血管内超音波シーケンスにおける冠動脈内ステント位置と拡張の評価

目的：管腔内冠動脈ステントは、経皮的冠動脈介入（PCI）中に狭窄動脈に展開された金属足場です。効果的な展開を行うには、分岐点や狭窄などの解剖学的構造に関して、ステントを最適に配置する必要があります。血管内超音波（IVUS）は、ステントの正しい配置の指針と評価に一般的に使用されるカテーテルベースのイメージング技術です。Ivusプルバックに沿ったステントの境界と位置を自動的に検出する新しいアプローチが提示されます。このような手法は、ステント展開の最適化を目的としています。 方法：この方法では、シーケンスの安定したフレームの識別と、ステントストラットの信頼できる検出が必要です。これらのデータを使用して、フレームがステントを含む可能性の尺度が計算されます。次に、シンボリック集合体近似アルゴリズムを使用してシンボルに信号の反復およびマルチスケール量子化を適用すると、プルバックにステントの存在の堅牢なバイナリ表現が得られます。 結果：この手法は、5つの臨床センターにわたる国際的な多環境コラボレーションを通じて取得された金属および生体吸着剤のステントを含むin vivo冠動脈の103個のシーケンスのセットで広く検証されました。この方法は、86.4％の全体的なFメジャー、75％のJaccardインデックススコア、手動で注射されたステント境界から2.5 mmの平均距離、および88.6％の全体的なFメジャーで77.7のJaccardスコアから1.5 mmのJaccardスコアの平均距離を持つステント位置を検出することができました。さらに、マラップポジションが存在するシーケンスの角度セクターを表示するために、ルーメンとプルバックに沿ったステントの間の距離を示すマップが作成されます。 結論：自動結果を比較して得られた結果と2人のオブザーバーの手動注釈は、この方法が観察者間変動に近づいていることを示しています。同様のパフォーマンスが金属製と生物吸収性の両方のステントで得られ、メソッドの柔軟性と堅牢性を示しています。

PURPOSE: An intraluminal coronary stent is a metal scaffold deployed in a stenotic artery during percutaneous coronary intervention (PCI). In order to have an effective deployment, a stent should be optimally placed with regard to anatomical structures such as bifurcations and stenoses. Intravascular ultrasound (IVUS) is a catheter-based imaging technique generally used for PCI guiding and assessing the correct placement of the stent. A novel approach that automatically detects the boundaries and the position of the stent along the IVUS pullback is presented. Such a technique aims at optimizing the stent deployment. METHODS: The method requires the identification of the stable frames of the sequence and the reliable detection of stent struts. Using these data, a measure of likelihood for a frame to contain a stent is computed. Then, a robust binary representation of the presence of the stent in the pullback is obtained applying an iterative and multiscale quantization of the signal to symbols using the Symbolic Aggregate approXimation algorithm. RESULTS: The technique was extensively validated on a set of 103 IVUS of sequences of in vivo coronary arteries containing metallic and bioabsorbable stents acquired through an international multicentric collaboration across five clinical centers. The method was able to detect the stent position with an overall F-measure of 86.4%, a Jaccard index score of 75% and a mean distance of 2.5 mm from manually annotated stent boundaries, and in bioabsorbable stents with an overall F-measure of 88.6%, a Jaccard score of 77.7 and a mean distance of 1.5 mm from manually annotated stent boundaries. Additionally, a map indicating the distance between the lumen and the stent along the pullback is created in order to show the angular sectors of the sequence in which the malapposition is present. CONCLUSIONS: Results obtained comparing the automatic results vs the manual annotation of two observers shows that the method approaches the interobserver variability. Similar performances are obtained on both metallic and bioabsorbable stents, showing the flexibility and robustness of the method.