Intravaskuläre optische Kohärenztomographie: Unterscheidung verschiedener Plaquetypen und Vermessung von Gefäßdimensionen in atherosklerotischen Unterschenkelarterien ex vivo

Zusammenfassung

Ziel: Die intravaskuläre optische Kohärenztomografie (OCT) ist eine neue, auf Infrarotlicht basierende Technik, die Arterien mit einer Auflösung von 10 - 20 µm darstellen kann. Der intravaskuläre Ultraschall (IVUS) als derzeitiger Referenzstandard in vivo hat eine räumliche Auflösung von 100 - 150 µm. Die Unterscheidung atherosklerotischer Plaques und die Vermessung von Lumen- und Gefäßflächen peripherer Unterschenkelarterien ex vivo durch die OCT wurde mit der Histopathologie bzw. dem IVUS verglichen. Material und Methode: Untersucht wurden 50 atherosklerotische Arteriensegmente aus 5 humanen Unterschenkelamputaten. Die unterschiedlichen Plaquetypen (fibrös, lipidreich und verkalkt) wurden von zwei unabhängigen Untersuchern eingeteilt und die Sensitivität und Spezifität der OCT im Vergleich zur Histopathologie sowie die Intra- und Interobserverübereinstimmung berechnet. Lumenfläche (LA), Gefäßfläche (VA) und Plaquefläche (PA) wurden vergleichend mit OCT und IVUS bestimmt. Ergebnisse: Bei dem Vergleich verschiedener Plaquetypen fand sich eine Sensitivität von 81 % und eine Spezifität von 89 % für fibröse Plaques, von 100 und 93 % für lipidreiche und von 80 bzw. 89 % für verkalkte Plaques (Gesamtübereinstimmung 83 %). Die Interobserver- und Intraobserübereinstimmung war sehr hoch (κ = 0,86 und κ = 0,89). Auch bei den quantitativen Messungen ergab sich eine hohe Übereinstimmung (Bland-Altman-Analyse [LA]: mittlere Abweichung 0,1 mm² Genauigkeit ± 1,8 mm², r = 0,95 [p < 0,001] Bland-Altman-Analyse [VA]: mittlere Abweichung 0,3 mm², Genauigkeit ± 2,3 mm², r = 0,94 [p < 0,001] Bland-Altman-Analyse [PA]: mittlere Abweichung 0,4 mm², Genauigkeit ± 2,3 mm², r = 0,80 [p < 0,01]). Schlussfolgerung: Im Vergleich mit der Histopathologie ermöglicht die OCT die Unterscheidung verschiedener atherosklerotischer Plaques in Unterschenkelarterien mit sehr hoher Genauigkeit. Quantitative Messungen zeigen eine sehr gute Übereinstimmung mit dem Referenzstandard IVUS.

Abstract

Purpose: Intravascular optical coherence tomography (OCT) is a new technique based on infrared light that visualizes the arteries with a resolution of 10 - 20 µm. Intravascular ultrasound (IVUS) is the current in vivo reference standard and provides a resolution of 100 - 150 µm. This study compared OCT to IVUS and histopathology with respect to the ability to differentiate atherosclerotic plaques and quantify vascular dimensions in peripheral crural arteries ex vivo. Materials and Methods: 50 segments of atherosclerotic arteries derived from five amputated human lower extremities were examined. The different plaque types (fibrous, high-lipid content, calcified) were assigned by two independent examiners, and the sensitivity and specificity of OCT in comparison with histopathology as well as intra- and interobserver consensus were calculated. A comparison of OCT with IVUS addressed the parameters: luminal area (LA), vascular wall area (VA) and plaque area (PA). Results: When comparing OCT and histopathology with respect to the differentiation of various plaque types, sensitivities of 81 % and specificities of 89 % for fibrous plaques, of 100 % and 93 % for lipid-rich plaques and of 80 % and 89 % for calcified plaques were achieved (overall correlation 83 %). Intra- and interobserver consensus was very high (κ = 0.86 and κ = 0.89, p < 0.001, respectively). There was also a high correlation between quantitative measurements (Bland-Altman plot [LA]: mean bias, 0.1 mm² accuracy ± 1.8 mm², r = 0.95 [p < 0.001] Bland-Altman plot [VA]: mean bias, 0.3 mm² accuracy ± 2.3 mm², r = 0.94 [p < 0.001] Bland-Altman plot [PA]: mean bias, 0.4 mm² accuracy ± 2.3 mm², r = 0.80 [p < 0.01]. Conclusion: OCT allows the differentiation of atherosclerotic plaque types in crural arteries with high accuracy compared to histopathology. Quantitative measurements show a high correlation with IVUS, the current reference standard.

Key words

Experimental study - arteries - treatment planning

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