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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-80128
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/8012/


Brendecke, Stefanie Marie

Morphologische und funktionelle MRT-Bildgebung der Aorta bei 3 Tesla : Detektion und Analyse komplexer Plaques

Morphological and Functional MRI-Imaging of the Aorta at 3 Tesla, Detection and Analysis of Complex Plaques

Dokument1.pdf (3.438 KB) (vollständiger Text inklusive aller Abbildungen) (md5sum: 64f2e8c62e425f434077e8a462404e92)

Kurzfassung in Deutsch

Hintergrund:
Der Schlaganfall stellt einer der häufigsten Ursachen für Morbidität und Mortalität in den westlichen Industrienationen dar. Trotz ausführlicher Diagnostik bleibt bei mehr als einem Drittel der Patienten die Schlaganfallursache immer noch ungeklärt. Eine optimale Sekundärprohylaxe ist jedoch nur bei bekannter Ätiologie möglich.
Fortgeschrittene arteriosklerotische Läsionen mit einer Wanddicke ≥4mm, sogenannte komplexe Plaques, der proximalen Aorta stellen eine Hochrisikoquelle für embolische Schlaganfälle dar. Es wird angenommen, dass die Ruptur komplexer aortaler Plaques und die anschließende zerebrale Embolisation von Plaquebestandteilen durch die von der Aorta abgehenden hirnversorgenden Arterien für bis zu 14-21% aller ischämischer Schlaganfälle verantwortlich ist. Die TEE-Untersuchung ist der derzeitige Goldstandard zur Detektion kardialer und aortaler Hochrisikoquellen für zerebrale Ischämien.

Ziele:
1. Vergleich der MRT und TEE in der Detektion komplexer Plaques der thorakalen Aorta, 2. Vergleich der Abbildungsqualität der beiden Methoden in diesem Gefäßbereich, 3. Untersuchung des Wertes der MRT als weiterführende Diagnostik/Alternative zur TEE bei der Detektion komplexer Plaques, 4. Visualisierung der Plaquemorphologie in der Aorta in vivo mittels MR-Multikontrastverfahren und 5. Analyse der Strömungsverhältnisse (Wandschubspannung und oszillatorischer Index) an komplexen Plaques.

Patienten und Methoden:
Bei 94 konsekutiv und prospektiv eingeschlossenen akuten Schlaganfallpatienten mit kryptogenem Insult und Plaques ≥3mm Wanddicke in der TEE wurde eine 3D-MRT der Aorta bei 3 Tesla durchgeführt. Zur Plaquedetektion wurde eine 3D-T1 Sequenz verwendet, zur morphologischen Analyse T2- und PD-gewichtete sowie zeitlich aufgelöste 3D-CINE-Sequenzen, und zur Strömungsanalyse eine flusssensitive 4D-MRT. Die MRT- und TEE-Ergebnisse wurden hinsichtlich der Anzahl komplexer Plaques und der Bildqualität in den drei Aortenabschnitten (Aorta ascendens, Aortenbogen, Aorta descendens) verglichen. Es wurde mittels MR-Multikontrastverfahren die Plaquemorphologie analysiert um eine Definition rupturgefährdeter Hochrisikoplaques zu ermöglichen.Die segmentale Lokalisation komplexer Plaques wurde mit dem Vorliegen kritischer Strömungsparameter korreliert um eine Analyse der der Beziehung zwischen Veränderungen des Blutflusses und der topographischen Verteilung arteriosklerotischer Gefäßwandläsionen durchzuführen.

Ergebnisse:
Mittels MRT wurden mehr komplexe Plaques detektiert als in der TEE: 13 vs. 7 (AAo), 34 vs. 11 (AA) und 97 vs. 64 (DAo). Die Bildqualität der AAo und AA war in der MRT besser als in der TEE (p<0,001). Selbst bei Berücksichtigung der durchschnittlichen Überschätzung der Wanddicke mittels MRT um ca. 0,5mm fanden sich bei 13/55 Patienten (23,6%) mit kryptogenem Insult mit dieser Methode zusätzliche komplexe Plaques in der proximalen Aorta. Durch die unzureichende Auflösung der MR-Multikontrastverfahren konnte keine Analyse der Plaquemorphologie erfolgen. Es konnten jedoch mobile Thromben identifiziert werden. Bei der funktionellen Analyse fand sich beim eins-zu-eins Vergleich in der Mehrzahl der Fälle (75%) eine einheitliche Verschiebung kritischer WSS-Parameter um 90/180° in die der Plaque angrenzenden Wandsegmente.

Schlussfolgerung:
Die 3D-MRT erlaubt aufgrund methodischer Vorteile eine besser Visualisierung und damit zuverlässigere Detektion komplexer Aortenplaques als die TEE. Somit eignet sich die MRT gerade bei Patienten mit nach TEE weiterhin kryptogenem Insult als weiterführende Diagnostik zur sicheren Ursachenabklärung und optimalen Therapieplanung. Die Verteilung kritischer Strömungsparameter lässt zudem eine Korrelation der Hämodynamik mit dem Vorliegen fortgeschrittener Arteriosklerose vermuten. Weiterführende Untersuchungen der Beziehung zwischen funktionellen Fluss- und morphologischen Gefäßveränderungen sind jedoch notwendig.


Kurzfassung in Englisch

Background:
Stroke is one of the most frequent causes for morbidity and mortality in the western world. Despite extensive diagnostics the cause of stroke can still not be determined in over one third of all patients affected. However, optimal secondary prophylaxis is only possible if the etiology of the stroke is known.
Advanced arteriosclerotic lesions with a plaque thickness of ≥4mm, so called complex plaques, of the proximal aorta constitute a high risk source for emblic stroke. It can be assumed that the rupture of complex aortic plaques and the following cerebral embolisation of plaque particles through brain feeding arteries originating from the aorta accounts for 14-21% of all ischemic strokes. TEE diagnostic is the current gold standard examination for the detection of cardial and aortal high risk sources for cerebral ischemia.

Purpose:
1. Comparison of MRI and TEE for the detection of complex aortic plaques, 2. Comparison of image quality of both methods in this vessel area, 3. Analysis of the diagnostic value of using MRI examination as an additional exam/alternative to TEE for the detection of complex plaques, 4. Visualisation of aortic plaque morphology in vivo using MR-multicontrast sequences and 5. Analysis of flow patterns (wall shear stress and oscillatory index) at the site of complex plaques.

Patients and methods:
94 consecutively and prospectively recruited acute stroke patients with cryptogenic stroke and complex plaques ≥3mm in TEE were examined using aortic 3D MRI at 3 tesla. A 3D-T1 sequence was emplyed for plaque detection, T2- and PD-weighted sequences as well as a time-resolved 3D-CINE sequence were used for morphological analysis and a flow-sensitive 4D MRI sequence for flow analysis. The MRI and TEE results for the three aortic segments (ascending aorta, aortic arch, descending aorta) were compared regarding the number of detected complex plaques and image quality. Plaque morphology was analyzed using MR-multicontrast sequences to allow for a definition of rupture-prone high risk plaques. The segmental localisation of complex plaques was correlated with the presence of critical flow parameters in order to analyze the relation between changes in blood flow patterns and the topographical distribution of arteriosclerotic lesions.

Results:
Aortic MRI detected more complex plaques than TEE: 13 vs. 7 (AAo), 34 vs. 11 (AA) and 97 vs. 64 (DAo). Image quality of the AAo and AA was significantly higher for MRI than TEE (p<0,001). Even if the average overestimation of aortic wall thickness in MRI of about 0,5mm is taken into account, additonal complex plaques of the proximal aorta not seen in TEE could be detected in 13/55 patients (23,6%) with cryptogenic stroke using MRI. Analysis of plaque morphology was not possible due to insufficient image quality of the MR-multicontrast sequences. However, mobile thrombi were successfully detected. Case-by-case comparison of plaque location and critical wall parameters revealed a consistent shift of 90/180° (75% of all cases) to wall segments adjacent to complex aortic lesions.

Conclusion:
Due to methodical advantages 3D MRI allows for a better visualization and, thus, a more reliable detection of complex aortic plaques than TEE. Therefore, MRI is suited as an additional diagnostic method for patients with cryptogenic stroke after TEE examination in order to determine stroke etiology and optimal treatment. Additionally, the distribution of critical wall parameters suggests a correlation of hemodynamics and advanced arteriosclerosis.Yet, further studies examining the relationship between changes in flow patterns and vessel wall morphology are needed.


SWD-Schlagwörter: Schlaganfall , Arteriosklerose , Cerebralsklerose , Aorta , Bildgebendes Verfahren , NMR-Bildgebung , Plaque <Medizin>
Freie Schlagwörter (englisch): Stroke , atherosclerosis , cerebral sclerosis , aorta , MRI-imaging , plaque
Institut: Neurologische Univ.-Klinik und Poliklinik
Fakultät: Medizinische Fakultät / Universitätsklinikum
DDC-Sachgruppe: Medizin und Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Harloff, Andreas (PD Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 30.11.2010
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 21.03.2011
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