Plaque-Calcium-Charakterisierung und gebrochene Plaques

Atherosklerose, die durch die Ansammlung von Lipiden und Entzündungszellen in den großen Arterien gekennzeichnet ist, ist eine der häufigsten Ursachen für Morbidität und Mortalität in Industrie- und Entwicklungsländern. Eine atherosklerotische Plaqueruptur-induzierte Thrombose oder Arterienobstruktion ist die wichtigste Ursache für das plötzliche und unvorhersehbare Einsetzen eines akuten Arterienschlags. Unser Verständnis der spezifischen Merkmale der anfälligen atherosklerotischen Plaque wurde durch retrospektive pathologische Studien verbessert, die gemeinsame phänotypische Merkmale der atherosklerotischen Plaque identifiziert haben, die am anfälligsten für Rupturen und Auslöser thrombotischer Ereignisse sind. Eine dünne faserige Kappe, ein großer Lipidkern, eine hohe Anzahl von Makrophagen und eine Blutung innerhalb der Plaque wurden alle als Marker der sogenannten „anfälligen“ Plaque identifiziert, die mit einem höheren Schlaganfallrisiko in Verbindung stehen.

Die Verkalkung atherosklerotischer Läsionen wurde lange als ein altersbedingter, passiver Prozess angesehen, bei dem eine Kombination aus hohen lokalen Konzentrationen von Phosphaten und Phosphatidylserinen aus nekrotischen Zellen und einem Fehlen von Verkalkungsinhibitoren zur Ausfällung von Calciumphosphatpartikeln führt. In letzter Zeit haben zunehmend Daten gezeigt, dass atherosklerotische Verkalkung ein aktiverer Prozess ist, an dem komplexe Signalwege und knochenähnliche genetische Programme beteiligt sind. Die Unterscheidung von früher oder aktiver Verkalkung als destabilisierendem Prozess und später Verkalkung als stabilerem Zustand wurde auch durch histologische Studien gestützt. Dies hat zu Interesse an der metabolischen Charakterisierung früher Stadien der Verkalkung geführt, indem die Positronen-Emissions-Tomographie (PET)/CT-Bildgebung von Atherosklerose unter Verwendung von 18F-Natriumfluorid (18F-NaF) verwendet wird, von dem kürzlich berichtet wurde, dass es das Potenzial hat, ruhend zu unterscheiden Bereiche mit anhaltender Mineralisierung und ruhendem atherosklerotischem Kalzium. Dennoch ist die PET/CT eine teure und radioaktive Untersuchung, die für ein großangelegtes Screening oder serielle Verlaufsstudien nicht geeignet ist.

Die MRT ist ideal für serielle Studien von Atheroskleroseläsionen im Laufe der Zeit, da sie nicht invasiv ist und anderen bildgebenden Verfahren bei der Unterscheidung von Weichteilkontrasten überlegen ist. Bei herkömmlicher Gradientenecho-basierter MRT mit TEs im Bereich von 1 bis 2 ms verursacht jedoch die sehr kurze T2-Relaxationszeit von soliden Verkalkungen in der Größenordnung von einigen μs eine fast vollständige Signalauslöschung, was zu einer erheblichen Überschätzung der verkalkten Region führen kann und könnte geben keine Auskunft über die Calciumdichte. Darüber hinaus bedeutet das niedrige oder null Signal von Kalzium mit kurzem T2, dass es wenig Möglichkeiten gibt, die Auffälligkeit durch Verwendung unterschiedlicher Pulssequenzen oder Kontrastmittel zu manipulieren.

Kürzlich wurde ultrakurze Echozeit (UTE)-MR, die den Nachweis der ultrakurzen T2-Komponenten ermöglicht, verwendet, um die Plaque-Verkalkung in Halsschlagadern und Koronararterien ex vivo abzubilden. Die Ergebnisse zeigten, dass UTE-Bilder in der Lage sind, Plaque-Verkalkungen zu identifizieren und eine genaue Quantifizierung von Kalziumvolumina ermöglichen. Gadolinium-basierte Kontrastmittel während der In-vivo-CMR konnten in diesen Ex-vivo-Studien jedoch nicht durchgeführt werden. Agneseet al. glaubten, dass Verkalkungen mit 18F-NaF-PET-Aufnahme als ruhende Bereiche betrachtet werden könnten, in denen eine anhaltende Mineralisierung stattfindet, was ein Schlüsselzeichen für die Identifizierung und Lokalisierung von geplatzten und hochriskanten Koronarplaques ist. Wir nehmen daher die Hypothese an, dass eine verstärkte Karotisverkalkung, die durch UTE-MR dargestellt wird, ein kritisches Zeichen für symptomatische Patienten sein kann.

In dieser Studie werden wir die Machbarkeit einer verbesserten UTE-MR in menschlichen Halsschlagadern in vivo untersuchen. Darüber hinaus analysierten wir die Korrelation zwischen UTE MR und Mikroverkalkung in den Carotis-Plaques. Basierend auf der diagnostischen Fähigkeit der verstärkten UTE-MR für Mikroverkalkung werden wir das Potenzial der verstärkten Verkalkung untersuchen, um symptomatische von asymptomatischen Patienten mit Atherosklerose der Halsschlagader zu unterscheiden, und die prognostische Fähigkeit der verstärkten Verkalkung in der UTE-MR untersuchen.