行研|冠脉FFR市场爆发在即,国产厂商引领技术创新

前言

我国冠心病发病呈逐年增加态势,而经皮冠状动脉介入治疗(PCI)是治疗冠心病的主要措施。自从上世纪50年代后期,冠状动脉造影就一直作为冠心病诊断的“金标准”,然而上世纪90年代始,冠状动脉血流储备分数(fraction flow reserve,FFR)的问世使基于冠脉造影的冠心病诊断标准受到了挑战,特别是先前基于造影结果为患者决定是否PCI等决策的理念受到了质疑。一系列的研究证实:FFR可以准确地评价冠脉病变与心肌缺血的关系,并进而指导制定合理的治疗决策,改善患者预后。如今,伴随着冠脉功能学评价技术的日益进步,诸多国产厂商也登上了FFR世界舞台。

一、FFR定义与临床价值

目前中国PCI的手术量已经超过100万例/年,并孕育了一个逾百亿元的冠脉介入产品市场。目前,PCI的适应症大部分基于冠脉造影的结果来决定,但冠脉造影仅能对病变的解剖学进行评价,得到病变部位的狭窄程度,不能客观评价病变与心肌缺血之间的关系。而FFR是指冠状动脉所供血的心肌区域能获得的最大血流与同一区域理论上正常情况下所能获得的最大血流之比,能够从生理学或功能学的角度判断冠脉内的狭窄病变是否真正造成心肌功能上的缺血,从而判断是否植入支架。

图:FFR概念及判读标准

2009年公布的FAME研究显示:与传统X射线冠脉造影指导PCI治疗相比,FFR指导PCI治疗不仅将死亡、心梗等主要临床事件减少>30%,还减少了整体治疗费用。同时观察到71-90%的狭窄病变中,有20%的FFR>0.80,90%以上的狭窄中,仍有4%的FFR>0.80,意味着FFR有望减少PCI手术和冠脉支架的使用。

图:FAME亚组研究结果

2014年公布的RIPCORD研究《常规压力导丝评价是否影响胸痛患者依据冠脉造影制定的治疗策略》显示:对于稳定性胸痛患者,根据冠脉造影确定治疗方案后,再常规应用FFR对病变进行功能学评价,有四分之一的患者需改变治疗方案。同时观察到<30%的狭窄病变中,有13%的FFR≤0.80,31-50%的狭窄病变中,有33%的FFR≤0.80,意味着基于造影判断,相当比例应该行PCI手术的患者回家接受了药物治疗,如常规使用FFR指导,治疗决策将有较大变化,而不仅限于减少支架使用

图:RIPCORD研究结果

基于日益增多的临床证据,FFR测量已在《2014欧洲心脏学会心肌血运重建指南》和《中国经皮冠状动脉介入治疗指南(2016)》中都获得最高等级IA类推荐使用,指南推荐在包括稳定性冠心病和多支血管病变在内的多个临床场景中,使用FFR来指导冠脉介入治疗。


二、冠脉FFR市场概述

冠脉FFR市场主要包括血管内压力测量耗材(目前主要为压力导丝)及配套的动脉生理检测仪。跨国企业在中国推广FFR始于2014年前后,在过去发展缓慢,2020年市场规模约1.3亿元,未来得益于学术进步和支付政策改革,仅考虑造影后的FFR测量(不含CT-FFR筛查),中国FFR年复合增长率将达65%,2025年市场规模预期将达到15亿元。

图:中国FFR市场规模及预测(亿元,以出厂价计算)
发达国家的FFR已实现了较高的应用比例,并仍在增长中。美国在冠脉造影中应用FFR的比例近20%,欧洲发达国家已经普遍超过10%。中国以目前每年300余万例冠脉造影计算,FFR在造影中的应用比例还不足1%,短期内渗透率还有十余倍的提升空间。

图:部分国家近年FFR应用率(FFR/造影)

在过去5年,限制FFR使用的主要因素包括:

1)中国仅有压力导丝一种测量器械可用,相比传统工作导丝操作不便,增加了医生的操作难度;

2)跨国公司(雅培、飞利浦)忽视中国FFR市场,专业教育力度不足,特别是缺少technical sales团队,以及对地市级医院的覆盖;

3)以往推广FFR时,医生认为FFR会减少PCI的手术量,继而影响科室的业务量和收入,客观上对FFR也缺少学习动力。

 

随着支付政策改革、专业教育的推广和新厂商的入场,FFR有望在未来5-10年迎来黄金发展期:

1)2016年FFR进入中国指南(IA级别推荐),2019又通过临床路径专家共识规范了FFR使用,明确了十余种推荐适应症及对应的使用方法;

2)2020年开始冠脉支架大规模集采降价,对科室收入的贡献显著降低,医疗服务价格体系改革也使医生更加回归产品的临床意义本身;且FFR对治疗决策的优化而非单纯减少支架使用的观念更加深入人心;

3)在单病种付费、DRGs等支付政策的推动下,预计FFR将在4-5年内全面医保报销;

4)压力微导管、影像FFR、iFR等新技术的推广,和波科以及国产厂商的入场,都将推进临床使用冠脉功能学检查的市场教育


三、FFR竞争格局

2019年以前,中国FFR市场仅有雅培(原圣犹达)、飞利浦(原Volcano)两家外企产品销售,雅培处于支配地位。随着近两年国产CT-FFR、QFR以及即将上市的压力微导管获批,国产企业将在市场中占有一席之地,并有望反超外企份额。

图:2019年中国FFR市场份额

 

在FFR测量的技术路径中,压力导丝、压力微导管,以及基于影像的FFR测量是三种主要的技术路线。

压力导丝是用于测量冠脉内压力变化的PCI导丝,其直径为0.014英寸,距导丝顶端3厘米处有一压力感受器,导丝进入冠状动脉后可记录该血管部位的实时压力。压力导丝与FFR概念在同一时代问世(1990年代),由压力导丝测得的数值定义了FFR,所以压力导丝是测量FFR的“金标准”。但压力导丝由于其结构限制,产品性能不如工作导丝(头端较重、型号单一、力的传递不理想),在临床中经常需要反复推送FFR 压力导丝才可到达,对于压力导丝难通过的复杂病变,或术后PCI等应用场景,需要在术中与普通工作导丝交换,增加了医生的操作时间,也增大了患者血管损伤的风险。因此压力导丝的性能劣势是限制其扩大使用的因素之一。压力微导管最早由美国Acist Medical公司提出,其开发的Navvus是第一款将压力传感器封装在导管形式上的产品,2014年取得了FDA注册证,也取得了CE注册证。压力微导管在设计上避免了上述压力导丝存在的问题:1)可适配所有的0.014”导丝,针对不同病变使用不同类型导丝,有普通导丝支撑非常容易一次顺利越过病变,操作便利;2)快速交换式设计,无需断开尾端,减少漂移发生概率,便于术后FFR测量;3)便捷实现多次回撤,极大方便了复杂病变的术中测量。根据业内人士估计,目前Navvus压力微导管在全球已占到10-15%的市场份额,还没有进入中国市场的计划。此外,深圳北芯生命科技的压力微导管已获CE证书,并将于2020年内获得中国NMPA注册证。影像FFR按照测量方法不同,主要包括CT-FFR和Angio-FFR。CT-FFR 是基于冠脉CTA图像,通过模拟冠脉最大充血状态下重建冠脉及心肌结构来计算血流及压力的情况。最主要的应用场景是对于原有需要接受CTA诊断的病人进行CT-FFR 的计算,从而筛出病人是否需要进行冠脉介入治疗。冠脉介入治疗的手术方案的确定将进一步由导管室的手术医生根据实际情况来确定。

Angio-FFR或QFR是通过两个以上的冠脉血管造影图像数据,再进行血管的管腔边界分割后,对冠脉血管进行三维重建从而计算得到的FFR值。多个研究显示,通过造影计算得出的QFR与压力导丝测得的FFR存在良好的相关性,与FFR诊断的一致性约90%,但在测量的绝对数值上仍与FFR存在差异,而FFR的绝对数值准确对于临床决策也有重要价值和意义。此外,在复杂病变中QFR的表现仍需验证。

图:FFR主要技术路线对比

四、国内FFR代表厂家

目前国内已获得和即将获得FFR产品注册证的国产厂商有北芯生命科技、博动医学、润心医疗、科亚医疗。

北芯生命科技

深圳北芯生命科技有限公司TruePhysio压力微导管是国际第一个基于MEMS(microelectro mechanical systems,微机电系统)传感器的快速交换FFR压力微导管,已获得CE认证,预计2020年内获得NMPA注册证。有别于使用光纤传感器的Acist Navvus压力微导管,北芯突破实现了MEMS传感器集成于超细微导管上的自主专利封装技术,传感器体积更小,FFR读数与压力导丝高度一致,且具有更加的操控性。除了FFR压力微导管,公司的在研产品—血管内超声成像系统(Intravascular Ultrasound,IVUS),具有世界领先的产品性能:更高的分辨率、更快的成像速度、智能化图像配准和分割等,能够从腔内影像学角度提供更多冠脉的信息,辅助冠脉介入治疗的过程;公司同时也在打造的一款能够提供腔内影像学和功能学一站式解决方案的产品,具有精准、便捷等性能优势的同时,实现功能学和影像学指导PCI的优势。

博动医学

博动医学影像科技(上海)有限公司是一家致力于心脏影像产品研发的创新企业,致力于为冠心病患者提供更好的诊断和评估手段。由博动公司研发的第一款产品——定量血流分数(QFR)测量系统,于2018年获得NMPA颁发的三类医疗器械注册证,成为首个获批的无导丝的在线冠脉血流储备分数评估系统。对比冠脉造影诊断方法,QFR技术诊断心肌缺血的准确度提高33%,相关临床研究正在全球开展。博动公司已与上海交通大学建立了联合研发中心,同时与荷兰Medis医学影像公司建立战略合作,立足创新与研发,把握临床与市场痛点,实现心脏影像产品的持续创新。

润心医疗

苏州润心医疗器械有限公司是一家专注于研发心血管疾病精准诊断与治疗性医疗器械的高科技企业。润心开发的FlashAngio CAFFR测量系统无需使用血管扩张药物与压力导丝,基于两个体位冠脉造影数据,结合实时主动脉压力,进行血管重建、血流计算,从而实现对冠脉狭窄处血流储备分数的精准测定冠脉造影血流储备分数(Coronary Angiography Fractional Flow Reserve,CAFFR),于2019年获得NMPA注册证。

科亚医疗

北京昆仑医云科技有限公司(科亚医疗)深脉分数通过其自主研发的基于血液动力学及深度神经网络的DeepVessel、DeepFFR深度学习算法,利用冠状动脉计算机断层扫描影像(CTA)进行无创功能学分析(CT-FFR),将人工智能技术的应用切入到了临床冠心病诊疗流程之中。在检测效率上将结果产出时间从3-8小时降到10分钟以内,世界领先。为疑似冠心病人群的功能性缺血评估提供新的无创检测方法,从而起到介入导管室的“看门人”的作用,辅助医生对冠心病治疗方案和治疗路线进行更好的选择。并于2020年获得了国内首个AI三类医疗器械“冠脉血流储备分数计算软件”注册证。

结语

2019年中国PCI手术例数刚刚超过100万例,随着老龄化加剧和经济发展,对标发达国家的人均PCI例数,中国PCI手术量仍有2倍的增长空间,最终有望达到300万例PCI/年。伴随精准PCI的理念深入人心,和PCI手术向基层医院拓展,以FFR为代表的冠脉功能学评价和以IVUS为代表的冠脉影像学检查蕴藏着巨量的市场机会。已经崭露头角的国产厂商将和心血管医生一起,为治疗精准化和患者预后改善而努力。