Intravascular imaging modalities in coronary intervention: Insights from 3D-printed phantom coronary models

Several studies comparing optical coherence tomography (OCT) and intravascular ultrasound (IVUS) have revealed that OCT consistently provides smaller area and diameter measurements. However, comparative assessment in clinical practice is difficult. Three-dimensional (3D) printing offers a unique opportunity to assess intravascular imaging modalities. We aim to compare intravascular imaging modalities using a 3D-printed coronary artery in a realistic simulator and to assess whether OCT underestimates intravascular dimensions, exploring potential corrections. A standard realistic left main anatomy with an ostial left anterior descending artery lesion was replicated using 3D printing. After provisional stenting and optimization, IVI was obtained. Modalities included 20 MHz digital IVUS, 60 MHz rotational IVUS (HD-IVUS) and OCT. We assessed luminal area and diameters at standard locations. Considering all coregistered measurements, OCT significantly underestimated area, minimal diameter and maximal diameter measurements in comparison to IVUS and HD-IVUS (p<0.001). No significant differences were found between IVUS and HD-IVUS. A significant systematic dimensional error was found in OCT auto-calibration by comparing known reference diameter of guiding catheter (1.8 mm) to measured mean diameter (1.68 mm±0.04 mm). By applying a correction factor based on the reference guiding catheter area to OCT, the luminal areas and diameters were not significantly different compared to IVUS and HD-IVUS. Our findings suggest that automatic spectral calibration method for OCT is inaccurate, with a systematic underestimation of luminal dimensions. When guiding catheter correction is applied the performance of OCT is significantly improved. These results may be clinically relevant and need to be validated. Vários estudos de comparação da tomografia de coerência óptica (OCT) com a ecografia intracoronária (IVUS) demonstraram que os valores de diâmetros e áreas medidos por OCT são sistematicamente inferiores. No entanto, esta comparação do ponto de vista clínico é complexa. Os modelos de impressão 3D constituem uma oportunidade para avaliar as modalidades de imagem intravascular. Assim, pretendemos comparar as modalidades de imagem intravascular utilizando modelos 3D de artérias coronárias e avaliar se as medidas por OCT são subestimadas, explorando eventuais correções. Replicou-se, através de impressão 3D, a anatomia do tronco comum com lesão ostial da descendente anterior. Depois da colocação de stent e otimização do mesmo, foram obtidas imagens com IVUS digital (20 MHz), IVUS rotacional (60 MHz, HD-IVUS) e OCT. Foram avaliadas as áreas luminais e os diâmetros. Na avaliação de todas as medidas, o OCT subestimou significativamente as áreas e os diâmetros, comparativamente com o IVUS e o HD-IVUS. Um erro de medida significativo e sistemático foi encontrado na autocalibração do OCT, ao comparar o diâmetro de referência do catéter-guia (1,8 mm) com o diâmetro médio medido (1,68 mm±0,04 mm). Ao aplicar um fator de correção baseado na área do catéter-guia, as medidas obtidas deixaram de ter uma diferença significativa quando comparados com o IVUS e HD-IVUS. Estes resultados sugerem que o método de calibração automática do OCT é pouco preciso. Quando se aplica uma correção baseada no catéter-guia, a performance do OCT melhora significativamente. Estes resultados podem ser clinicamente relevantes e necessitam de validação.