《JACC: Case Reports》:Coronary Visual Intelligence System (CorVIS) Guided Complex Percutaneous Coronary Intervention
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背景:冠状动脉计算机断层扫描血管造影(coronary computed tomography angiography, CCTA)通常以二维平面及少量固定三维(3-dimensional, 3D)视图显示,可能限制对斑块与血管空间关系的评估。研究人员描述Co
背景:冠状动脉计算机断层扫描血管造影(coronary computed tomography angiography, CCTA)通常以二维平面及少量固定三维(3-dimensional, 3D)视图显示,可能限制对斑块与血管空间关系的评估。研究人员描述CorVIS(一种基于人工智能(artificial intelligence, AI)的冠状动脉可视化系统)在复杂经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention, PCI)中的初步临床经验。病例总结:研究人员呈现3例病例——2例慢性完全闭塞(chronic total occlusion, CTO)和1例重度钙化病变——其中CorVIS提供可自由旋转的3D重建及斑块表征。在每例病例中,CorVIS与特定手术决策相对应,包括所选择的通过方式和钙化修饰策略。所有3例手术均成功完成。讨论:这些病例提示,基于AI的3D CCTA重建可能补充常规影像,用于复杂PCI的术前规划。CorVIS促进复杂PCI的有效性仍有待进一步前瞻性研究验证。要点信息:在该初步病例系列中,CorVIS提供可自由旋转的3D CCTA重建和斑块表征,为复杂PCI的关键手术决策提供信息。
论文主体解读:研究背景与目的方面,CCTA是冠状动脉疾病(coronary artery disease, CAD)诊断与治疗的重要工具,既往研究显示CCTA指导的PCI较冠状动脉造影(coronary angiography, CAG)指导在CTO PCI中具有更高的再通成功率,并数值上减少即刻围手术期并发症。然而,CCTA通常以二维视图及少量固定视角的三维(3-dimensional, 3D)视图显示,难以详细呈现解剖特征和斑块分布;钙化所致开花伪影可影响斑块/管腔评估,且从横断面数据判读3D斑块-管腔关系仍具挑战。血管内影像可提供更多病变细节并改善复杂病变PCI后结局,但在复杂手术中并非总能实施:首先导丝需通过病变,其次成像导管可能无法通过严重钙化病变。为此,研究人员探索基于人工智能(artificial intelligence, AI)的冠状动脉可视智能系统(coronary visual intelligence system, CorVIS)作为复杂PCI术前策略规划的补充影像手段,重点关注CTO和严重钙化病变;该研究为探索性、假设生成性研究。
关键技术方法:研究采用研究专用CorVIS 1.0,对常规CCTA的医学数字成像和通信(Digital Imaging and Communications in Medicine, DICOM)数据进行自动冠状动脉管腔与斑块分割,构建可自由旋转和放大的交互式3D重建;通过梯度分析与边缘增强界定钙化边界,多角度可视化校正平面测量误差,低干扰层面减轻开花伪影,并区分钙化/非钙化斑块及空间分布;其钙化模型基于资深放射科医师的CT判读训练。研究纳入3例复杂PCI代表性病例(2例CTO、1例重度钙化病变),以CorVIS作为术前策略规划的补充影像。重建约3分钟内完成,不含数据传输和人工校正。
研究结果:Case 1为52岁男性心绞痛患者,CAG示左前降支(left anterior descending artery, LAD)近段CTO,造影不能确定近端纤维帽位于箭头A或B处;CCTA示闭塞段内非钙化斑块,但空间关系显示不佳。研究人员原计划缩短血管内超声(intravascular ultrasound, IVUS)导管尖端并进入B处小分支回撤以定位近端纤维帽,但未充分认识到早期采用逆行策略以保留边支的必要性。CorVIS显示近端纤维帽位于室间隔支发出之后,远端纤维帽位于对角支起源之后,有助于穿刺部位定位,并促使更早采用逆行策略以保留心肌功能;若导丝在对角支起源处进入内膜下空间,可能导致主要对角支闭塞并进一步损害心功能。手术经桡动脉7-F BL 3.0指引导管前向、股动脉7-F JL 3.5指引导管逆行完成,Fielder XT导丝顺利进入对角支,双腔微导管辅助平行导丝技术未能进入LAD远端真腔,Pilot 150导丝配合Finecross微导管经逆行通过闭塞段,于LAD近段植入3.0 × 28 mm药物洗脱支架(drug-eluting stent, DES)。Expert Commentary指出,该病例的关键挑战在于准确定位纤维帽并最大程度保留基线心功能,CorVIS提供高质量影像洞见后,术者及时调整策略,完成CTO再通并保留所有关键边支通畅。
Case 2为57岁女性,胸痛3年,既往因LAD和左回旋支接受PCI;CAG示右冠状动脉(right coronary artery, RCA)近段CTO,存在从圆锥支至远端后降支(posterior descending artery, PDA)的同侧侧支。CCTA示两端纤维帽钙化,但钙化弧及其与闭塞段的空间关系显示不清。研究人员原计划经造影显示过度迂曲的同侧侧支通道行血运重建,采用kissing-wire技术;按机构实践,对器械不能通过的病变可采用激光或seesaw balloon-wire cutting技术。CorVIS显示从圆锥支至PDA的侧支通道,确认适合导丝通过以行逆行介入治疗;并检测到近端和远端纤维帽均有钙化斑块,远端超过180°的钙化位于侧壁(大弯),提示沿内侧(小弯)壁行导丝通过可能促进通过。手术采用桡动脉7-F Amplatz 0.75指引导管前向、股动脉7-F JL 3.5指引导管逆行,实现“ping-pong guiding catheters”;前向导丝(Fielder XT-A、Gaia 2、Pilot 200和Conquest Pro)未能通过,平行导丝未能通过闭塞部;经同侧分支的逆向导丝通过闭塞段,但前向和逆行微导管均不能通过闭塞段,即使使用延长导管辅助。CorVIS识别的纤维帽内钙化可能是主要影响因素,经无钙化小弯侧行导丝通过可改善器械通过性;最终在逆向导丝指引下,Conquest Pro导丝沿内侧小弯侧前向通过闭塞段,IVUS验证了CorVIS对远端纤维帽内钙化分布的评估,从钙化回避侧通过导丝促进了器械通过,并于RCA植入3枚DES。Expert Commentary指出,CorVIS实现了闭塞段全程钙化分布的全面、精确表征,并清晰描绘导丝推进和器械输送的最佳轨迹,后续由CorVIS指导的手术调整验证了该影像平台对复杂CTO介入的关键临床价值。
Case 3为66岁男性,胸痛3个月,心电图示前壁导联ST段压低;CAG示左主干(left main, LM)和LAD严重狭窄并伴重度钙化负荷。CCTA示LM至LAD中段严重钙化,但钙化与管腔的解剖关系未能确定。术前策略拟于LAD中段行旋磨术,随后增大磨头以充分减容远端LM钙化,确保器械通过性和支架膨胀,并计划使用更大尺寸的冲击波球囊。CorVIS显示LAD中段钙化弧超过270°,LM至LAD近段钙化弧为180°,并显示LAD近段钙化斑块位于深层;此类钙化通常对器械输送和支架膨胀影响较小。研究实施积极旋磨策略,经股动脉7-F JL 4.0指引导管,使用1.5-mm磨头和2.75-mm血管内碎石(intravascular lithotripsy, IVL)球囊预处理LAD中段病变;旋磨后IVUS结果证实了CorVIS观察。Rota-Tripsy预处理后植入2枚DES。Expert Commentary指出,仅凭CCTA或CAG识别的严重钙化并不普遍需要积极斑块修饰策略;该病例中CorVIS精确局部定位病变段内深层钙化斑块成分,显著缩短预扩张准备时间并降低总体手术医疗费用。
讨论部分总结:CCTA是CAD诊断和治疗的重要工具,CCTA指导组在CTO PCI中较造影指导组显示更高再通成功率。CCTA的关键局限包括钙化所致开花伪影影响斑块/管腔评估,以及斑块-血管空间拓扑显示不足;CorVIS可弥补这些局限。CorVIS核心功能包括斑块智能分析(特征、分布)、3D可视化(自由旋转/缩放)、提升CTO/钙化病变PCI质量和效率,以及快速重建(图像重建3分钟内完成,不含数据传输和人工校正)。多种无创和有创影像模式可用于评估斑块和识别易损斑块;血管内影像可识别更多病变细节并改善复杂病变PCI后结局,但在复杂手术中并不总能实施。CorVIS作为基于CCTA的分析系统,可实现斑块组成和空间分布的精确术前标测,促进优化介入规划以改善手术结局;当前迭代版本不能完全替代血管内影像。AI可提高斑块评估速度和准确性,但其临床应用需基于大型多样数据集对可重复性、稳健性、泛化性和可靠性进行严格验证;CorVIS依据超过1500例CCTA建立,并通过800例CCTA数据验证,包括复杂病变;一项验证CorVIS效果的随机对照研究正在设计和实施中。局限性包括:重建依赖CCTA质量,严重伪影和小于1.5 mm的迂曲边支可能触发重建错误;在处理的134例复杂PCI数据集中,7例因严重伪影重建失败;CCTA固有采集原理即使在合格图像中也可能导致微钙化遗漏;该版本缺乏定量测量,仅支持导丝通过前术前规划,不能替代血管内影像,校准的新版本正在开发中;其3分钟自动重建不包括图像传输和专家审阅。
研究结论翻译:CorVIS可帮助术者识别冠状动脉解剖特征和斑块分布。该系列病例显示,CorVIS作为一种新型基于AI的3D可视化及PCI术前规划工具具有可行性和临床潜力。作者:Dingyu Wang|Qiang Gao|Xingzuo Liu|Jinwei Tian|Zhiren Zhang|Yue Li。