR的数据为“金标准”,QFR的同阴性和同阳性诊断准确率明显高于QCA,差异有统计学意义[83.3%(95%CI:72.2~92.6)vs.61.1%(95%CI:48.1~74.1),P=0.]。QFR的敏感性和特异性均高于QCA,差异有统计学意义(敏感性:85.7%vs.57.1%,P0.05;特异性:87.5%vs.67.7%,P0.05)。QFR的阳性预测值、阴性预测值、阳性似然比和阴性似然比分别为81.8%、90.0%、6.86和0.16;QCA的阳性预测值、阴性预测值、阳性似然比和阴性似然比分别为54.5%、70.0%、1.77和0.63。QFR的ROC曲线下面积大于QCA(66.8vs.47.2),提示QFR的诊断效能明显比QCA更高。Clopper-Pearson计算QFR与FFR之间的相关系数是0.79(P0.01)。
结论
QFR和FFR在诊断冠状动脉血流动力学之间有很好的相关性,QFR对冠状动脉狭窄的诊断准确性高于QCA,在冠状动脉血流动力学诊断方面具有临床应用价值。
冠状动脉造影是冠状动脉动脉诊断的“金标准”,但冠状动脉狭窄程度与心肌缺血程度是非直线相关,通过视觉判断是无法准确反映心肌缺血状态,无法预警缺血性心脏事件,尤其对于冠状动脉狭窄处于临界状态(狭窄程度50%~75%)的患者是否需要进行血运重建,临床上往往需要根据血流储备分数(fractionalflowreserve,FFR)来判断[1]。医院使用FFR评估冠状动脉生理功能性[2],大量的研究都已经证实FFR的可靠性,使用FFR指导冠状动脉介入治疗既可以减少支架植入的数量,又可以改善临床结果[3],但是压力导丝的成本与诱导血管最大充血引起胸闷等问题制约着FFR的使用与推广[4]。最近,计算流体动力学基于冠状动脉造影的三维重建,同时使用有限元分析系统计算病变血管FFR数值的新方法[5]。上海交通大学研发的定量血流分数(quantitativeflowratio,QFR)是基于冠状动脉造影影像的无导丝FFR快速分析系统,是评估冠状动脉功能学标准的划时代科技产品。QFR融入人工智能血流定量,精确分析狭窄冠状动脉血管的功能学指标,是无创、精确评估冠状动脉生理功能指标的“新标准”。QFR目前已经开展多中心研究,包括FAVOR研究和WIFI研究,大部分研究结果在90%以上[6],大部分研究结果是在研发团队指导下选择固定体位进行QFR计算,在真实性上缺乏可靠性,同时QFR结果缺乏单中心的专职医师和技术员的操作分析结果,到目前为止QFR的诊断准确性还尚未得到更到充分的验证,所以本研究拟以FFR作为“金标准”,探讨单中心QFR在的诊断血管血流动力学的准确性和与FFR的相关性。
1资料和方法
1.1一般资料
回顾分析年1月12日至年3月7日医院因怀疑冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)而进行冠状动脉造影检查的患者的临床资料。纳入标准:(1)血管的直径狭窄率介于30%和90%之间;(2)靶血管参考段直径≥2mm。排除标准:(1)72h内出现心肌梗死的患者;(2)严重心力衰竭的患者;(3)造影剂或腺苷过敏的患者;(4)血清肌酐浓度>μmol/L的患者;(5)肾小球滤过率45mL﹒kg-1﹒1.73m-2的患者;(6)病变血管段距离主动脉3mm的患者;(7)病变血管段在开口位置的患者;(8)病变血管段属于严重重叠或迂曲的血管的患者;(9)病变血管段属于心肌桥血管的患者;(10)造影图像质量差,无法进行QFR与定量冠状动脉造影(quantitativecoronaryangiography,QCA)的检测(例如,频繁的房性期前收缩或心房颤动);(11)无法进行FFR检查的患者。本研医院伦理委员会审核,所有患者均免签署知情同意书。
1.2冠状动脉造影与定量冠状动脉造影分析方法
采用单球管数字减影血管造影机以15帧/s记录造影图像,视场角(FOV)为20cm×20cm-22cm×22cm,矩阵为×,管电流为~mA,管电压为60~kV,造影剂通过高压注射泵以4mL/s的流速注射。本研究使用QCA软件(北京思创科技有限公司,中国北京)分析病变血管的定量冠状动脉造影数值[8]。
1.3血流储备分数测量方法
FFR是狭窄冠状动脉支配区域心肌的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,可简化为冠状动脉狭窄远端压力和狭窄近端压力的比值。大量的研究指出FFR是冠状动脉狭窄的功能学指标,同时相关研究指出功能学在FFR0.80时为心肌缺血[8]。本研究使用RadiAnalyzerXpress仪器和Certus压力导丝(圣犹达医疗)测量血管的FFR数值[7]。
1.4定量血流分数分析方法
本研究的QFR使用QFR系统(AngioPlus,搏动医疗影像技术上海有限公司,中国上海)[8]。本研究选择两名训练良好的中级QFR技术员分析血管的QFR数值,同时由一名高级QFR技术员核实所有QFR的准确性。在每次分析QFR之前,研究者告知技术员测量血管的位置,以便于在同一位置比较血管的检测数值。
1.5统计学分析
技术员在不知道FFR数值的前提下,对病变血管进行QFR和QCA数值分析,采用()表示正态分布的数据,采用[M(P25~P75)]表示非正态分布的数据;采用[n(%)]表示计数数据。同时研究QFR和QCA对冠状动脉狭窄分析的敏感性,特异性,阳性预测值(positivepredictivevalue,PPV),阴性预测值(negativepredictivevalue,NPV),阳性似然比(positivelikelihoodratio,+LR)和阴性似然比(negativelikelihoodratio,-LR)。使用Clopper-Pearson计算QFR与FFR的相关性,使用双侧95%置信区间(CI)评价QFR与QCA的统计学意义。使用SPSS22.0对所有数据进行分析,并做二次验证。以P0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1患者的基线资料
共有52例患者符合研究标准入选本研究,患者的年龄为(62.8±8.65)岁,左心室射血分数为63.05%±9.34%,体质量指数为(24.65±3.11)kg/m2;12例患者为女性,13例患者患有糖尿病,35例原发性高血压(高血压)患者,6例高血脂症患者,11例吸烟患者,1例有冠心病家族史患者,1例患者有既往心肌梗死史,12例患者有既往经皮冠状动脉介入治疗史,2例患者有冠状动脉旁路移植史。
2.2患者的冠状动脉血管的造影特征和血管血流储备分数特征
在61例受试血管中,有52列(85.2%)成功完成FFR、QFR和QCA分析,数值满足t检验。患者的冠状动脉血管的造影特征和血管FFR特征,详见表1。QFR、QCA和FFR测量情况见图1。
2.3受试者工作特征曲线分析结果
图2分别是QFR与QCA的ROC曲线分析结果,曲线下面积分别是66.8和47.2,QFR的诊断准确效能比QCA更高。
2.4相关分析结果
Clopper-Pearson方法计算QFR与FFR的相关系数,他们之间的相关系数是0.79(P0.01),表示QFR和FFR之间有很好的相关性,见图3。
2.5QFR和QCA血管生理功能学诊断性能比较
QFR在诊断血管功能学的准确率为83.3(95%CI:72.2~92.6),其中有4例(7.7%)为FFR0.80而QFR≤0.80,3例(5.8%)为FFR≤0.80但QFR0.80。QFR与QCA诊断冠状动脉生理功能学的敏感性、特异性及PPV、NPV、+LR和-LR比较,详见表2。
3结论
本研究主要是以FFR作为参考标准,研究QFR与QCA在诊断冠状动脉功能学同阴性和同阳性的准确性与一致性,同时以敏感性与特异性等方法分析QFR与QCA的可靠性。
QFR是基于冠状动脉造影图分析与计算血管的生理功能学的技术,其核心内容包括血管三维重建学与血流动力学[8-9]。国内、外已经开展多项多中心大规模的关于QFR的研究,而QFR在诊断冠状动脉生理学同阴性和同阳性的准确率各有不同,其中FAVORPilot研究、WIFIII研究、FAVORllChina研究和FAVORllEurope-Japan研究中报道QFR的准确率分别为0.92(95%Cl:0.86-0.97)、0.86(95%Cl:0.81-0.91)、0.96(95%Cl:0.93-0.98)和0.92(95%Cl:0.89-0.96)[6],但是都能证实了QFR在判断冠状动脉生理功能学阴阳性上具有较高的准确性,并具有临床应用价值。
FFR是通过测量冠状动脉近端与远端的压力,再经过公式计算出冠状动脉生理学数值的方法[10-11]。在临床上使用FFR时需要压力导丝,同时使用腺苷诱导血管最大充血,压力导丝的成本与患者对腺苷的不适是影响FFR推广与使用的原因。QFR是基于冠状动脉造影后分析与计算病变血管生理功能学的工具,其减少使用压力导丝的成本,避免因压力导丝进入冠状动脉后引起的不适情况,同时避免患者因腺苷引起的过敏反应或者充血引起的生理不适等[12-15]。
在本研究中,QFR诊断血管生理学同阴性和同阳性的准确率为83.3(95%CI:72.2~92.6),显著高于QCA的准确率61.1(95%CI:48.1~74.1)。与FAVORllChina研究不同,本研究选择的是大于25°的两个造影图,而没有选择两个推荐的体位进行QFR分析,其准确率同样高于预设的目标(74%)[8]。在本研究中,QFR准确率的提高主要有以下原因:(1)选择充盈、清晰的造影图像,便于血管轮廓的识别与血流动力学的计算;(2)在分析QFR前,选择与FFR相同位置进行分析,尽量减少误差;(3)分析QFR前,选择两个血管短缩最小与重叠最小的造影图,从而三维重建出与真实血管相仿的模型;(4)选择心动周期相同的造影图进行三维重建,避免三维重建时血管配准错误;(5)选择病变处最狭窄的点作为重建配准点;(6)多处短缩的血管,选择病变处短缩最小的造影图;(7)多处重叠的血管,选择病变处重叠最小的造影图;(8)感兴趣段尽量选择正常段到正常段;(9)弥漫病变的血管在配准时尽量选择自动识别法;(10)使用正常段法时避免正常段在迂曲处或者选择迂曲最小处。
本研究存在一个潜在局限性是每个检测指标下的患者样本量有点少,但对比的检测均提示QFR与QCA之间有差异,我们将在未来的研究里开展更大样本的研究,专注于QFR与QCA样本的检测,提高样本数量。
综上所述,QFR和FFR在诊断冠状动脉血流动力学之间有很好的相关性,QFR对冠状动脉狭窄的诊断准确性高于QCA,在冠状动脉血流动力学诊断方面具有临床应用价值。
参考文献(略)
敬请