Analyse und vergleichende Bewertung von Aortenkalzium durch Computertomographie und Histopathologie bei Patienten mit Aortenstenose

1. Titel

   Analyse und vergleichende Bewertung von Aortenkalzium durch Computertomographie und Histopathologie bei Patienten mit Aortenstenose.

2. Hintergrund.

   Die kalzifizierte Aortenklappenerkrankung (CAVD) wurde ursprünglich als eine passive Degeneration der extrazellulären Matrix (EM) angesehen. Jüngste Studien haben gezeigt, dass die Entwicklung des Schadensmechanismus komplex ist und dass es sich um einen aktiven (1) und degenerativen Prozess handelt, bei dem sich genetische, umweltbedingte und epigenetische Phasen überschneiden und interagieren, was zu hämodynamischen Veränderungen des Blutflusses, endothelialen Dysfunktionen und Stoffwechselstörungen führt zu Lipoprotein-Cholesterinablagerungen niedriger Dichte in der ME führen, wo gleichzeitig eine zugrunde liegende Infiltration von Makrophagen, oxidativer Stress und die Freisetzung von entzündungsfördernden Zytokinen stattfindet. (2) Obwohl es jedoch mehrere Schadenstheorien gibt, werden einige von ihnen auf eine Vielfalt von Ursachen wie genetisch, angeboren, infektiös und degenerativ zurückgeführt. Schließlich wirkt sich die dynamische und funktionelle Wirkung des Herzens gleichermaßen aus. Sie führt zu einer organischen Verschlechterung, wenn die AD klinische und echokardiographische Schweregrade erreicht, und die einzige therapeutische Option ist der Wechsel oder Ersatz der Aortenklappe.

   Die Beteiligung bildgebender Verfahren wie der Computertomographie etwa an der die Aortenklappe betreffenden Messung des Aortenkalzium-Scores (AVC-CT) als Methode zur Bestimmung des Schweregrades einer Aortenstenose (AS) in Fällen, in denen echokardiographische Messungen widersprüchlich sind , lässt uns das Interesse erkennen, dieses Problem durch verschiedene Untersuchungswinkel zu definieren (7). Bei der AD ist eine fortschreitende Verkalkung der Triggerfaktor, der ebenfalls überwiegend zu einer Aortenklappenobstruktion führt. (3) Derzeit kann eine solche Verkalkung leicht unter Verwendung des gleichen Erfassungsprotokolls und der Agatston-Scoring-Methode quantifiziert werden, wie sie für einen Koronararterien-Calcium-Scan verwendet werden, und ist besonders attraktiv, da sie eine Bewertung des Schweregrads von AD liefert, die unabhängig von der Geometrie und ist ventrikuläre Auswurffraktion. Fortschritte auf dem Gebiet der CT-CVA-Messung wurden in den letzten zehn Jahren gezeigt und sind eng mit hämodynamischen Messungen von mittelschwerer bis schwerer AD in der Doppler-Echokardiographie verbunden, jedoch bis vor kurzem signifikante Überpositionierung von Kalzium aus dem Aortenklappenbereich bei Patienten mit hämodynamisch schwerer AD und solchen mit nicht schwerer AD erschwerte die Umsetzung in der klinischen Praxis.

   Diese Entwicklung hat ein erhebliches Interesse an der Verwendung von CT-CVA als alternative und ergänzende Beurteilung des Schweregrades von AD geweckt, insbesondere bei Patienten mit diskordanten echokardiographischen Befunden. (11) Tatsächlich: 1) CVA ist stark, aber nicht linear mit hämodynamischen Schweregradmessungen bei mittelschwerer bis schwerer AD verbunden (12). Daher kann die Bestimmung von CVA helfen, schwere AD von nicht schwerer AD bei Patienten mit widersprüchlichen Befunden zu unterscheiden, die durch Echokardiographie gemessen wurden, und 3) bei Patienten mit mittelschwerer bis schwerer AD ist CVA wahrscheinlich auch mit einem schnelleren Fortschreiten der AD und mit dem Überleben verbunden. Es sollte jedoch erwähnt werden, dass die Analyse dieser Serie keine Anpassungen des in der Koronararterie der Patienten gemessenen Kalziums vornahm. Obwohl der CVA-Score in den Leitlinien der European Society of Cardiology empfohlen wurde, um den Schweregrad von AD bei den folgenden Erkrankungen zu bestätigen: 1) Patienten mit niedriger linksventrikulärer Ejektionsfraktion (LVEF), Gradient und niedrigem Fluss, bei denen die Dobutamin-Stress-Echokardiographie nicht schlüssig ist und 2) Patienten mit AD mit niedrigem Gradienten und erhaltener LVEF, und dies ist noch nicht Teil der Richtlinien der American Heart Association (AHA) und des American College of Cardiology (ACC) (13).

   Es wurde also vorgeschlagen, die klinische Anwendbarkeit zu etablieren, was sind also die nächsten Schritte? Während die Reproduzierbarkeit der koronaren Kalziumquantifizierung durch Multidetektor-CT zuvor für verschiedene Workstation-Plattformen getestet wurde (14,15), wurde dasselbe bisher nicht für die CVA-Quantifizierung durch Variabilität mit Standard-Gold durch die histopathologische Untersuchung und Bestimmung der Variabilität der durchgeführt CVA-Score gemessen durch CT durch Bestimmung seiner Beziehung durch den Fluss- und Gradientenstatus von Patienten mit AD und Definition, welche Implikationen für die Behandlung des Patienten vorgeschlagen werden können (13,16)

3. Problemstellung.

   Es gibt eine hohe Prävalenz der Aortenklappenverkalkung bei Patienten, die unabhängig von der Ursache (genetische, angeborene oder degenerative strukturelle Fehlbildung) einem Klappenwechsel unterzogen werden. Die frühzeitige Erkennung von Verkalkungen bei diesen Patienten ist entscheidend, da sie einen Klappenwechsel erhalten, der wahrscheinlich zu einer Funktionsstörung zurückkehren wird, wenn es keine Vorgeschichte der Art der Schädigung mit oder ohne vorangegangene Klappenverkalkung gibt. Derzeit wird der ideale Zeitpunkt für den Beginn einer Klappentherapie kontrovers diskutiert, da es nicht möglich war, diejenigen Patienten zu identifizieren, die eine signifikante Klappenverkalkung entwickeln werden. Allerdings ist wenig bekannt über die Beziehung zwischen den neuen bildgebenden Verfahren, die für seine Messung vielversprechend sind, und seiner Korrelation mit Standardgold, dh dem, was auf histopathologischer Ebene quantifiziert wird.

   3.1. Rechtfertigung.

   Ausmaß: Die globale Prävalenz der Aortenstenose beträgt 0,3–0,5 % und 2–7 % in >65 Jahren und der Klappenverkalkung. Gemäß ihrer Definition und den Kriterien zur Klassifizierung einer Klappenstenose erfordern bis zu 30 % einen Wechsel der Aortenklappe aufgrund einer Klappeninsuffizienz.

   Bedeutung: In den letzten zwei Jahrzehnten hat die Inzidenz der Aortenklappeninsuffizienz exponentiell zugenommen und war mit ungünstigen Ergebnissen verbunden.

   Vulnerabilität: Derzeit umfasst der Eckpfeiler des Aortenstenose-Managements Prävention und frühzeitiges Unterstützungsmanagement. Die Identifizierung von Verkalkungen war weder durch Laborparameter noch durch entsprechende Risikofaktoren, die unzureichend und spät sind, eindeutig. Die frühzeitige Erkennung und Intervention einer Verkalkung während der Erkrankung kann die Prognose verbessern, wenn sie frühzeitig erkannt wird.

   Durchführbarkeit: Die Studie wird in den beiden Abteilungen für Immunologie durch Dr. Soto durchgeführt, der die Forschung koordinieren wird (Kardiovaskuläre Medizin durch Dr. Israel Pérez Torres, der Verkalkungen und histologische Veränderungen im Klappengewebe auswerten wird) (Pathologie durch Dr. Aranda, der die Klappenproben verwalten und behandeln wird) und die von Dr. Sergio Críales Vera koordinierte Bildabteilung, die das Klappenkalzium quantifizieren wird). Alle Abteilungen sind für ihre umfangreiche Beteiligung an der Forschung ausgezeichnet.

   Die Untersuchung der Pathogenese persistierender entzündlicher Schäden bei Aortenstenose in Bezug auf den Prothesentyp wird in Zukunft dazu führen, zu bewerten, ob dies ein Faktor ist, der an den wiederkehrenden Schäden bei Stenose, Verkalkung und Verschlechterung beteiligt ist. In den letzten Jahrzehnten hat der demografische Wandel in Mexiko die Zahl der über 65-Jährigen erhöht, die Bevölkerungsgruppe, in der die schwerwiegendste Komplikation der Klappenfunktionsstörung beobachtet wurde. Unabhängig von Alter und Ätiologie handelt es sich jedoch derzeit um eine Bevölkerungsgruppe mit erheblicher Ausbreitung, die sich bis 2030 voraussichtlich verdreifachen wird. Dieser entzündliche Schaden wird die Prävalenz der Aortenstenose erhöhen, und daher werden mehr Patienten eine Klappenersatzoperation benötigen.

   Unser Institut ist ein nationales Referenzkrankenhaus, das eine bedeutende Anzahl von Patienten unter anderem mit Aortenstenose betreut. Ein Viertel der implantierten Klappen wird am Institut gefertigt. Daher ist die Bewertung von Prozessen, die in hohem Maße mit Klappenfunktionsstörungen zusammenhängen, wie z. B. Verkalkung, eine Priorität und wird als Gesundheitsproblem angesehen, das einer Vorbeugung bedarf.

   3.2. Fragestellung.

   Wird bei Patienten, die sich einer Aortenklappenoperation unterzogen haben, die Quantifizierung von Kalzium mit der 4D-Computertomographie-Methode eine vernünftige Korrelation mit der durch die Histopathologie gemessenen haben, und wird sie es auch ermöglichen, sie als einen frühen Prädiktor für eine Dysfunktion vorzuschlagen?

4. Hypothese.

   Arbeitshypothese (H1): Die quantifizierbare Beurteilung des Klappenkalziums durch CT ähnelt der durch Histopathologie gemessenen und sagt eine frühe Klappenfunktionsstörung voraus.

   Nullhypothese (H0): Die quantifizierbare Beurteilung von Kalzium durch CT-Scan unterscheidet sich von der durch Histopathologie gemessenen und sagt keine frühe Klappenfunktionsstörung voraus.

5. Methodik.

   5.1. Studiendesign.

   Kohorten-, Beobachtungs-, Vergleichs- und prospektive Studie.

   5.2.5. Ausschlusskriterien.

   a) Keine ausreichende Probe oder Färbung des Klappengewebes.

   5.3. Stichprobengröße.

   Für die Berechnung des Stichprobenumfangs ist eine Bestimmung des Stichprobenumfangs (zwei Seiten) vorzunehmen, wobei die Mittelwerte und die Standardabweichung (SD) der jeweiligen Items zu berücksichtigen sind. Alle Patienten, die die oben beschriebenen Einschlusskriterien erfüllen, werden für die Bewertung im Zeitraum 2017-2020 berücksichtigt.

   5.4. Datenerfassungstechnik

   Die Datenerhebung wird in drei Phasen unterteilt:

   Präoperativ:

   Sobald die Studienpopulation identifiziert wurde, wird ein persönliches Gespräch geführt, dem Patienten wird das Ziel der Studie erklärt und die Einwilligung nach Aufklärung eingeholt. Für jeden Patienten werden verschiedene echokardiographische Parameter erhoben (präoperatives Echokardiogramm). Die Untersuchung der Klappe, die vor der Operation erforderlich ist, wird in einer Tomographie analysiert, und diese wird zur Messung des Kalziums verwendet.

   Nach der Operation

   Unter Verwendung der bei der Operation erhaltenen Probe des Klappengewebes werden die entsprechenden Schnitte und Färbungen für die Messung des Kalziums angefordert.

   Echokardiographische Studie.

   Die durchgeführte echokardiographische Studie wird von zwei erfahrenen Echokardiographen gemäß den aktuellen Empfehlungen neu bewertet.16 Das Ultraschallsystem Philips iE33 xMATRIX (Philips, Andover Massachusetts) mit X5-1-Schallkopf. Die Abmessungen des linken Ventrikels werden in der langen parasternalen Achse quantifiziert; die Volumina des linken Vorhofs und des linken Ventrikels werden mit der Simpson-Methode berechnet. Die Aortenklappenfläche wird mit der Kontinuitätsgleichung geschätzt. Die Masse des LV wurde mit der Devereaux-Methode geschätzt.17 Die mittleren und maximalen transvalvulären Aortengradienten werden in der apikalen Projektion von drei oder fünf Kammern erfasst, wo ein geeignetes kontinuierliches Dopplerspektrum und die höchste transaortale Geschwindigkeit erhalten wurden. Der systolische Druck der Pulmonalarterie wird geschätzt, indem der rechtsatriale Druck zum Gradienten der Trikuspidalinsuffizienz addiert wird.

   Computertomographische Auswertung.

   Die Studie wurde mit einem Multidetektor mit doppelter Energiequelle von 256 Schnitten Definition Flash Medical Systems Forcheim Deutschland (128 x 2) durchgeführt, wobei die prospektive Additivierung in der besten diastolischen Phase (65-70 %) mit 3 mm dicken Rekonstruktionen und 3 mm Abstand durchgeführt wurde Kernel B 35f Filter und Gesichtsfeld nur auf das Herz eingestellt. Die Bilder wurden auf einer Workstation verarbeitet (SmartScore von Syngo via, Waukeesha WI Electronics for Medicine. Die Ergebnisse wurden in Agatston-Einheiten ausgedrückt. Die Untersuchung wurde ohne Kontrastmittel und mit einer Strahlung von 1,0 mSv durchgeführt.

   Gewebeauswertung

   Histologische Technik.

   Ein 5-Mikron-Segment der Aortenklappe, erhalten durch Herz-Thorax-Chirurgie, wurde in 0,9 % NaCl für 30 Sekunden gewaschen, unmittelbar nachdem die Gewebe durch Eintauchen in Phosphatpuffer mit 10 % Formalin (pH 7,4) für 24 Stunden fixiert worden waren. Histologische Schnitte der Aortenklappe wurden nach herkömmlichen histologischen Verfahren unter Verwendung von Von-Kossa-Färbung verarbeitet. Die Technik basiert auf der Reaktion von Silbernitrat in Gegenwart eines Reduktionsmittels, normalerweise Hydrochinon, was zu unlöslichem Silberphosphat führt, das unter dem Mikroskop schwarz zu sehen ist. Histologische Schnitte wurden unter Verwendung eines Lichtmikroskops von Carl Zeiss (Carl Zeiss, Westdeutschland, Deutschland) (Modell 63.300) analysiert, das mit einer Tucsen-Digitalkamera (9 Megapixel) mit TSview 7.1-Software (Tucsen Imaging Technology Co., Ltd.) ausgestattet war. Chuo, Japan, bei 25-facher Vergrößerung. Die Mikrofotografien wurden durch Densitometrie unter Verwendung von Sigma Scan Pro 5 Systat Software Inc. analysiert. San Jose, Kalifornien, CA, USA. Dichtewerte werden in Pixeleinheiten ausgedrückt.

6. Statistischer Analyseplan.

Kategoriale Variablen wurden als Anteile ausgedrückt, stetige Variablen als Mittelwerte mit Standardabweichung oder Median mit Interquartilsabstand entsprechend der Verteilung. Vergleiche werden für kategoriale Variablen mit dem Chi-Quadrat- oder exakten Fisher-Test und dimensionale Variablen mit Student t oder Mann-Whitney U durchgeführt. Korrelationen mit Pearsons r für quantitative Variablen oder Spearmans rho für qualitative Variablen. Verwandte Proben wurden mit ANOVA für wiederholte Messungen und dem Friedman-Test gemäß der Verteilung mit Post-hoc-Analyse analysiert, um Unterschiede zwischen den Gruppen zu identifizieren. Die diagnostische Teststudie wird die ROC-Kurve enthalten, um die Grenzwerte zu analysieren. Der p-Wert der statistischen Signifikanz wurde mit weniger als 0,05 bei zweiseitigem Test ermittelt. Die statistische Analyse wurde mit der SPSS-Software Version 22 (SPSS Inc. Chicago, Illinois).