Μελέτη θερμικής ετερογένειας σε αθηρωματικές πλάκες καρωτίδων με τη μέθοδο της ακτινομετρίας μικροκυμάτων (microwave radiometry): συσχέτιση με υπερηχογραφικά και ιστολογικά ευρήματα

Abstract

Background. Studies have shown that human atheromatic carotid plaques emit heatand it is possible to measure in vivo the temperature by special catheters. Microwaveradiometry (MR) is a novel diagnostic technique and is based on measuring tissuetemperature by detecting the natural electromagnetic radiation in microwavefrequency. It has been used already in experimental models with success.Aim. In the present study MR was used for the first time in human carotid arteries inorder to measure the temperature and correlate it with the ultrasound and histologicalfindings.Methods. Patients that were scheduled for endarterectomy (n=34) underwent fullscreening for carotid artery atherosclerosis with carotid ultrasound and MR. Healthyvolunteers were assigned as the control group (n=15). The ultrasound analysisinvolved detecting the type of plaque, its surface and echogenicity. The temperaturedifference (ΔΤ) was assigned as the maximal minus the minimum temperature alongthe carotid artery length. Correlation of the MR, ultrasound and histological resultswas performed.Results. Atheromatic plaques had a higher ΔΤ compared to control group (p < 0.01).Fatty plaques had a higher ΔΤ compared to mixed and calcified plaques (p < 0.01).Ulcerated plaques had a higher ΔΤ compared to plaques with regular or irregularsurface (p < 0.01). Heterogenous plaques had a higher ΔΤ compared to homogenousplaques (p < 0.01). Histological specimens with thin fibrous cap and increasedexpression of CD3, CD68 and vascular endothelial growth factor (VEGF) had higherΔΤ compared to specimens with thick fibrous cap and decreased expression of CD3,CD68 and VEGF (p < 0.01). Conclusions. Microwave radiometry can safely detect the in vivo temperature ofhuman carotids reflecting the inflammatory activation of atheromatic plaques.

Υπόβαθρο. Μελέτες έχουν δείξει ότι εκλύεται θερμότητα από τις αθηρωματικές καρωτίδες των ανθρώπων και ότι είναι δυνατή η in vivo μέτρηση της θερμοκρασίας με ειδικούς καθετήρες. Η ακτινομετρία μικροκυμάτων (ΑΜ) αποτελεί μια νέα,αναπτυσσόμενη διαγνωστική τεχνική η οποία βασίζεται στη μέτρηση της θερμοκρασίας των ιστών του οργανισμού, εκτιμώντας τη φυσική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε συχνότητες μικροκυμάτων, ενώ ήδη η τεχνική αυτή χρησιμοποιήθηκεεπιτυχώς για τη μέτρηση της θερμοκρασίας των αθηρωματικών πλακών σε πειραματόζωα. Σκοπός. Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά η ΑΜ σε ανθρώπινες αθηρωματικές καρωτίδες, ώστε να μελετηθεί η in vivo μέτρηση της θερμοκρασίας και να διευρευνηθεί εάν η θερμοκρασία συσχετίζεται με τα αντίστοιχα υπερηχογραφικά και ιστολογικά ευρήματα.Μέθοδοι. Ασθενείς οι οποίοι ήταν προγραμματισμένοι για ενδαρτηρεκτομή (n=34)υποβλήθηκαν σε πλήρη έλεγχο των καρωτίδων με υπέρηχο και μέτρηση με ΑΜ. Ως ομάδα ελέγχου (n=15) εντάχθηκαν υγιείς εθελοντές. Η υπερηχογραφική μελέτη περιελάμβανε ανάλυση του τύπου της πλάκας, της επιφανείας της και της ηχογένειας της. Η διαφορά θερμοκρασίας (ΔΤ) κατά τη μέτρηση με την ΑΜ ορίστηκε ως η μεγίστη μείον την ελάχιστη θερμοκρασία κατά μήκος της καρωτίδας. Στη συνέχεια έγινε συσχέτιση των αποτελεσμάτων της ΑΜ με τα υπερηχογραφικά και τα ιστολογικά ευρήματα.Αποτελέσματα. Η ΔΤ ήταν υψηλότερη στις αθηροσκληρωτικές καρωτίδες σε σχέση με τις καρωτίδες της ομάδας ελέγχου (p < 0,01). Οι λιπώδεις πλάκες είχαν υψηλότερη ΔΤ σε σχέση με τις μεικτές και ασβεστοποιημένες πλάκες (p < 0,01). Οι αθηρωματικές πλάκες με ελκώδη επιφάνεια είχαν υψηλότερη ΔΤ σε σχέση με τις πλάκες με λεία ή ανώμαλη επιφάνεια (p < 0,01). Οι ετερογενείς πλάκες εμφάνισαν υψηλότερη ΔΤ σε σχέση με τις ομοιογενείς πλάκες (p < 0,01). Οι πλάκες με λεπτή ινώδη κάψα και αυξημένη συγκέντρωση σε CD3, CD68 και αγγειακό ενδοθηλιακό αυξητικό παράγοντα (VEGF) είχαν μεγαλύτερη ΔΤ σε σχέση με εκείνες με παχύτερη ινώδη κάψα και χαμηλή συγκέντρωση σε CD3, CD68 και VEGF (p < 0,01).Συμπεράσματα. Η ακτινομετρία μικροκυμάτων μπορεί με ασφάλεια και ακρίβεια να μετρήσει την in vivo θερμοκρασία των ανθρώπινων καρωτίδων αντικατοπτρίζοντας με αυτόν τον τρόπο τη φλεγμονώδη αντίδραση των αθηρωματικών πλακών.