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Ziegler, Franz von (2007): Detektion, Quantifizierung und morphologische Charakterisierung atherosklerotischer Läsionen der Koronargefäße mit der kardialen Mehrschicht-Spiral-Computertomographie. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

Der technische Fortschritt im Bereich der kardialen Computertomographie ermöglicht durch die Einführung der Mehrschicht-Spiral-CT (MSCT) und die damit verbundene verbesserte zeitliche wie auch räumliche Auflösung neue Möglichkeiten in der nicht invasiven Diagnostik der koronaren Herzerkrankung (KHK). Die Grundlage dieser Erkrankung bilden atherosklerotische Veränderungen der Herzkranzgefäße. Mit Hilfe der MSCT lässt sich diese auf zwei unterschiedliche Arten darstellen. Zum einen kommt hierbei die Detektion von Koronarkalk in einem nativen CT-Scan zum Einsatz. Kalk spiegelt nicht nur das Vorhandensein von atherosklerotischen Läsionen wieder, sondern die Menge an Verkalkung, quantifizierbar in unterschiedlichen Scores (Agatston-Score, Kalkvolumen- und Massescore) korreliert mit dem Ausmaß der koronaren Atherosklerose. Allerdings müssen atherosklerotische Plaques nicht zwangsläufig Kalkeinlagerungen aufweisen. Durch die zusätzliche Applikation eines Kontrastmittels gelingt die Darstellung der Koronargefäße in ihrem gesamten Verlauf sowie zudem von Wandveränderungen dieser epikardialen Arterien. Eine beträchtliche Zahl von Studien an kleineren Patientenkollektiven konnte zeigen, dass sich mit Hilfe dieser Modalität mittel- bis höchstgradige Stenosen detektieren lassen. In der vorliegenden Arbeit wurde der diagnostische Stellenwert der kontrastmittelverstärkten MSCT-Angiographie (MSCTA) zur morphologischen Differenzierung und Quantifizierung atherosklerotischer Plaques der Herzkranzgefäße (Plaque-Imaging) evaluiert. In einer Vergleichsstudie mit dem intravaskulären Ultraschall, dem derzeitigen Goldstandard, an 46 konsekutiven Patienten sollte die Sensitivität und Spezifität der 16-Zeilen-CT-Angiographie (Sensation 16, Siemens Medical Solutions, Forchheim, Deutschland) bei der morphologischen Klassifizierung der Plaques untersucht werden. Hierbei wurden mit der MSCTA in 62 von 80 (78%) 3-mm-Koronarsubsegmenten echoarme weiche Läsionen richtig identifiziert. 87 von 112 (78%) Subsegmenten enthielten nach CT-Analyse echoreiche fibröse Läsionen und in 150 von 158 (95%) Subsegmenten konnten verkalkte Areale richtig detektiert werden. In 484 von 525 (92%) Gefäßabschnitten ließen sich atherosklerotische Veränderungen richtig ausschließen. Vorraussetzung waren hierbei eine minimale mittlere Dicke des Plaques von 1,5 mm und ein minimaler mittlerer EEM-Durchmesser des analysierten Segments von 2,5 mm im intravaskulären Ultraschall (IVUS). Entsprechend der verschiedenen Plaquemorphologien im IVUS konnten signifikant unterschiedliche CT-Dichtewerte für echoarme weiche Läsionen von 49 ± 22 Hounsfield-Einheiten (HU) bei einer Spannweite von 14 bis 82 HU, für echoreiche fibröse Areale von 91 ± 22 HU (Spannweite: 34 bis 125 HU) und für kalzifizierte Plaques von 391 ± 156 HU (Spannweite: 162 bis 820 HU) berechnet werden. Damit zeigte sich eine Dichtewert-Überlappung innerhalb der nicht kalzifizierten Läsionen, die sich durch die Natur atherosklerotischer Veränderungen als auch durch die Messunschärfe des IVUS erklären lässt: demnach ist eine strikte Trennung zwischen echoarmen und echoreichen Gewebeanteilen selbst mit dieser invasiven Modalität nicht eindeutig möglich, vor allem unter dem Gesichtspunkt des pathologischen Prozesses der Atherosklerose an sich, bei dem unterschiedliche Stadien von Veränderungen nebeneinander und auch innerhalb eines erkrankten Abschnitts existieren können. Basierend auf diesen Erkenntnissen initiierten wir eine weitere Studie, die eine hypothetische Variabilität hinsichtlich der vorherrschenden Plaquemorphologie bei Patienten mit einer unterschiedlichen Manifestation einer KHK herausarbeiten sollte. Dazu wurden 21 Patienten (18 Männer, 3 Frauen, mittleres Alter: 64,3 ± 8 Jahre) mit einem akuten Myokardinfarkt (AMI) als Erstmanifestation in der unmittelbaren Vorgeschichte (14 ± 5 Tage), sowie 19 Patienten (17 Männer, 2 Frauen, mittleres Alter: 68,5 ± 9 Jahre) mit einer stabilen Angina pectoris-Symptomatik (SAP) eingeschlossen. Mit Hilfe eines 4-Zeilen-Scanners (Volume Zoom, Siemens Medical Solutions, Forchheim, Deutschland) ließen sich signifikante Unterschiede beider Gruppen bezüglich der atherosklerotischen Plaquelast einerseits und der vorherrschenden Morphologie andererseits aufzeigen, die eine enge Korrelation zum klinischen Beschwerdebild aufwiesen. So konnten wir in dem SAP-Kollektiv insgesamt signifikant mehr Koronarkalk und verkalkte Plaquefläche nachweisen (Kalkvolumenscore: 631,4 ± 676,3 vs. 322,4 ± 366,2 [p < 0,04]; Fläche verkalkter Läsionen: 141,88 mm2 vs. 56,9 mm2 [p < 0,003]). Die AMI-Patienten wiesen im Gegenzug insgesamt weniger Plaquefläche auf, die von signifikant mehr nicht verkalkten Läsionen eingenommen wurde (Gesamtplaquefläche: 121,2 mm2 vs. 187,88 mm2 [p < 0,005]; Fläche nicht verkalkter Areale: 26,7 mm2 vs. 7,3 mm2 [p < 0,001]). Damit konnten wir erstmalig, nicht invasiv Unterschiede hinsichtlich der Plaquezusammensetzung und –last bei Patientenkollektiven mit einer unterschiedlichen klinischen Manifestation der koronaren Herzerkrankung bestätigen. Zusammengenommen eröffnet die MSCTA als derzeit einzige nicht invasive Methode, die Möglichkeit einer zuverlässigen Detektion koronarer Plaques. Dies könnte sich nutzbringend bei der Risikostratifizierung zukünftiger koronarer Ereignisse asymptomatischer, wie auch symptomatischer Patienten einsetzten lassen. Außerdem gestattet diese Modalität, zumindest theoretisch, ein nicht invasives Follow-up der Plaqueprogression oder möglicher Effekte medikamentöser Therapiestrategien. Größere Studien, vor allem an Patientenkollektiven mit einer geringen Pretest-Wahrscheinlichkeit für eine KHK müssen folgen, um den klinischen Stellenwert dieses vielversprechenden Verfahrens in prospektiven Ansätzen zu evaluieren.