第二节　iMap

1.iMap的概述

iMap分析功能是波士顿科学公司的iLab血管内超声系统具备的一项功能，它可在手动或自动回拉记录数据的成像过程中自动显化组织特征。iMap功能通过用适于组织类型预测的颜色对斑块区域进行着色以增强当前的灰度IVUS图像。

2.iMap的原理

iMap所使用的组织描述方法采用图像识别算法，而该算法经检验可推断截面IVUS图像上特定小范围关注区（ROI）内的血管斑块组织类型。该算法可将此区域所发射超声射频（RF）信号的频谱与已知组织类型的频谱库进行比较。该频谱库的构建方式是采集尸体解剖标本中斑块的RF信号，而标本中的组织类型已知，随后通过组织学分析确定为纤维化、坏死、脂肪化或钙化组织。通过将特定频谱与频谱库加以比较，不但可以确定最有可能与ROI相关的组织类型，还能够提供所推断组织类型符合实际情况的可能性估计值。然后，对可能性估计值进行标准化以测量各个ROI的置信度，并在系统中显示为Confidence Label（置信度标签）（CL）。向用户提供的已描述斑块组织的图像显示为覆盖于IVUS灰度图像上的颜色层，而且CL值是以色彩深度定性地表示，并在测量值窗格中定量地显示。测量值窗格中的评估面板可分别显示帧（截面）和节段（LongView）视图中置信度以及相关面积/体积的定量结果。该系统能够通过手动或回拉的记录方式显示出纤维化、脂肪化、坏死和钙化组织的特征。

3.iMap的算法

基于频谱推断组织类型时运用的基本概念是频谱相似性。运用此概念，可将血管上某区域的频谱与已知组织类型的频谱库加以比较，从而能够对组织类型进行描述。若要进行这一比较，可用数学上定义的方法对任意两段指定频谱间相似性进行测量（欧几里德距离法）（图3-1-2-1），显示将未知类型区域的频谱（灰度频谱，已复制4次）与检验过程中所获的预定义频谱库（带颜色的频谱）中条目加以比较的过程。本例中显示，输入频谱与频谱库中纤维化条目最为相似，因而，会将相应的ROI识别为纤维化类型。

图3-1-2-1　频谱相似性原理。未知类型区域的频谱（灰度）呈现为叠加于坏死、脂肪化、纤维化或钙化类型对应的典型频谱（带颜色的频谱）上。灰度频谱会被识别为来源于纤维化组织

4.iMap操作方法

按常规步骤进行IVUS数据采集。当数据采集完成后，按下控制面板上的iMap按钮，也可点击成像显示屏上的iMap图标。跟踪协助功能（TraceAssist）可用于确定和勾勒管腔和血管边界。左侧的图像用颜色突显出了管腔和血管的轮廓。右侧的图像则显示了代表管腔和血管之间各种组织类型的色度（图3-1-2-2）。

图3-1-2-2　应用于自动回拉数据的iMap分析

iLab系统可以自动计算出边界内的面积，并在测量值窗格的顶部显示总面积以及最小和最大直径（参见图3-1-2-3）。iMap结果将会显示在面积测量值下的Frame（帧）选项卡中。选中的组织将会进行纤维化、脂肪化、坏死和/或钙化特征分析。也可以使用手动面积测量（手动启动的封闭测量，包括手动面积测量和用户启动的跟踪协助测量），手动面积测量将覆盖自动跟踪协助测量。

图3-1-2-3　显示Frame（帧）选项卡的测量值窗口

此外，还会提供根据波士顿科学公司的专利算法得出的平均置信度标签（CL），该标签基于该区域中的信号特征与组织类型库比对后得出的匹配程度。iMap功能可显示预定范围内各图素的组织类型和计算得出的CL。四种组织类型分别指定一种唯一的辨别色，在截面图像或长轴（LongView）视图中的每一个图素都会根据组织类型用特定的颜色在显示屏上进行标记。这四种组织的指定颜色将会显示在测量值窗格中以供参考。每一图素的CL将会通过色彩浓度醒目地显示出来：对应的色彩浓度越深，置信程度则越高。每一组织类型的平均CL也会用数值在测量值窗格中显示出来。平均CL是指预定范围内某一组织类型中所有图素的平均CL（图3-1-2-3）。

5.iMap的局限性

由于不同组织类型的声波属性重叠，不同IVUS传感器的属性存在差异以及射频波在穿过介入组织和/或血液时会改变携带信息的信号等多方面因素，基于IVUS的粥样硬化斑块组织分类算法仍存在挑战。此外，该算法仅通过斑块组织部位返回的射频信号进行过验证，可能无法正确解析其他部位返回的信号。例如，当应用于存在导丝伪影、钙化病变声影、支架柱、血液和正常动脉组织的部位时，组织图可能会呈现出不相关的组织类型或CL值。信号强度较弱的区域（例如导丝后方、钙化组织后方、或成像较远区域）可能会被划作为坏死组织类型。

（刘　健　侯江涛）