钙化斑块检测10月与深度学习旨在光学和超声波信号:补充鉴定和序言IVUS-OCT导管相结合
Jiayue黄
1,
Kai Ninomiya2,
Shengxian涂
3*,Shinichiro Masuda2,
Jouke迪杰斯特拉
4,苗族楚3,Daixin叮1,肖恩·o·海因斯5,
尼尔·奥利里
2,威廉Wijns1,Yoshinobu Onuma2和帕特里克·w·Serruys2,6
- 1拉姆转化医学研究所和CURAM高威,爱尔兰高威大学
- 2心内科高威,爱尔兰高威大学
- 3生物医学仪器研究所、生物医学工程学院,上海交通大学,上海,中国
- 4图像处理、放射学、莱顿、荷兰莱顿大学医学中心
- 5组织病理学、大学医院戈尔韦和高威大学高威,爱尔兰
- 6国家心肺研究所、伦敦帝国理工学院,英国伦敦
背景:光学相干断层扫描(OCT)可以学习(DL)成为一个有前途的工具自动化斑块特征。然而,其调查结果尚未与光学和超声波信号。
目的:目的是旨在OCT-DL钙化斑块检测,使用综合组织表征技术包括OCT-derived光学特性、血管内超声(治疗作用的虚拟组织学(VH)和回声。
方法:五年后bioresorbable支架植入(BRS), 15例接受10月和IVUS图像。独特的白金标记BRS促进精确OCT-IVUS共同注册。口口相传钙化斑块被OCT-DL被/光学特性,证实了灰度(GS) -IVUS IVUS-VH和回声。OCT-DL之间的一致性和其他形式被kappa统计评估。钙弧以不同的形式被正交线性回归相比。
结果:DL 72年43钙化斑块进行检测与解剖切片,41个(95%)被证实为纯(n = 29)或混合钙化斑块(n = 12)的光学特性。加权kappa OCT-DL和GS-IVUS IVUS-VH和回声是0.69,0.60和0.60,分别。后排除artifactual光学跟踪(n = 5)由导或铂标记,kappa增加到0.77,0.68和0.69,与协议范围在90%和93%之间。钙弧与GS-IVUS源自OCT-DL显示中度相关性和协议(ICCa = 0.81,差异= 1.73±15.25°),IVUS-VH (ICCa = 0.69,差异= -5.60±21.19°)和回声(ICCa = 0.65,差异= 10.28±18.70°)。
结论:10月由深度学习与光学显示大量协议授权和超声波信号。10月提供的综合评估和IVUS预示着潜在的诊断价值的总和IVUS-OCT导管。
1介绍
冠状动脉钙化一直被公认为未来的心脏事件的预测。它的发生与动脉粥样硬化的发展积累(大冢et al ., 2014;Jinnouchi et al ., 2020)。钙化斑块的识别和量化可以实现已血管内超声(治疗作用和光学相干断层扫描(OCT)。
IVUS使整个容器结构的可视化,使这种成像方法适用于检测表面和深钙化斑块。IVUS相比,10月有一个更高的分辨率启用详细的钙化斑块描述和量化。然而,有限的组织渗透的红外光可能排除深钙化斑块的准确检测。
几种技术已经开发和验证与组织学内更好地解释图像(Garcia-Garcia et al ., 2011)。IVUS-virtual组织学(VH)执行射频信号的频谱分析和将组织分为四个主要组件(Nair et al ., 2002)。IVUS-based回声是指动脉外膜的平均灰度级歧视海波和hyperechogenic组织(熊先生et al ., 2007)。OCT图像的光学特性,如衰减和反向散射被组织学证实为区分不同的组织类型(有可能徐et al ., 2008;凡因此et al ., 2010;刘et al ., 2017;张志贤et al ., 2017)。多个算法也已提出了一个增强的解释OCT图像(Athanasiou et al ., 2014;威利格et al ., 2018;您正在et al ., 2019;李et al ., 2020),其中大部分仅限于可微的组织类型,除了胆固醇和泡沫细胞。一个完全自动化的斑块特征算法基于深卷积网络最近开发和验证使用由一个专家小组,注释和OCT-DL显示88.5%的精度描述钙化斑块的OCT图像(楚et al ., 2021)。然而,它还没有全面旨在使用光学和超声波信号。
本研究的目的旨在钙化斑块检测到10月与深度学习(DL),使用综合组织表征技术包括OCT-derived光学特性,IVUS-VH和回声精确对齐已人类冠状动脉的成像与bioresorbable设备搭建植入5年前。
2材料和方法
2.1研究设计和材料
B吸收队列试验(NCT00856856),基线和5年随访10月频域,灰度(GS) -IVUS和IVUS-VH获得15个患者被植入与第二代吸收基线bioresorbable血管支架(BRS)(美国雅培血管,圣克拉拉,CA),两双244μm铂标记嵌入到struts的近端和远端来帮助部署和可视化(Serruys et al ., 2010)。
在目前的研究中,我们分析了5年随访成像数据。支架已经完全吸收和struts不再阻碍钙化斑块的可视化。10月10月DL-based斑块特征,衰减和反向散射分析,GS-IVUS回声增强分析进行,连同IVUS-VH结果,钙化斑块的提供一个全面的评估。研究协议符合伦理指南1975年赫尔辛基宣言反映在一个事先批准的机构的人类研究委员会。各参与机构伦理委员会批准了这项协议,包含之前,每个病人给书面知情同意。
2.2 10月和IVUS收购
IVUS和10月图像获得使用20 mhz,相控阵IVUS导管与电子的旋转30帧/秒和C7、C8频域系统的机械旋转100或者180帧/秒,分别为(曾庆红等人。,2017年;曾庆红等人。,2018年)。IVUS-VH在封闭的舒张末期阶段,评估及其相应的回声GS-IVUS图像进行了分析。
10月的2.3 Co-localization IVUS横断面图
共同注册10月之间口口相传,GS-IVUS IVUS-VH实现手动(曾庆红等人。,2017年;曾庆红等人。,2018年)利用内腔的存在铂的标记位于近端和远端br、和常见的解剖标志如侧枝,静脉,心包,位置和配置的钙化斑块,内腔的形状和特征圆周的斑块厚度、和/或位置或方向关系在所有这些地标。匹配的10月,综述了IVUS的一个专家小组五个经验丰富的心脏病专家(曾庆红等人。,2017年;曾庆红等人。,2018年)。IVUS-VH被认为是限制因素的数量匹配的横断面图像,因为它只是在end-diastole收购。然而,可再生的和精确的共同注册由多个经验丰富的口口相传心脏病学家仍然是目前的主要资产材料。
10月2.4纵向窗口和IVUS
之间的间距10月连续横断面图0.1毫米或0.2毫米。之间的间距连续IVUS截面约0.5毫米,根据病人的心率。此外,斜的潜在影响成像,即。,the imaging catheter positioned obliquely inside the lumen, during separate pullbacks is also not negligible. Thus, a longitudinal window of 0.4 mm was found reasonable for OCT images. More specifically, one or two cross-sections proximal and distal to the index cross-section were also investigated in OCT pullbacks with slice thickness of 0.2 mm or 0.1 mm, respectively.
10月2.5和IVUS分析
所有匹配的分析10月和IVUS截面进行学术核心实验室(Corrib核心实验室,高威大学爱尔兰)。OCT图像分析了由两个经验丰富的分析师(J.H.和K.N.),分别使用DL-based方法和光学属性的方法。回声的分析是由另一个经验丰富的分析师(克里),忽视10月分析的结果。
2.5.1 DL-based 10月分析
腔轮廓、斑块成分和媒体轮廓每10月回调被自动划定使用最近开发的软件包(OctPlus、脉冲医学成像技术、中国上海)(楚et al ., 2021)。斑块成分特点是纤维、油脂的或钙化,和巨噬细胞等生物标志物和胆固醇晶体被确定。额外的细节可以发现在DL算法补充的方法。DL分析后,选定截面的结果记录进行进一步的比较。
2.5.2光学属性的10月分析
分析了光学性质使用定制的和专用的离线软件(QCU-CMS,莱顿大学医学中心、莱顿、荷兰)。内腔和外部弹性膜轮廓检测半自动生成,其次是自动计算的衰减和后向散射系数。
在最初的研究刘et al。(2017),10月的黄金标准图像是来自体外戊二醛固定人类冠状动脉标本。不同组织学斑块是描述和分类的病理学家,谁都不知道的成像结果(刘et al ., 2017)。因此,已钙化斑块被DL视为成像的新形态,并不是直接对人类冠状动脉组织学验证,但可以用其他间接进行验证已成像要么依靠超声波或光学派生参数,证实了先前histomorphometry (Nair et al ., 2002;熊先生et al ., 2007;刘et al ., 2017)。
钙化斑块的描述来自DL担任感兴趣的区域(ROI)的光学属性的分析。更具体地说,钙化斑块的OCT图像描述从DL叠加QCU-CMS软件有30% - -50%的透明度ROI的描述,从而确保两个不同软件之间的相同的ROI。ROI描述后,光学特性包括光衰减和反向散射在每个ROI出口从使用DataCollector QCU-CMS软件(荷兰莱顿大学医学中心,莱顿)进行进一步的分析。
2.5.3 IVUS分析
IVUS-VH之前分析(曾庆红等人。,2017年)和重新使用QCU-CMS 32位版本。使用QCU-CMS回声分析64位版本。五个在血管壁组织类型自动分类:钙化,hyperechogenic upper-echogenic, hypoechogenic,未知的(熊先生et al ., 2007;曾庆红等人。,2017年)。upper-echogenic和未知的子集是为了排除所有重要数据集不占定期组织。
2.6交叉验证的钙化斑块
考虑冠状动脉钙化的复杂性,而不是把它当作一个二进制变量“动静极限的”,我们细分10月ROI纯净,当ROI内钙化是唯一的组织,混合钙化斑块,当有额外的组织组件内的ROI,或non-calcified斑块在没有钙化在ROI,根据数值分布的光学性质(刘et al ., 2017)。细节描述的光学属性的ROI的验证和补充方法补充图S1。
GS-IVUS IVUS-VH和回声,二进制钙化斑块的识别是保留(曾庆红等人。,2017年;曾庆红等人。,2018年)。GS-IVUS,钙化斑块被确认为一个echo-dense面积与声背后的影子(明茨et al ., 2001;曾庆红等人。,2017年;曾庆红等人。,2018年)。钙化斑块在发现IVUS-VH汇合的白色面积超过0.0625毫米2。回声增强,区域灰度级强度高于动脉外膜和伴随着一声影子被认为是钙化斑块(曾庆红等人。,2017年)。
2.7钙化斑块量化
钙化斑块中发现不同的图像模式是自动或半自动量化地根据共识(明茨et al ., 2001)。
10月图片,钙化斑是自动量化OctPlus软件。每个斑块的电弧是通过定位为中心的量角器的引力中心腔(补充图S2A)。以防外侧斑块被导跟踪工件的一部分,它被排除在钙弧与超声波模式进行比较。
GS-IVUS IVUS-VH和回声,钙弧是手动测量使用相同的方法对10月GS-IVUS的声影,IVUS-VH中白色区域颜色和钙前缘伴有声影的回声测定(补充图S2B-D),相比之下,OCT-derived钙弧。
2.8统计分析
报告为连续变量均值±标准差或中位数(四分位数),而作为分类变量计数(百分比)。组之间的差别是使用独立样本进行了测试t以及,Mann-Whitney测试或单向方差分析(方差分析)。配对t以及,Wilcoxon符号秩检验或重复测量方差分析是用于两两相比,是合适的。不同成像模式之间的协议使用线性加权k计算。鉴于当前数据集的聚集特性,引导方法应用500复制,使用病人作为集群(埃夫隆Tibshirani, 1994)。bias-corrected 95%可信区间(CI)是上述统计结果的报道。与SPSS统计评估进行版本27.0.1.0 (SPSS Inc .,芝加哥,伊利诺斯州)和占据SE 15.0版本(德州学院站)。一个双向的值p< 0.05被认为是具有统计学意义。
3的结果
3.1研究人群
七十二年10月co-registered和IVUS截面从15个患者纳入本研究。补充表S1介绍了基线临床特点。
3.2检测的钙化斑块
图1和补充图S3显示两个代表性例子钙化斑块检测的光学和超声波信号。DL划定钙化斑块被进一步确认,分为纯(图1外:我)或混合钙化斑块(补充图S3F-I由光学性质)。
图1。一个代表性的例子显示钙化斑块检测在10月和IVUS,并进一步划分为纯10月钙化斑块的光学特性(一)和IVUS(B)图像co-registered基于先前植入内腔的存在铂标记(蓝色箭头)。7 - 9点钟钙化斑块被VH检测(C),回声(D)和OCT-DL算法(E)。DL发现钙化斑块的轮廓是设置为感兴趣的区域(ROI) 10月衰减的分析(F)和反向散射(G)。通过比较平均的光学特性在ROI值数值结果与组织学研究(设定h)斑块是进一步分为纯钙化斑块。DL:深度学习;IVUS:血管内超声;10月:光学相干断层扫描;VH:虚拟组织学。
钙化斑块的检测提出了五种不同的形式图2。共有43个钙化斑块从72年OCT-DL解剖切片进行检测,其中41个(95%)钙化斑块被光学特性进一步验证。29(71%)的这些验证roi分为纯钙化斑,和12(29%)混合钙化斑块。在GS-IVUS 46钙化斑块,其中37例(80%)也被OCT-DL。五十和42钙化斑块检测IVUS-VH和回声。
图2。由OCT-DL钙化斑块的检测,光学特性和超声信号。*在目前的研究中,仅当OCT-DL光学属性的10月分析发现钙化斑块。g:灰度。在其他的缩写图1。
光学和超声信号之间的不整合观察13个实例。四个钙化斑块被OCT-DL证实了算法和光学性质,但不是通过超声波信号。九个钙化斑块被检测到的所有三个超声波模式,但没有确定OCT-DL。提出了不调和的可能的解释图3。五超声波signal-detected钙化斑块,相应地区10月没有捕捉到的光信号由于工件(置入导丝的影响图3 b1-b4)或创建的影子之前植入内腔铂标记(图3 c)。三个IVUS-detected钙化斑块“错过”10月可能由于有限的红外线穿透深度(图3 e1-e3)。没有具体的原因可能是发现一个不整合(图3 d)。一项协议在所有形式的缺乏在24匹配解剖切片观察钙化斑块。
图3。可能的解释为10月之间的不整合和IVUS钙化斑块的识别。九个钙化斑块被OCT-DL超声波探测到信号而不是(一)。10月之间的冲突和IVUS钙化斑块的识别可能引起钙化斑块背后工件置入导丝(B1-B4)背后,钙化斑块内腔植入铂标记(C)或钙化斑深度(E1-E3)。有一个情况,我们无法解释不一致(D)。值得注意的是,B4的钙化斑块在7号到9号9点已经被确认通过光学和超声波信号(绿色箭头)。C和E1是相同的解剖切片,不一致的原因是不同的。缩写的图1。
3.3 OCT-DL和超声信号之间的一致性
OCT-DL之间的一致性和超声波信号在钙化斑识别提出了表1。72年一系列的解剖切片,OCT-DL之间的协议和GS-IVUS IVUS-VH和钙化斑块回声检测分别为90%,87%和87%,加权k是0.69、0.60和0.60 (补充表S2),分别。扣除后的五个情况下相应的领域IVUS-detected钙化斑块10月没有成像光束,协议提高了93%,90%和90%,加权k是0.77、0.68和0.69 (补充表S3),分别。
表1。OCT-DL和超声信号之间的一致性钙化斑块的识别。
3.4钙电弧比较
钙弧之间的一致性测量OCT-DL和测量获得从三个超声波成像技术介绍补充表S4和图4。八个钙化斑块被排除在钙电弧比较自斑的一部分隐藏在10月导阴影,导致29适当钙化斑块成像与GS-IVUS和IVUS-VH成对比较。钙弧以回声,25钙化斑块包括成对比较。
图4。钙弧之间的和谐来源于OCT-DL和三个超声成像模式。Passing-Bablok回归和Bland-Altman情节比较钙弧源自OCT-DL GS-IVUS(A, B),IVUS-VH(C, D),回声(E, F)。A, C, E,实线和虚线对应安装回归线和95%的置信区间,分别。在B、D和F,实线和虚线对应于平均差和平均差±1.96 * SD,分别。g:灰度,SD:标准差。在其他的缩写图1。
良好的相关性和协议被OCT-DL观察钙弧之间的测量,GS-IVUS (ICCa = 0.81(95%置信区间:0.68—-0.91),差异= 1.73±15.25°),而一致性利率温和钙弧源自OCT-DL进行对比,以IVUS-VH (ICCa = 0.69(95%置信区间:0.54—-0.81),差异= -5.60±21.19°]和回声(ICCa = 0.65(95%置信区间:0.46—-0.83),差异= 10.28±18.70°]。
4讨论
本研究的主要发现可以概括如下:1。10月DL与IVUS显示大量协议授权的钙化斑块检测;2。的集成光学性质使精制钙化斑块亚型分类也凸显了DL算法的可靠性;3所示。10月的互补性和IVUS是再一次证明,设置结合IVUS-OCT导管的序言。
新奇事物的研究之一是精确和全面OCT-DL交叉验证。虽然10月斑块的检测和IVUS先前相比(王et al ., 2017;Shimokado et al ., 2019),钙化还是手动确认没有实施任何定量组织表征技术。我们所知,这是第一个研究试图建立一个量化,客观、全面交叉验证正是co-registered 10月和IVUS之间。本研究的发现改进我们对现实的理解从收敛(经常)和不同信息源(有时)。
在以前的研究中,10月验证体外人类标本组织学检查固定使用传统方法(李et al ., 2013;迪维托et al ., 2015)。序列的干燥后,切片由戊二醛和变更,标本的histomorphometry往往被改变,导致明显的尺寸变化可能影响解释。已经进行了一些尝试验证新鲜组织(10月Brezinski et al ., 1996;Yabushita et al ., 2002;张志贤et al ., 2017)。通过与OCT图像匹配组织学部分,描述性的定义提出了不同的斑块,随后申请未来分析(张成泽et al ., 2002)。使用类似的方法,对比了10月和IVUS,互补性一再验证(张成泽et al ., 2002;川崎et al ., 2006;李et al ., 2013;布朗et al ., 2015;Nakano et al ., 2016)。
然而,大多数这些研究仍局限于手工和定性的解释,在钙化斑块被视为一个“动静极限的变量(明茨et al ., 2001;Tearney et al ., 2012;曾庆红等人。,2017年;曾庆红等人。,2018年),无论冠状动脉钙化的各种模式及其进步的性质(大冢et al ., 2014;Ijichi et al ., 2015;Jinnouchi et al ., 2020)。如何准确地识别和量化斑块更加自动化和客观的方式仍然是一个未满足的需要介入心脏病学家和生物医学工程师。一些技术已经发展在过去的15年里Komiyama et al ., 2000;Nair et al ., 2002;熊先生et al ., 2007;徐et al ., 2008;凡因此et al ., 2010;Garcia-Garcia et al ., 2011;Athanasiou et al ., 2014;刘et al ., 2017;张志贤et al ., 2017;威利格et al ., 2018;您正在et al ., 2019;李et al ., 2020)。随着人工智能的出现,深刻的学习算法为我们提供了另一个有前景的解决方案。在目前的研究中,通过引用的数值分布的光学性质,95%的DL-detected钙化斑块被证实,强调这种新方法的可靠性。同时,完善分类DL-detected钙化斑块亚型也提出了。更纯粹的钙化斑块组中观察与完美optical-ultrasound一致性相比的部分一致性(76%与50%),表明之间的潜在联系钙化模式和光学/超声波一致性。未来的研究需要进一步调查中包含的有价值的信息光学性质,及其潜在的应用程序筛选“假阳性”的斑块被DL。
尽管OCT-DL钙化斑块提供了准确的识别,它将不可避免地影响10月固有的局限性包括信号无效由于植入铂标记或导工件(图3,补充图S4),后者可以被避免,提前撤出导丝鞘的回调(崔et al ., 2019;刘et al ., 2020)。值得注意的是,钙背后隐藏着铂金标记和导工件的临床重要性关于他们的规模相对较小。失败后扣除5例,钙化斑块成像由于上述10月artifactual混杂因素,大幅增加光学观察和超声信号之间的一致性(κ:0.69 - -0.77)。
类似于之前的研究,特色的钙化斑块隐藏在重要的光衰减的地区变得不那么明显的10月,从而无法识别这种斑块没有先验知识(图3,补充图S5,补充表S5)。IVUS,它收购了20 MHz探针,提供足够的组织渗透。尽管它的决议并不高达新开发的高清IVUS导管(下巴et al ., 2016),它仍然是足够的钙检测。此外,在缺乏从血散斑噪声(20 MHz),腔内可以很容易地划定区域,进一步确保浅和深钙化斑块的准确检测。值得注意的是,钙更深位于动脉壁或接口的媒体/动脉外膜以某种方式相比更少的临床相关的一个定位表面上(马尼et al ., 1994;Sugiyama et al ., 2019)。因此,维护OCT-DL的预后价值,无论其劣质探测深度钙的能力。
有趣的是,我们也发现有6被OCT-DL钙化斑块,但不是通过超声波信号(补充图S6)。四个钙化斑块被进一步证实了光学性质(补充图S6A, B, C, F)。出于这个原因,我们怀疑这四个DL-detected钙没有“被错误”,但可能在冠状动脉钙化的早期阶段,当细微变化组织成分被光信号和10月观察到图像的特性相对密集的纹理和高于正常的反向散射,但不是在某种程度上可以创建可检测不同超声波信号。休息2 DL-detected钙化斑块(补充图S6D, E),我们没有发现任何支持从其他来源的发现。值得注意的是,这两个钙化斑块通常是小,超声波信号是否能够检测这种小钙化没有病理参考标准仍然是未知的。然而,这种钙化的存在是有限的临床相关性考虑他们的规模相对较小,而事实上他们只发生在横截面上分开。
此外,有一些冲突在超声波信号,在GS-IVUS、IVUS-VH和IVUS-echogenicity钙化斑块的识别。总共8解剖切片显示有争议的结果。一半的不和谐已经钙化斑块被GS-IVUS和IVUS-VH,但不是通过IVUS-echogenicity (补充图S7)。事实上,IVUS-echogenicity分类这些4钙化斑块hyperechogenic组织。一个可能的解释可能是如下:这四个钙化区域的信号强度未达到数值在回声阈值算法,可能由于存在纤维化或油脂的组件内的钙化,这降低了这些区域的信号强度。休息四个解剖切片被IVUS-VH钙化斑块,但不是通过GS-IVUS或IVUS-echogenicity (补充图S8)。这些发现钙化斑块确实比其他组织“亮”,这主要是由于BRS铂标记。然而,我们没有观察到任何声阴影背后的组织。出于这个原因,我们怀疑IVUS-VH mis-identified这些钙化斑块。
尽管IVUS的高超能力确定深钙化斑块,独特的钙和超声信号之间的相互作用,即。,the acoustic shadow, in turn becomes an obstacle for visualization of tissue hidden behind calcium and prevents precise morphological assessments of calcium area, depth, thickness and volume (补充表S5)。IVUS相比,10月有价值的能力“看穿钙”,并描述背后的组织(川崎et al ., 2006),提供的红外信号到达深层斑块。此外,10月授权通过DL也为自动化提供了独特的价值和综合量化(钙补充表S5)。
虽然10月之间的一致性和IVUS是实质性的,我们观察到一个温和OCT-derived和IVUS-derived钙弧之间的相关性。这个不完美的一致性预期,因为不同的物理信号提供不同的空间分辨率。对于GS-IVUS,电弧的电弧声测定钙的影子。钙化是non-confluent缺口约为100毫米(很常见),超声波信号的一部分可以“通过”钙(明茨,2015),导致GS-IVUS-derived钙弧的低估。因此,钙弧衡量OCT-DL被发现数值大于GS-IVUS在当前数据集,但统计上显著。此外,对于相似性的目的,我们测量了钙弧腔的引力中心。然而,位置和电弧声阴影的钙化斑块在IVUS往往是影响导管的位置,成为另一个钙弧的混杂因素的评估。然而,由于缺乏“黄金标准”和相对较小的样本量在目前的研究中,我们目前的研究结果可能不足以提出结论,IVUS低估了钙弧。未来的研究与更大的数据集,可能获得IVUS-OCT导管相结合,可以解开钙弧之间的数值一致通过测量这两种形式。
4.1结合IVUS-OCT导管
当前的研究再一次说明了10月的互补性和IVUS。结合使用这两个协同,multiparametric成像模式演示了相当大的好处(布朗et al ., 2015)。虽然提供了一个综合评价,将10月和IVUS的优势可能被不同的心脏部分取消阶段期间,两个回调执行和斜成像的影响(补充图S9)。此外,测量同一段长度也倾向于10月之间的不同和IVUS回调(Gutierrez-Chico et al ., 2012)。最重要的是,精确的共同注册10月之间口口相传和IVUS通常是乏味而耗时的。值得注意的是,上述缺点很容易绕过使用IVUS-OCT成像相结合。到目前为止,多项研究已经进行的开发和测试结合导管(李et al ., 2013;阿方索et al ., 2021;愣et al ., 2021;高桥et al ., 2021)。正是co-registered图像和组织特性实现了在目前的研究中,另一方面,提供的一个例子是易得的使用结合IVUS-OCT导管(补充视频S1)。
4.2临床角度
10月OCT-DL可以应用于任何回调没有限制的成像系统。在不久的将来,导管的应用结合,一旦由OCT-DL授权和image-derived生理评估(黄et al ., 2020;楚et al ., 2021;Yu et al ., 2021),有潜力提供精确的“3 g”,即通过结合histomorphometry三重指导,解剖学和生理信息从单一的回调。提供的综合信息结合导管便于更准确的治疗,尤其是当斑块负担和详细的形态学评估,如钙厚度,使用单一形态由于未能实现图像分辨率和信号渗透之间的权衡。OCT-DL分析是在30年代的平均时间为每个回调(楚et al ., 2021),进一步保证其应用程序实时评估导管实验室。同时,DL已经提供的精确和自动化斑块量化潜在的指导和评价斑块的影响改性技术和PCI过程策略。
此外,本研究的研究结果也提供了一些新见解对未来的研究方向,包括透明导光的发展消除工件导10月的存在,和AI-empowered高频IVUS图像使自动化实时组织特征。另外,在当前的研究中建立的方法为斑块特征和交叉验证可能会进一步实施大数据集从结合IVUS-OCT导管组织类型包括地区渗透和泡沫细胞胆固醇晶体,后者与不良临床事件(密切相关臼井仪人et al ., 2021)。
4.3限制
目前的研究仅限于15例,结果在更广泛的比预期的置信区间估计为了使可靠的推断和一个相对较小的数据集,后者主要是由于整合electrocardiogram-gated IVUS-VH (曾庆红等人。,2017年;曾庆红等人。,2018年)。然而,精确的共同注册利用独特的口口相传的BRS铂标记确保当前数据集的质量。此外,10月的不同切片厚度和IVUS可能阻碍共同注册准确性口口相传。因此,10月固定纵向窗口应用作为一个合理的妥协。虽然钙分类提炼使用光学性质,当前三倍的解释似乎仍然不足(马尼et al ., 1994;大冢et al ., 2014;Jinnouchi et al ., 2020)。此外,只有钙化斑块被认为是进行分析。从目前研究结果可能不适用于钙化结节的鉴别,因为钙化结节中,并未观察到当前的数据集。未来体外的研究是必要的验证结果来源于这些技术使用金本位制,即。组织学结果。随着导管相结合的发展,大样本大小可以很容易地实现为研究斑块成分和形态之间的相互作用被证实了DL 10月和IVUS精密的分析纯光学和超声参数会告诉我们更多关于光的获胜组合,声音和光谱学。虽然存在钙化BRS植入后已经被先前的组织学研究证实(冯Kossa染色)(Onuma et al ., 2010)的潜在影响的BRS光学特性值得进一步调查。
5的结论
10月由深度学习与光学显示大量协议授权和超声波信号检测冠状动脉钙化。10月提供的综合评估和增强IVUS预示着诊断IVUS-OCT导管相结合的力量。
数据可用性声明
数据集可以在合理的请求共享。请求访问这些数据集应该指向相应的作者。
作者的贡献
概念和设计和/或数据的分析和解释:PS,哟,WW, JD,手稿和圣起草或修改至关重要的知识内容:JH, KN, SM,厘米,DD, SH,没有孩子。最终批准提交的手稿:PS,哟,WW, JD,圣。
资金
这部分工作是支持由中国自然科学基金会(格兰特数字:82020108015和81871460)圣,来自爱尔兰科学基金会的资助通过CURAM PS,由爱尔兰科学基金会赠款(授予数量:15 / RP / 2765) WW, JH,和弟弟。这个出版起源于研究爱尔兰科学基金会的资金支持下授予数量15 / RP / 2765。对开放存取的目的,作者由公共版权CC许可适用于任何作者接受手稿版本产生的提交。
的利益冲突
PS报告个人费用从Sinomedical科学技术、SMT、飞利浦/火山,诺华,Merillife, Xeltis。WW报告研究资助和谢礼微创,医学顾问劝告擎天柱研究和阿尔戈英雄的创始人之一,一个创新的推动者。圣报告从脉冲医学成像技术研究经费和咨询,在提交工作。
其余作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
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补充材料
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关键词:光学相干tomogaphy,血管内超声检查,深入学习,钙化斑块,bioresorbable脚手架
引用:黄J, K Ninomiya,你年代。此外,Dijkstra J,楚M, D丁,海因斯,奥利里N, Wijns W, Onuma Y和Serruys PW(2022)钙化斑块检测10月与深度学习与光学和超声波信号:旨在补充鉴定和序言IVUS-OCT导管相结合。前面。光子学3:1019552。doi: 10.3389 / fphot.2022.1019552
收到:2022年8月15日;接受:2022年11月28日;
发表:2022年12月08年。
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