血流储备分数在下肢动脉腔内治疗中的应用进展

Application advances of fractional flow reserve in endovascular treatment of lower-extremity arterial disease

摘要

血流储备分数(fractional flow reserve，FFR)作为冠状动脉疾病功能学评估的成熟手段，近年来已逐步应用于下肢动脉疾病的诊疗实践，旨在通过功能学指标提高血运重建的精准度。FFR能够量化狭窄病变对血流动力学的实际影响，有效弥补了传统影像学检查在判断病变功能意义方面的局限。该技术在下肢动脉疾病中的应用涵盖多个关键场景，包括非重度间歇性跛行患者的功能评估、血管准备后治疗策略的优化选择以及术后血流重建效果与并发症的预测。随着压力导丝、微导管系统及基于无创影像的FFR衍生技术的发展，FFR在临床中的可操作性与适用性不断提升。然而下肢动脉系统解剖结构复杂、病变常伴严重钙化与弥漫性特征，且目前尚缺乏统一的FFR临界值标准，仍是当前推广该技术所面临的主要挑战。推动FFR在下肢动脉疾病中的规范应用，对实现从解剖修复向功能重建的诊疗模式转型具有重要意义。

Abstract

Fractional flow reserve (FFR), an established modality for functionally assessing coronary artery disease, is increasingly applied to diagnose and manage lower extremity arterial disease. By incorporating functional parameters, FFR enhances revascularization precision by quantifying the hemodynamic impact of stenotic lesions, thereby overcoming limitations of conventional imaging. Key clinical applications in lower extremity disease include functional assessment in moderate intermittent claudication, post-vascular preparation strategy optimization, and predicting revascularization outcomes and complications. Advances in pressure wire and microcatheter systems, alongside non-invasive imaging-derived FFR techniques, are improving its feasibility and applicability. However, widespread adoption is challenged by the complex anatomy of the lower extremity arterial system, frequent severe calcification and diffuse disease, and a current lack of standardized FFR cutoff values. Promoting the standardized use of FFR is crucial for shifting the clinical management paradigm from anatomy-based repair toward functional reconstruction.

关键词

血流储备分数 / 下肢动脉疾病 / 腔内治疗 / 功能学评估 / 精准医疗

Key words

fractional flow reserve / lower-extremity arterial disease / endovascular therapy / functional assessment / precision medicine

血流储备分数(fractional flow reserve，FFR)作为冠状动脉疾病(coronary artery disease，CAD)血运重建决策的重要功能性评估工具，已形成成熟的临床应用体系。根据测量器械的不同，FFR检测可分为微导丝压力测量系统和微导管压力测量系统2大技术路径，二者均在冠状动脉功能学评估中展现出可靠的临床价值。相较于冠状动脉领域的成熟实践，下肢动脉解剖结构的复杂性(如长段病变、多节段狭窄、膝下动脉细小迂曲等)及血流动力学特点(如双向血流、侧支循环丰富)对FFR技术的精准测量提出了挑战。本文结合FFR在冠状动脉领域的研究进展及临床应用经验，系统探讨其在下肢动脉疾病诊疗中的潜在价值，总结其在下肢动脉腔内治疗中的应用前景及研究进展，剖析现存技术瓶颈，以期为下肢动脉疾病的精准治疗提供理论依据。

1 <bold>FFR</bold>的概述及临床价值

FFR是基于冠状动脉血流动力学原理的功能学评估技术，通过同步测量狭窄远端冠状动脉平均压(pressure distal to the stenosis，Pd)与主动脉根部平均压(aortic root pressure，Pa)的比值(FFR=Pd/Pa)来定量评估心肌缺血风险。生理状态下，正常冠状动脉在最大充血时微循环阻力显著降低，此时Pd/Pa比值可精准反映狭窄病变对血流的限制程度^[1]。基于大规模临床研究证据，专家共识^[2]将FFR≤0.80作为心肌缺血的诊断阈值，≤0.80需行血运重建治疗，而>0.80则提示无显著血流受限，建议药物保守治疗。

FFR检测的2大技术路径其技术实现均依赖于尖端压力传感器的创新设计：通过介入器械头端集成的高精度微型压力感受器，可实时捕获血管内压力波形。在标准测量流程中，需将传感器置于狭窄病变远端3~5 cm处，并静脉输注腺苷[常规剂量140 μg/(kg·min)]诱导最大充血状态，确保微循环阻力最小化^[1]。其中，FFR微导管系统因具备与常规工作导丝的兼容性，可在无须更换器械的情况下实现连续测量，不仅有效降低了信号漂移发生率，还显著优化了操作流程，在左主干病变、冠状动脉分叉病变等复杂解剖结构的评估中展现出独特优势。相比之下，传统压力导丝系统因需单独进行器械交换，不仅增加了血管内膜损伤风险，还延长了手术时间。

规范化测量流程涵盖压力传感器初始校准、目标血管精准定位、药物诱导充血状态建立、压力梯度动态采集及系统一致性回撤验证等关键环节，操作中需严格控制指引导管尺寸(建议≤7 F)、血管扩张剂输注速率等关键技术参数。值得关注的是，新一代智能压力导丝通过内置自适应校准算法，已突破传统药物诱导的技术限制，在保证测量精度的同时大幅提升术中操作效率。

在冠状动脉介入治疗领域，FFR通过功能学评估有效弥补了传统冠状动脉造影的形态学局限，FFR指导的经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention，PCI)可以减少不良心血管事件的发生，避免过度支架植入^[3]。压力微导管技术的普及更显著降低了FFR检测的操作门槛，为基层医疗机构及复杂病变处理提供了可靠解决方案。通过将精准压力测量与创新器械设计相结合，FFR技术已成为优化血运重建策略、实现冠心病精准治疗的关键技术支撑。

2 <bold>FFR</bold>在下肢动脉腔内治疗中的应用

2.1 非重度间歇性跛行患者的功能评估

在CAD诊疗中，FFR在稳定性冠心病中的应用已获得高级别循证医学证据支持。中国及欧洲经皮冠状动脉介入治疗指南^[4-5]均明确推荐：对于造影显示狭窄程度50%~90%且无创检查未提示缺血的稳定性冠心病患者，需行FFR评估以指导治疗决策(推荐等级Ⅰ类A级)。研究^[6-7]证实FFR指导的PCI可显著降低主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events，MACE)及急诊血运重建发生率，同时优化医疗资源利用并降低患者经济负担。值得注意的是，近年研究^[8]提示即使狭窄程度<50%的病变亦可能具有功能学意义，这一发现为功能学评估的拓展应用提供了重要启示。

在下肢动脉疾病领域，非重度间歇性跛行(Rutherford分级1~3级)患者的血运重建适应证仍存争议。《下肢动脉硬化闭塞症诊治指南》^[9]明确指出，无症状或轻微症状患者无须血运重建，但对中度间歇性跛行患者的干预策略缺乏明确推荐。2016年美国心脏协会(American Heart Association，AHA)指南^[10]及2024年欧洲心脏病学会(European Society of Cardiology，ESC)指南^[11]亦未支持对未进展为慢性肢体威胁性缺血(chronic limb-threatening ischemia，CLTI)的间歇性跛行患者行腔内血运重建(推荐证据级别较低)。然而，临床实践中此类患者下肢动脉造影或计算机断层扫描血管造影(computed tomography angiography，CTA)常发现50%~90%的狭窄病变，但临床症状与解剖狭窄程度存在不匹配现象。基于冠状动脉领域的成功经验，功能学评估可能为此类患者提供新的决策依据：通过FFR检测识别存在血流动力学意义的临界狭窄，筛选可能获益于早期血运重建的亚组人群；FFR阳性结果提示显著血流受限，早期干预或可改善患者远期预后并延缓CLTI进展。这一科学假设亟待前瞻性研究验证，以期为下肢动脉疾病的精准干预提供新范式。在临床实践中，笔者观察到部分中度跛行患者(Rutherford分级3级)的解剖狭窄程度(50%~70%)与症状严重度存在显著不匹配现象。借鉴冠状动脉经验，FFR在此类患者中的应用价值可能最大。但如何定义下肢动脉“临界病变”的FFR阈值，以及FFR指导的早期干预是否能真正改善生活质量和延缓CLTI进展，是未来研究的关键。

2.2 血管准备后治疗决策的优化

下肢动脉与冠状动脉在解剖及血流动力学特征上存在显著差异：1)下肢动脉血管长度更长、分支复杂且常伴弥漫性病变，导致血流动力学环境更为复杂，可能影响压力梯度测量的准确性；2)下肢动脉钙化及多节段病变发生率显著高于冠状动脉，单纯依赖影像学评估易产生误差，需联合解剖与功能学指标进行综合判断。当前下肢动脉腔内治疗中，在导丝通过病变后会进行逐级球囊扩张，扩张完毕后根据造影或者血管内超声(intravascular ultrasound，IVUS)的检查结果来确定是否存在限流夹层或者大于30%的残余狭窄(直径或面积)。如果存在这些情况，可能会直接置入金属裸支架(bare-metal stent，BMS)或者载药支架(drug-eluting stent，DES)；若不存在，可以使用药物球囊(drug-coated balloon，DCB)。使用DCB仍然需要再次进行造影或IVUS评估以确保此次球囊扩张后是否出现夹层和残余狭窄的情况。若出现，可能仍然需要进行金属支架的补救性植入。然而，即使影像学评估达标，术后长期通畅率仍不理想^[12-14]。借鉴冠状动脉介入经验，功能学评估可弥补影像学不足。冠状动脉领域研究^[15-16]显示FFR指导的支架植入策略与IVUS评估相比具有非劣效性，这为下肢动脉治疗决策优化提供了重要启示。若在球囊逐级扩张后引入FFR评估，能否通过量化跨病变段血流动力学状态，更精准地选择DCB或支架植入策略？基于功能学评估的决策是否可以突破现有影像学局限性，从而提升靶血管远期通畅率？该方向的临床研究亟待开展，或可推动下肢动脉腔内治疗从“解剖修复”向“功能重建”的诊疗模式转变。临床实践中在球囊扩张后引入FFR评估，有望更精准地筛选出适合DCB治疗且无需补救性支架的患者，从而真正实现“Leave Nothing Behind”的理念，并可能改善远期通畅率。但关键在于需要确立适用于下肢不同解剖区域和经临床预后验证的FFR目标值。

2.3 术后功能学评估与并发症预测

下肢动脉腔内治疗术后，传统影像学手段[如CTA、数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)]虽可直观显示解剖修复效果，但难以预测血运重建后结局。研究^[17]表明：回测压力梯度与血运重建结局密切相关，而FFR的测量可为其提供客观有效的评价指标。此外，远端栓塞事件作为腔内治疗的重要并发症，其发生与斑块形态、操作技术及血流动力学改变密切相关。FFR与斑块易损性存在潜在关联，低FFR值可能反映斑块负荷及不稳定特征^[18-20]，这为下肢动脉栓塞风险预测提供了新思路。未来研究可探索以下方向：1)基于术后FFR值建立血流动力学修复标准，指导个体化治疗；2)结合斑块影像特征(如钙化分布、脂质核心)与FFR动态变化构建栓塞风险预测模型；3)通过术中实时FFR监测优化器械操作策略，减少斑块脱落风险。术后FFR值不仅是血管功能修复的指标，更应关注其与临床症状改善[如跛行距离、踝肱指数(ankle-brachial index，ABI)/趾肱指数(toe-brachial index，TBI)提升和创面愈合]的相关性。笔者初步观察到术后FFR提升幅度与患者短期症状改善存在正相关，但长期通畅率及对预后的预测价值仍需大样本长期随访验证。对于栓塞风险预测，FFR联合高分辨率斑块影像学可能更具前景，但技术整合和成本是现实挑战。

3 <bold>FFR</bold>及其他相关血流参数在下肢动脉腔内治疗中的研究进展

3.1 下肢动脉<bold>FFR</bold>测量的技术进展

FFR技术体系正从成熟的冠状动脉领域积极拓展至下肢动脉缺血性疾病的诊疗评估，已成为新的研究热点。在技术探索层面，借鉴冠状动脉经验的有创FFR检测(经股动脉逆行穿刺置入压力导丝/导管至狭窄远端)已被证实可行，其核心在于诱导最大充血状态以同步测量Pd与Pa。值得注意的是，与静脉注射腺苷相比，血管内注射硝普钠在提供等效的FFR 测量结果的同时，显著降低97%的不良反应风险，这为下肢动脉操作流程中对腺苷耐受性较差的患者提供了新的药物选择^[21-23]。在诊断价值与阈值研究方面，研究^[24-25]显示下肢FFR≤0.80可能提示跛行或严重缺血患者接受血运重建有潜在获益，但最佳诊断阈值存在解剖特异性差异。一项针对48例下肢动脉腔内治疗患者的队列研究^[26]发现髂动脉病变的FFR临界值(0.94)显著高于股腘动脉病变(0.80)。在预后评估领域也取得了突破性的进展。Ahmed等^[27]首次将FFR应用于糖尿病足溃疡患者的疗效评估，结果发现介入术后FFR值的提升幅度与伤口愈合率呈显著正相关。这些发现表明FFR有望超越其作为单纯诊断工具的定位，发展成为量化评估外周动脉功能重建效果及预测临床预后的重要指标。然而，针对下肢动脉FFR的系统性、高质量临床研究在国内尚未见报道。未来研究亟需在标准化诊断阈值(尤其针对不同解剖部位)、优化药理学干预方案、构建基于FFR的预后预测模型等方向取得突破。开展设计严谨的多中心前瞻性研究，对于验证国际发现、探索适合中国人群的诊疗策略及推动FFR在国内精准诊疗中的应用至关重要。

3.2 无创<bold>FFR</bold>技术的现状与挑战

基于CTA或DSA的无创FFR技术[如基于计算机断层扫描的血流储备分数(computed tomography-derived fractional flow reserve，CT-FFR)、基于DSA图像的定量FFR(quantitative fractional flow reserve，QFR)]，通过影像建模与流体力学计算模拟血流动力学，为功能评估提供了非侵入性方案。其在冠状动脉领域已展现出与有创FFR的良好相关性^[28-31]。然而，将此类技术应用于下肢动脉面临独特挑战：复杂的解剖结构(长节段、多分支、钙化)和血流动力学环境(如侧支循环)对血管模型重建和模拟算法的准确性要求极高，尤其是在精准设定远端血管床阻力参数方面存在局限^[32]。目前，无创FFR技术在下肢动脉，特别是对狭窄远端血流动力学的精准评估方面，仍需进一步验证和优化。

3.3 <bold>FFR</bold>与腔内影像技术的多模态整合应用

随着高分辨率腔内影像技术的快速发展，IVUS、光学相干断层成像(optical coherence tomography，OCT)及近红外光谱(near-infrared spectroscopy，NIRS)等新型成像手段，通过与FFR硬件模块的系统性整合，实现了解剖学与功能学的多模态联合评估。IVUS可精准量化斑块负荷、管腔横截面积、钙化分布与弧度^[33-35]，结合FFR血流动力学分析提供的血流受限程度信息，能明确钙化病变对管腔的机械性限制是否是导致功能学缺血(低FFR)的主要原因。这对于指导钙化处理策略(如是否需要旋磨或使用震波球囊)以及评估球囊扩张或支架置入后的必要性(是否解除限制性狭窄)至关重要。OCT凭借微米级分辨率识别斑块易损特征(如薄纤维帽、巨噬细胞浸润、胆固醇结晶、微通道及腔内血栓等)^[36]，当FFR值提示存在显著缺血(尤其在中度狭窄病变中)时，OCT发现的易损特征可帮助评估该病变引发斑块破裂导致远端栓塞的风险。这种整合对于优化手术策略(如决定是否使用远端栓塞保护装置、选择更柔顺或覆盖更全面的支架)和术后药物治疗强度具有潜在价值；NIRS通过检测脂质核心负荷指数(lipid core burden index，LCBI)来识别富含脂质的斑块区域，反映病变的炎症活性。将NIRS检测到的高脂质核心负荷与FFR测得的功能学缺血相结合分析，有助于识别一些不仅引起当前血流受限，而且具有高炎症活性、可能快速进展或引发事件的“高风险”病变^[37]。这为制订更积极的干预策略或个体化的长期药物治疗方案提供了额外信息。研究^[38-40]证实多模态影像-功能学联合模型对夹层形成风险、残余狭窄的临床意义及血流受限真实程度的评估精度显著优于单一模态，这种整合策略不仅突破了传统影像学“形态优先”的局限性，更为复杂下肢动脉病变的个体化治疗提供了精准决策依据。

3.4 其他相关血流参数与功能学指标的研究进展

除FFR外，多种血流参数及功能学指标在外周动脉疾病(peripheral artery disease，PAD)功能学评估中与FFR协同互补，共同提升诊疗精准性。ABI作为经典筛查指标(ABI<0.9提示PAD)，易受钙化影响出现假性正常，联合FFR可弥补其解剖评估不足^[41]。TBI对糖尿病/肾病患者的末梢灌注评估优势显著，TBI<0.6与FFR≤0.80显著相关，可协同指导膝下病变治疗^[42]。经皮氧分压(transcutaneous oxygen pressure，TcPO₂)直接反映组织氧供，TcPO₂<30 mmHg (1 mmHg=0.133 kPa)提示CLTI预后不良，其术后改善与FFR升高呈正相关，联合监测可全面评价疗效^[43]。脉搏波传导速度(pulse wave velocity，PWV)评估动脉僵硬度，PWV>12 m/s提示变异风险^[44]，测量前评估PWV可优化FFR测量方案。这些指标从血流灌注、组织氧合及血管弹性等多维度拓展评估体系，未来需深入探索量化关系并建立标准化联合流程，以优化PAD的精准诊疗。

4 <bold>FFR</bold>临床应用的挑战

4.1 手术操作流程的优化

现有FFR微导管和压力导丝在临床应用过程中存在以下技术局限性：首先，需配合动脉测压系统进行反复校准，且测量精度易受换能器水平位置影响；其次，术中常需进行导管/导丝交换操作，显著延长手术时间。未来研发方向应聚焦于整合式压力测量系统的开发，通过将测压模块集成于工作导丝或支撑导管等常规介入器械，实现一站式血流动力学评估，从而提升术者操作效率并缩短手术时间。

4.2 钙化及弥漫性病变的评估挑战

对于合并末梢血管病变的糖尿病足患者，FFR的临床应用价值存在局限性。一项针对糖尿病患者的随机对照研究^[45]显示：FFR指导的PCI与非FFR指导组相比，术后3年主要不良心血管事件(包括全因死亡、心肌梗死、脑卒中及再次血运重建)的发生率差异无统计学意义。Ruzsa等^[46]的前瞻性研究进一步指出，糖尿病足患者经皮腔内血管成形术(percutaneous transluminal angioplasty，PTA)后FFR测值与临床预后的相关性显著降低。

严重钙化病变可能因压力信号衰减导致FFR测值偏差，进而影响介入治疗决策。值得关注的是，基于CT影像的虚拟FFR技术(特别是CT-FFR)通过三维血管重建可精准识别钙化区域，其通过计算流体力学后面加(computational fluid dynamics，CFD)获得的FFR值较传统有创测量具有显著优势^[47-49]。然而，该技术的应用高度依赖高质量、精细重建的下肢CT血管造影图像，且CFD建模模拟需要庞大的计算资源以保证时效性^[50]。

4.3 多模态智能评估体系的构建

针对下肢缺血性疾病的功能评估需求，构建整合FFR、ABI、TBI及TcpO₂的多模态智能评估模型；通过系统采集下肢血管CTA影像、血流动力学参数及临床数据，构建标准化疾病数据库；基于深度学习算法开发智能分析平台，重点优化虚拟FFR的计算效能及复杂病变识别准确率，实现解剖特征与血流参数的动态关联分析，为精准诊疗提供决策支持。

4.4 技术推广与卫生经济学考量

在现有医疗体系下，FFR技术的普及需突破成本控制与卫生经济学效益的双重挑战。可采取分阶段实施策略，在冠状动脉介入领域优先推进材料创新与设备国产化以降低耗材成本，外周血管领域同步开展适应证拓展及循证医学研究。血管外科医师可通过“三甲医院-基层医疗”联动模式，以多中心临床研究、标准化培训及产学研合作推动技术下沉。此外，需建立基于质量调整生命年(quality-adjusted life year，QALY)的卫生经济学模型，系统评估FFR指导的精准介入与传统疗法的成本效益差异，为医保政策优化提供循证依据。

5 结 语

FFR在下肢动脉血运重建中的应用，标志着该领域正从传统的形态学评估迈向以功能学为导向的精准决策阶段。首先，在合并多节段狭窄或症状与狭窄程度不符的间歇性跛行患者中，FFR有助于识别真正引发缺血症状的病变；其次，在血管准备后，FFR可作为血流动力学改善的“功能学金标准”，辅助判断是否已实现有效的血运重建，进而指导DCB的合理使用或避免不必要的支架植入；最后，FFR还可作为术后评估的客观功能学指标，用于预测远期血管通畅率与临床症状改善情况。

尽管FFR技术前景广阔，但其在临床中的全面推广仍面临挑战，诊断阈值的标准化尚未统一、在弥漫性钙化等复杂病变中测量结果的可靠性有待进一步验证，以及其卫生经济学效益尚不明确。未来的重点研究方向应包括开展以临床结局为主要终点的高质量研究，验证FFR指导血运重建是否能够切实改善患者预后；同时，优化测量流程、降低技术操作难度与成本，是推动该技术普及的重要基础。未来可通过多学科协作和医工结合等模式，持续推动这一技术的应用和创新，为实现更加精准化、个体化的下肢血运重建提供有力支撑。

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基金资助

中南大学前沿交叉研究项目(502701008)

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