基於 micro-CT 影像進行冠狀動脈支架貼壁不良血栓形成分析
概述
支架內血栓是冠狀動脈支架及支架介入治療的主要併發症，雖然發病率較低，但往往是不可預料和致命性的，因此僅透過臨床研究很難進行機械性檢查。 因此在這些設備的技術進步中，實驗模型對於加深我們對設備安全性和有效性的理解是不可或缺的。 除了模型之外，我們還需要利用先進的成像處理技術的新分析方法。 在已建立的冠狀動脈支架性能流動迴路模型中使用數位訊號處理，以研究幾何支架特徵引起的局部流動效應及其最終與血栓形成的關係。
亮點
- 使用 Micro-CT 影像資料研究幾何支架特徵及其與血栓形成的關係
- 使用 Simpleware 軟體重建支架支柱，並將定量數據連結到 MATLAB 進行分析
- 實驗數據和先進影像處理相結合，深入了解支架設計和血栓形成
收集實驗數據
使用體外流動迴路裝置來模擬與人類冠狀動脈類似的血流條件。 支架在一定範圍的膨脹條件下部署在流動迴路內。 流程循環完成後，對樣品進行 micro-CT 掃描，並匯出 DICOM 檔案以在 Simpleware ScanIP 中進行處理。
使用 Simpleware 軟體進行影像處理
將 micro-CT 數據匯入 Simpleware ScanIP，使用先前實驗測試中預先計算的閾值水平來根據凝塊形成和液體體積來分割支架支柱，平滑濾波器進一步用於創建連續結構，作為 3D 視覺化工作流程的一部分，Simpleware ScanIP API 隨後用於提取每個 micro-CT 切片的每個遮罩的像素閥，並繪製為凝塊形成的指示，利用自訂 MATLAB 程式進一步提取支柱位置並根據每個切片上的遮罩像素值計算牆壁距離。
圖：用 Simpleware ScanIP 軟體重建的支架支柱
結果和未來展望
結果表明，幾何支架特徵在凝血模式中發揮重要作用，特別是在對應於 1.606mm 幾何距離的 0.6225Hz 頻率下。 所有樣本中幾何特徵和凝塊分佈之間的幅度平方相關性均大於 0.4。
圖：頂部三個面板顯示每個樣本的壁距離與沿血管的長度，其中紅點表示每個 microCT 切片的中位數，綠點表示平均值。 灰色陰影區域顯示沿血管長度的每個切片的 25%-75% 四分位數範圍。 底部面板顯示凝塊形成與沿血管的長度，計算為定義為凝塊的像素數除以每個血管的管腔定義像素總數
在壁貼合不良的支架中，最大貼合不良範圍為 0.27 毫米至 0.64 毫米（現實世界的異質性模型），發現血栓形成在支架支柱之間，而不是直接鄰近支柱。
圖：相位滯後顯示支柱上沒有血塊，而是分散在支柱之間
這項早期工作展示瞭如何使用實驗台式方法和先進的圖像分析來更深入地了解存在的凝塊形成的數量，以及凝塊的空間位置。 這種方法可以更詳細地研究支架設計和在桌上型環境中血栓形成的部署之間的相互作用。
參考資料
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