一、定义
定量血流分数检测仪(Quantitative Flow Ratio, QFR)是一种基于冠脉造影影像的无创冠脉功能学评估系统。它通过人工智能算法重建血管三维模型,结合流体力学计算,在无需额外介入手术或压力导丝的情况下,快速评估冠脉狭窄对血流的影响(以血流储备分数FFR值为核心指标),辅助医生判断患者是否需植入支架。
二、核心原理与技术流程
数据输入
采集两个投照角度(≥25°夹角)的冠脉造影动态影像。
三维重建
AI自动分割血管轮廓,构建冠脉树三维几何模型,精准定位狭窄位置。
血流模拟
应用泊肃叶定律计算血流速度。
通过压力-流量方程推导狭窄远端压力。
基于计算流体力学(CFD)模拟血液在血管内的流动:
QFR值计算
公式:QFR = 狭窄远端压力 / 主动脉根部压力
系统自动输出彩色编码的QFR值(正常值>0.80,≤0.80提示缺血需干预)。
▶ 关键技术突破:
无导丝:避免传统FFR测量需植入压力导丝的创伤与费用。
快速分析:5分钟内完成计算(传统FFR需20-30分钟)。
无需血管扩张剂:部分算法(如vFFR)可省略腺苷注射。
三、核心功能与指标
功能 | 输出指标 | **意义 |
---|---|---|
狭窄缺血评估 | QFR值(0-1.0) | QFR≤0.80:提示心肌缺血 |
病变严重度可视化 | 血管三维模型+QFR色彩映射图 | 直观定位缺血病变 |
虚拟支架规划 | 模拟支架植入后QFR改善预测 | 优化介入手术方案 |
术后效果评估 | 支架植入后QFR复测 | 验证血流恢复效果 |
四、**适用场景
冠心病诊断
中度狭窄(40%-90%)的功能学评价,避免过度**。
介入手术决策
替代传统FFR指导支架植入(FAVOR III China研究证实QFR不劣于FFR)。
多支病变评估
快速筛查所有病变的缺血风险,优先处理罪犯血管。
术后随访
评估支架通畅性及新生狭窄缺血风险。
五、与传统技术的对比优势
参数 | QFR系统 | 传统FFR | 冠脉CTA-FFR |
---|---|---|---|
有创性 | 无创(基于造影) | 有创(需压力导丝) | 完全无创 |
操作时间 | <5分钟 | 20-30分钟 | 离线分析需数小时 |
额外成本 | 无耗材 | 导丝费用(约$1,000) | 高计算资源需求 |
血管扩张剂 | 部分算法无需 | **需 | 通常无需 |
精度验证 | 与FFR相关性>0.85 | 金标准 | 略低于QFR |
六、技术局限性与挑战
影像质量依赖
血管重叠、造影剂充盈不佳时精度下降。
钙化病变误差
严重钙化导致三维重建失真。
微循环障碍
无法评估微血管功能障碍对血流的影响。
动态血流模拟
静态模型难以模拟心率/血压瞬态变化。
七、代表设备与认证
设备系统 | 开发商 | 技术特点 | 认证状态 |
---|---|---|---|
AngioPlus® QFR | 博动医疗 | 全球**个NMPA/FDA/CE三重认证 | 中国NMPA三类证(2018) |
CAAS vFFR | Pie Medical | 无需腺苷的流速测算 | 欧盟CE认证 |
FFRangio | Siemens Healthineers | 整合DSA设备即时计算 | FDA批准(2021) |
八、**价值与行业意义
患者获益:避免不**要支架植入,降低手术风险与医疗费用。
医院效率:缩短导管室占用时间,提升PCI手术精准度。
行业推动:
促进泛血管介入手术机器人的智能化决策(如自动规划支架尺寸/位置)。
推动心血管影像AI从解剖学到功能学的升级。
九、重要注意事项
非金标准替代:QFR阴性患者若症状典型,仍需结合IVUS/OCT或FFR验证。
操作规范:需严格按指南采集造影影像(投照角度、造影剂流速)。
适应证把控:不适用于左主干分叉病变、弥漫性狭窄或急性心梗罪犯血管。
十、未来发展方向
实时术中导航:与DSA设备深度整合,术中即时生成QFR。
多模态融合:结合OCT/IVUS影像提升钙化病变精度。
AI预后预测:基于QFR+**数据构建再狭窄风险模型。
总结:QFR系统代表了冠脉介入从形态学向功能学评估的范式转变,以无创、快速、低成本的优势成为精准PCI的"智能导航",正在重塑冠心病诊疗路径。
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