文摘
本研究的目的是描述心血管组织组件和分析不同的组织属性预测冠状动脉易损斑从血管内超声图像(治疗作用。为此,顺序IVUS图像帧得到从人类使用20 MHz导管冠状动脉。内膜和media-adventitial边界之间的斑块区域在所有IVUS图像手动分割。组织组件的斑块区域分为有纤维组织(英尺),fibrofatty组织(FFT),坏死核心(NC),或致密钙(DC)。媒体区和内腔直径也同时估计。此外,外弹性膜(EEM)计算来预测后的脆弱的斑块组织特征。手动分割的可靠性验证方面的国际米兰,intraobserver协议。定量的结果发现,英国《金融时报》和媒体以及数控将好的指标预测脆弱的斑块IVUS图像。此外,内腔不适合早期诊断易损斑,因为低的意义比其他船参数。预测易损斑块破裂,未来的研究应该更多的试验使用不同的组织成分,如额,英国《金融时报》,数控和媒体。
1。介绍
脆弱的斑块被定义为影像学上动脉粥样硬化病变,容易破裂,导致急性冠脉综合征(1,2]。薄fibroatheroma (TCFA)易损斑的标志,特征是作为一个大的脂质池与上覆薄纤维帽(< 65μ米),大量炎症细胞和巨噬细胞渗入恶化斑块稳定性(3- - - - - -6]。
血管内超声(治疗作用是黄金标准评估冠状动脉斑块,管腔,船的特点(7,8],IVUS是一种侵入性的可视化成像模式,允许斑块形态和动脉壁的形态信息的集合9]。然而,尽管目视判读的灰度IVUS可以在斑块钙化组织提取信息,因为IVUS无法准确区分特定的斑块成分,不容易识别易损斑(8,10]。的光谱analysis-virtual组织学(VH)已经演示了一个潜在的提供更详细的定量信息在斑块成分和形态的纤维组织(英尺),fibrofatty组织(FFT),坏死核心(NC)和致密钙(DC) (11]。特别是VH-IVUS使得检测TCFA作为损伤对应两个标准至少在三个连续帧:(1)数控局灶性病变> 10%,没有明显的上覆英尺,(2)斑块体积≥40%12]。
VH-IVUS,然而,也有一些局限性在识别一个脆弱的斑块。首先,VH-IVUS不能可视化TCFA由于其有限的空间分辨率(> 100μ米)。因此,脆弱的斑块的诊断准确性相对较低(≈76%)(13,14),因为它取决于菌斑表征的结果,而这些可能不是足够的。第二个限制VH-IVUS来自其心电图(ECG)的收购。减少射频(RF)衰减和转移由于血液和大量数据的存在,VH-IVUS取决于一个ECG-gated过程(15]。从只有一个结果,射频频谱IVUS帧在每一心动周期记录心电图r波同步的。假设1毫米/秒的速度回落和心率的60 bpm, VH获得在一个心动周期只有一帧/ s,位于峰值非线性波(16,17]。因此,VH-IVUS减少到一个图像的纵向分辨率的30帧/秒的速度相比灰度IVUS [17]。
动脉重塑(AR)可以是一个很好的解决上述局限性。AR提供相对应的补偿船改变斑块的增长造成的积极改造(PR)或消极改造(NR) [18]。公关通常被描述为一个向外斑块边缘动脉的稀疏的媒体,而NR指“动脉壁收缩”斑块区域(19]。急性冠脉综合症患者更普遍地展示公关和一个大斑块面积,稳定性心绞痛患者,往往揭示了NR和一个较小的斑块面积(20.,21]。此外,事后对冠状动脉疾病的研究验证与公关脂质含量较高和斑块易损斑块的特征(22,23]。因此,如果基于“增大化现实”技术和各种心血管参数之间的关系进行定量分析,有可能提高诊断准确性脆弱的斑块。
本研究的目的是描述心血管组织组件和分析不同的组织属性预测冠状动脉易损斑在IVUS图像。本文的其余部分组织如下:部分2介绍了图像采集的细节,评价参数和性能验证。部分3和4分别给出了该系统的实验结果和讨论。最后,部分5总结了纸和确定未来的工作。
2。材料和方法
2.1。图像采集
326 IVUS图像帧得到14从人类冠状动脉急性冠脉综合征患者使用一个成像系统将20 MHz的鹰眼导管(火山疗法Inc .,科尔多瓦牧场、钙、美国)(图1)。顺序IVUS图像帧记录以及同步心电图与8位灰度400×400像素。电动回落速度是0.5毫米/秒,获得30帧/ s。本研究经韩国蔚山大学医院的机构审查委员会(IRB),韩国。
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2.2。评价参数
总共有12个评价参数估计从原始IVUS图像为了分析不同容器属性(表之间的相似之处1)。估计参数分为两组包括面积和直径。腔和血管特性估计的灰度图像,和英国《金融时报》,FFT,数控和直流参数从VH-IVUS获得图像。
此外,外弹性膜(EEM)计算从所有IVUS图像帧预测后的脆弱的斑块组织特征。理论上,基于“增大化现实”技术表明动态变化的额24]。公关是更频繁的不稳定冠状动脉疾病患者,而NR在再狭窄主要有一个重要的角色25]。为了评估改造的程度和方向,应比较容器大小斑块部位相邻参考以最小的疾病(26,27]。公关和NR可以被定义为甚麽更大或更小的斑块网站比参考站点。因此,看起来估计为每个IVUS图像序列和各种船舶性能的相关性进行了分析预测易损斑的初步研究。
2.3。性能验证
对于所有IVUS图像,内膜和媒体外膜(MA)边界是由两个独立的手动跟踪专家在一个月内两次。手动分割的可靠性验证的interobserver协议(IEA)和intraobserver协议(IRA)斑块区域。IEA估计通过分析专家之间的结果,和within-experts结果调查确定爱尔兰共和军。量化的可靠性,验证指标包括面积(A),血管周长(副总裁)、最大腔直径(MLD)和最大容器直径(MVD)计算的分段区域(图2)。
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2.4。统计分析
手动分割,国际能源署和IRA使用线性回归和Bland-Altman分析进行了分析。数据分析使用配对t以及SPSS软件版本21(美国SPSS Inc .,芝加哥,IL)。一个值小于0.05被认为是重要的。
3所示。结果
3.1。国际能源机构和手动分割IRA可变性
表2显示了国际能源署和IRA手动跟踪的结果验证指标包括,副总裁,MLD, MVD 20 MHz IVUS图像。总体平均值的区别(广告)是更大的在IEA组比爱尔兰共和军组;然而,没有明显差异。此外,有最大的广告,而MLD显示最小值。
另一方面,广告都是分布式协议(±2 SD)的限制范围内,接近于零。Bland-Altman分析表明,手动分割执行较低意味着之间的偏见和色散和两位专家。线性分析还显示,手动分割明显高相似度(所有IVUS图像(数据)3和4)。这些结果支持手动跟踪的鲁棒性比较组织属性之间的相似之处。数据3和4描述线性回归国际能源署和爱尔兰共和军的验证指标,分别。
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3.2。额和评价参数之间的相似性比较
表3演示了评价参数和额之间的统计显著性水平的面积和周长。定量结果与英国《金融时报》透露,该EEM强烈相关,数控,和媒体IVUS图像序列具有高度的意义(),而FFT和直流显示相关性相对较低()。此外,所有腔参数包括最小、最大,平均直径明显低协议相比EEM ()。另一方面,所有船舶参数显示显著高相关性的面积和周长甚麽甚麽。
4所示。讨论
通常,VH-IVUS被认为是最有效的方法,诊断急性冠脉综合征患者的脆弱的斑块。特别是VH-IVUS可以根据斑块成分检测TCFA至少在三个连续的图像(12]。尽管VH-IVUS高度准确识别斑块成分在体外和体内,其准确性检测TCFA大约是76%13,16]。在这项研究中,我们试图改善脆弱的斑块的诊断准确性的基础上,基于“增大化现实”技术可以揭示不同的动态变化根据心血管病变类型。更具体地说,似乎和12个评价参数之间的相关性研究本研究选择最佳参数诊断脆弱的斑块。
组织特性之前,两个独立专家手动跟踪边界(内膜和MA)两次。第一次和第二次估计是另一个在一个月内获得准确的斑块区域。手动分割基于Bland-Altman和线性回归分析被用来评估参数包括,副总裁,MLD和MVD。可变性之间分割的结果两位专家是非常小的。他们的相关系数相当高的所有评价参数()。此外,Bland-Altman情节透露,大部分的平均差异是协议的范围内。这些发现支持手册参考数据是比较有用的组织属性的额。
额和组织属性之间的相关性分析结果显示,英国《金融时报》,数控和媒体有显著相关性,而甚麽FFT和直流相对较低相关性的额IVUS图像。易损斑块的病理特性包括积极改造船(PR)定义为一个大的脂质和薄纤维帽(< 65μ与巨噬细胞浸润(米)28,29日]。然而,IVUS无法检测薄纤维帽和巨噬细胞浸润由于其有限的空间分辨率。因此,重要的是要找到一个关键指标,清楚地反映了脂质特征诊断脆弱的斑块。关于VH-IVUS, FFT和数控通常被视为脂质在英国《金融时报》被认为是密集的胶原蛋白(11]。因此,临床医生可以诊断心血管疾病基于FFT的分布和数控。然而,我们的实验结果代表斑块相关的不同方面。虽然数控报道强烈与公关在先前的研究30.- - - - - -32),FFT的相关性相对较低(与公关)。这可能是由于这样的事实:FFT不仅包括脂质成分,而且胶原组织和公关不显著相关。换句话说,FFT具有显著的脂质interspread胶原蛋白可能导致上述低与公关相关。基于这些实验结果,可以得出结论,FFT不适合预测从IVUS图像脆弱的斑块。
一般来说,公关病灶具有较高的脂质含量和巨噬细胞计数,这两个标记验尸斑块易损性的研究(22]。本研究结果显示EEM脂质含量有密切关系。英国《金融时报》和媒体也发现好脆弱的斑块诊断的指标。这是一个十分有趣的结果。正如上面提到的,英国《金融时报》没有明显与脆弱的斑块。然而,额扩大时,斑块病变区域的体积大大增加,增加胶原蛋白组织(英尺)斑块组件的最大比例。出于这个原因,英国《金融时报》和公关的相关趋势是不同于FFT和公关由于斑块成分,而不是组织的财产。另一方面,流明参数包括最小、最大,平均直径相对较低的意义在与公关的关系。腔网站通常是不会受到病变斑块增长到40%区域狭窄(24]。李等人。18)也报道低腔面积之间的相关性和公关/ NR最小腔的面积网站()。因此,腔似乎并没有与AR不考虑最坏的情况下。
5。结论
本研究的定量结果与英国《金融时报》透露,该EEM强烈相关,数控,和媒体IVUS图像序列具有高度的意义,而FFT和直流显示相关性相对较低。此外,协议相比EEM腔明显低。基于这些实验结果,发现英国《金融时报》和媒体以及数控是一个很好的指标预测易损斑在IVUS图像。此外,内腔不适合早期诊断易损斑,因为低的意义比其他船参数。预测血管破裂,未来的研究应该有额外的实验使用各种组织组件,如基于“增大化现实”技术,英国《金融时报》,数控和媒体。
相互竞争的利益
没有利益冲突。
确认
这项工作是支持的国际合作研发项目(N0000684)资助的贸易、工业和能源(MOTIE),韩国(N01150049,发展高频率带宽(40 - MHz)高分辨率图像系统和探测器技术诊断心血管病变)。