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在冠心病治療領域,一個核心共識日益清晰:血運重建(如放支架)的成功,不能僅憑冠狀動脈造影圖像上的“狹窄程度”來判斷,關鍵在于解除“心肌缺血”。近年來,冠狀動脈生理學評估技術的崛起,正推動著介入治療從“形態學”向“功能學”的深刻變革,為實現精準醫療提供了核心工具。
Cardiology Plus 第三期發表了一篇來自上海交通大學涂圣賢教授團隊的綜述,系統梳理了冠脈生理學評估的現狀與未來。
一、為什么需要生理學評估?超越造影的局限
傳統冠狀動脈造影一直是診斷冠心病的“金標準”,但它本質上是一張二維的“道路輪廓圖”,只能顯示血管的狹窄程度,無法回答一個關鍵問題:這個狹窄是否真的引起了心肌缺血?
研究表明,僅憑造影判斷,大量中度狹窄(40%-70%)的病變其功能意義被嚴重高估或低估,可能導致不必要的支架植入或該治的未治。生理學評估正是為了解決這一痛點而生。它通過測量冠脈內的壓力、血流等參數,直接評估狹窄對血流動力學的實際影響,對血運重建決策具有重要意義。
二、生理學評估的“武器庫”:從有創到無創的計算革命
本文將評估工具分為兩大類,其演進歷程體現了技術發展的趨勢。
1. 有創壓力導絲技術:
這類技術需要將一根細小的壓力導絲送入冠脈內進行測量。
血流儲備分數(FFR):這是經過最多臨床試驗驗證的“金標準”。在最大充血狀態下(通常通過靜脈輸注腺苷實現),計算狹窄遠端壓力與主動脈壓力的比值。FFR ≤ 0.80 是國際公認的需要血運重建的閾值。多項里程碑式研究(如 FAME 系列)證實,與造影指導相比,FFR 指導的介入治療能顯著降低患者的主要不良心臟事件(MACE)。
非充血性壓力比值(NHPRs):以瞬時無波形比率(iFR)為代表。其最大優點是無需使用血管擴張藥物,避免了腺苷可能帶來的胸悶、呼吸困難等副作用,簡化了流程。大型研究證明 iFR 在短期預后上不劣于 FFR。
盡管證據充分,但有創生理學評估在全球的應用率仍徘徊在 20% 左右,受限于操作復雜性、額外成本和時間。
2. 影像衍生的計算技術:
這是目前發展最迅猛的領域,旨在從現有的影像數據中“計算”出生理學指標。
基于造影的 QFR/μFR:通過兩個角度的造影圖像進行三維血管重建,結合流體動力學計算,即可在幾分鐘內得到與 FFR 高度一致的定量血流比值(QFR)。其升級版 μFR 甚至可從單幅造影圖進行計算,特別適用于分叉病變。 FAVOR III China 等研究顯示,QFR 指導的 PCI 其臨床結局優于單純造影指導。
基于冠脈 CT 的 FFR:在患者進行冠脈 CTA 檢查后,即可通過超級計算獲得虛擬的 FFR 值,用于門診患者的初篩,能有效避免不必要的導管室檢查。
基于腔內影像的 OFR/UFR:當介入治療中已使用血管內超聲(IVUS)或光學相干斷層成像(OCT)進行精細結構評估時,可進一步利用這些圖像數據計算出血流參數,實現解剖與功能的完美融合。
這些計算技術極大地降低了生理學評估的門檻,有望在未來成為主流。文獻中的圖 1 清晰地對比了各類工具的優缺點。
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圖1. 導管室中的冠狀動脈生理學:評估工具體系及其優缺點
生理學指標采用交通燈顏色編碼進行分類,從優勢(綠色)到劣勢(紅色)依次標注,中間特征以黃色表示。
三、臨床應用的“精準導航”:不同場景的循證依據
生理學指導的價值在不同臨床情境中得到驗證:
慢性冠脈綜合征(CCS):2024 年 ESC 關于 CCS 管理的指南加強了 ICA 期間生理病變評估的重要性,給予 FFR/iFR 的 IA 類推薦和 QFR 的 IB 級建議,以指導血運重建策略。
急性冠脈綜合征(ACS):對于心臟梗死患者“犯罪血管”以外的其他病變(非罪犯病變),是否都需要處理?研究表明,完全血運重建優于僅處理罪犯血管。但具體采用生理學指導還是造影指導,不同研究(如 FRAME-AMI 與 FLOWER-MI 試驗)結論尚有差異,可能與患者選擇和處理時機有關。
特殊場景:
主動脈瓣狹窄(AS):此類患者常合并冠心病,且左心室肥厚和高壓會干擾傳統壓力測量。文獻指出,基于人工智能的 μFR 在該場景下表現出比 iFR 更優的穩定性和診斷準確性。
心臟搭橋手術(CABG):術前使用 FFR 評估,理論上有助于簡化手術方案(減少不必要的動脈橋吻合口),但其對長期預后的影響仍需更多證據。
四、超越單一數值:冠脈疾病的“生理學模式”
生理學評估的高明之處,還在于它能描繪出疾病的“整體地貌”,而不僅僅是某個點的狹窄程度。基于壓力導絲和血管造影衍生的指標,可沿病變冠狀動脈構建逐點生理學圖譜,從而定義冠心病的表型。通過 μFR(基于 Murray 定律的定量血流比) 技術,可識別四種不同的生理學模式:
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圖2. 心外膜動脈粥樣硬化的生理學模式
典型模式示例:
A. 單一病變模式
局灶性狹窄(上圖):短節段內壓力驟降
彌漫性病變(下圖):整段血管壓力漸進性下降(“彌漫型模式”)
B. 復合病變模式
串聯狹窄(上圖):多個局灶性狹窄被正常血管段分隔
混合型病變(下圖):局灶性狹窄合并彌漫性病變
識別這些模式至關重要。彌漫性病變患者即使放了支架,也更容易出現殘余心絞痛,預后相對較差。這解釋了為什么有些患者術后癥狀改善不明顯,指導醫生和患者建立更合理的預期。
五、未來已來:術后評估與“虛擬 PCI”
盡管血管造影顯示血運重建成功,仍有相當比例患者未能獲得理想療效。研究表明,PCI 術后功能學評估在預測靶血管再次血運重建方面顯著優于單純血管造影檢查,通過優化手術效果可顯著改善患者癥狀、提升生活質量并降低不良事件發生率。
更前沿的是“虛擬 PCI”技術。在真正放置支架前,醫生可以在計算機上模擬不同支架尺寸和位置放置后的生理學結果(如虛擬 QFR),從而提前規劃出最優策略,實現“一次做對”,這標志著冠脈介入進入了真正的“規劃時代”。
總結與展望
冠狀動脈生理學評估已經從一項輔助技術,演進為精準血運重建的基石。它告訴我們,治療的目標不應僅是“打通血管”,而應是“恢復有效血流,徹底緩解缺血”。盡管目前應用仍不充分,但隨著計算生理學、人工智能與腔內影像的深度融合,一個更便捷、更精準的冠脈介入新時代正在到來,最終讓每位患者都能獲得真正個體化的最優治療。
引用本文:Fezzi, Simone1; Rossignoli, Carlotta1; Guerrieri, Ludovica1; Ding, Daixin2; Huang, Jiayue3; Pesarini, Gabriele1; Tavella, Domenico1; Scarsini, Roberto1; Ribichini, Flavio1; Wijns, William4; Tu, Shengxian3,5,*. Coronary physiology in the catheterization laboratory: current practices, historical insights, and future directions. Cardiology Plus 10(3):p 217-234.
DOI: 10.1097/CP9.0000000000000131
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