Nicht-invasive Bildgebung von Arteriosklerose

Arteriosklerose ist für die Mehrzahl der Behinderungen und Todesfälle in Industrieländern verantwortlich. Frühere Studien haben gezeigt, dass plötzliche klinische Ereignisse stark mit der Plaquezusammensetzung und dem Grad der Plaqueentzündung korrelieren. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Entwicklung nicht-invasiver Ersatzmarker für Plaque-Entzündungen, um asymptomatische Hochrisiko-Plaques im klinischen Umfeld zu erkennen. Dynamische kontrastverstärkte (DCE) Magnetresonanztomographie (MRT) und 18F-Fluordeoxyglukose (FDG)-Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit kombinierter Computertomographie (CT) haben sich als vielversprechend bei der Charakterisierung und Quantifizierung der Stoffwechselaktivität (d. h. Glykolyse/Entzündung) bei Atherosklerose erwiesen. indem auf das Vorhandensein von Neogefäßen (DCE-MRI) und Entzündungszellen wie Makrophagen (18F-FDG-PET) in Plaques von tierischen und menschlichen Probanden abgezielt wird. Es müssen jedoch mehrere Herausforderungen überwunden werden, bevor diese Bildgebungsansätze in die klinische Praxis übertragen werden können. Ein wesentliches Hindernis für die Anpassung herkömmlicher DCE-MRI-Ansätze an Arteriosklerose ist die Notwendigkeit, Bilder mit hoher räumlicher Auflösung zu erstellen, um die Heterogenität der Plaques zu erfassen. Dies kann mit längeren Scanzeiten erreicht werden, steht jedoch im Konflikt mit der Notwendigkeit einer hohen zeitlichen Auflösung, die für eine genaue Abtastung der arteriellen Eingabefunktion und die Quantifizierung der Kontrastmittelaufnahme erforderlich ist. In Ziel 1 werden die Forscher eine neuartige duale Bildgebungssequenz für die DCE-MRT von Atherosklerose entwickeln und validieren, bei der die Forscher ein AIF-Bild mit hoher zeitlicher Auflösung, aber niedriger räumlicher Auflösung und ein Gefäßwandbild mit hoher räumlicher Auflösung/niedriger zeitlicher Auflösung erfassen um eine genaue Quantifizierung der Kontrastmittelaufnahme innerhalb der Plaques zu ermöglichen. Dieser Ansatz wird sowohl in einem Kaninchenmodell für Atherosklerose als auch bei Menschen mit herkömmlichen Ansätzen verglichen. Die begrenzte räumliche Auflösung herkömmlicher PET-Scanner wirkt sich aufgrund des Partialvolumeneffekts (PVE) auf die Genauigkeit der 18F-FDG-PET-Quantifizierung in atherosklerotischen Plaques aus. A-posteriori-PVE-Korrekturmethoden unter Verwendung hochauflösender anatomischer Bilder, die mit einer anderen Bildgebungsmodalität aufgenommen wurden, können die Quantifizierung verbessern, sind jedoch schwierig, da sie eine genaue Koregistrierung zwischen der anderen Bildgebungsmodalität und der PET erfordern. Die MR ist eine ideale Wahl für diese zweite Bildgebungsmodalität, da sie hochauflösende anatomische Bilder ohne die Verwendung ionisierender Strahlung erzeugt. Ein kombinierter MR/PET-Scanner könnte daher besser für die Entwicklung neuartiger PVE-Korrekturmethoden geeignet sein. Als Teil von Ziel 2 werden die Forscher den kombinierten MR-PET(FDG)-Bildgebungsansatz entwickeln und validieren, um die Quantifizierung der metabolischen Aktivität atherosklerotischer Plaques zu verbessern. Die auf MR basierende Dämpfungskorrektur wird mit der auf CT basierenden Dämpfungskorrektur verglichen. Ansätze zur verbesserten PVE-Korrektur und zur optimalen Zirkulationszeit für die Plaque-Bildgebung werden ebenfalls sowohl bei Kaninchen als auch bei Menschen validiert. Schließlich werden Bildgebungsparameter, die aus der verbesserten DCE-MRT und MR-PET (FDG) abgeleitet wurden, bei Patienten validiert, die sich einer Karotis-Endarteriektomie (CEA) unterziehen, wobei der primäre Endpunkt darin besteht, die Beziehung zwischen Bildgebung und histologischen Markern einer Plaque-Entzündung herzustellen. Darüber hinaus werden die Forscher die Beziehung (falls vorhanden) mit Serum-Biomarkern bewerten und als explorativen Endpunkt die Beziehung der Bildgebung mit der Genexpression von Markern für Plaque-Anfälligkeit durch Echtzeit-PCR untersuchen.