Ο ρόλος της οπτικής συνεκτικής τομογραφίας στην ανίχνευση της ευάλωτης αθηρωματικής πλάκας

Abstract

Background and goal: Coronary atherosclerotic plaques responsible acute coronary syndromes are frequently non-stenotic and do not provoke symptoms. These vulnerable plaques are characterized by a thin fibrous cap that surrounds a large necrotic lipid core and by external remodeling [think-cap fibrotheromas (TCFA)] and are commonly not detected in coronary angiography. Combination of local functional characteristics [endothelial shear stress (ESS)] with local morphological characteristics (fibrous cap, lipid core) that can be assessed accurately with intracoronary optical coherence tomography (OCT) can aid towards the early detection of these vulnerable plaques. Methods and results: Thirty-five coronary arteries out of 30 patients were studied. All patients underwent clinically indicated coronary angiography and OCT. A novel methodology for the 3D reconstruction of the coronary arteries was developed, combining OCT with biplane angiography (3D OCT), and its accuracy was validated versus the gold standard technology 3D IVUS. Each coronary artery was reconstructed in 3D space, allowing for assessment of the morphology, as well as for simulation of the coronary blood flow for the calculation of ESS. The shear stress score was developed as a metric of the extent and the severity of low ESS in coronary segments with plaque presence. Low ESS was shown to correlate with morphological characteristics of high-risk vulnerable plaques. Non-stenotic thin-capped fibroatheromas were shown to co-localize with areas of low ESS whereas non-stenotic thick-capped fibroatheromas to co-localize with areas of moderate ESS. The shear stress score was positively correlated with the number of thin-capped fibroatheromas in any given artery. Conclusions: Local and global (as assessed with the shear stress score) low ESS, external luminal remodeling, the fibrous cap thickness and the extent of the lipid core are tightly correlated and potentially associated with the formation and development of vulnerable plaques (TCFA).

Σκοπός: Οι αθηρωματικές πλάκες των στεφανιαίων αγγείων που προκαλούν οξέα στεφανιαία σύνδρομα, είναι συχνά μη στενωτικές και δεν προκαλούν συμπτώματα. Αυτές οι ευάλωτες πλάκες χαρακτηρίζονται από λεπτή ινώδη κάψα που περιβάλλει ένα μεγάλο νεκρωτικό λιπιδικό πυρήνα και επεκτατική αναδιαμόρφωση [(μη-στενωτικά ινωδοαθηρωματα με λεπτή ινώδη κάψα (TCFA)] και συνηθέστερα δεν απεικονίζονται με την στεφανιογραφία. Ο συνδυασμός της μελέτης λειτουργικών χαρακτηριστικών των αθηρωματικών πλακών [Ενδοθηλιακής Διατμητικής Τάσης (ΕΔΤ)] με ανατομικά και απεικονιστικά ευρήματα (ινώδης κάψα, λιπώδης πυρήνας) τα οποία μπορούν να εκτιμηθούν με μεγάλη ακρίβεια με τη χρήση ενδοστεφανιαίας οπτικής συνεκτικής τομογραφίας (OCT) μπορεί να συμβάλλει στην πρώιμη ανίχνευση των ευάλωτων αθηρωματικών πλακών.Μέθοδοι και αποτελέσματα: Μελετήθηκαν 35 στεφανιαίες αρτηρίες από 30 ασθενείς οι οποίοι και υποβλήθηκαν σε κλινικά ενδεδειγμένο καρδιακό καθετηριασμό και μελέτη με OCT. Σε συγκεκριμένο αριθμό ασθενών αυτών των ασθενών (ν=10) και αρτηριών (ν=10) πραγματοποιήθηκε και κλινικά ενδεδειγμένη μελέτη με IVUS. Αναπτύχθηκε μεθοδολογία τρισδιάστατης ανακατασκευής των στεφανιαίων αρτηριών με τη χρήση OCT και διεπίπεδης στεφανιογραφίας (3D OCT) και η ακρίβειά της επικυρώθηκε έναντι της μεθόδου εκλογής 3D IVUS. Κάθε μια από τις στεφανιαίες αρτηρίες ανακατασκευάστηκε τρισδιάστατα στο χώρο, μελετήθηκε η μορφολογία τους και προσομοιώθηκε η αιματική ροή εντός αυτών προς υπολογισμό της ΕΔΤ. Αναπτύχθηκε το shear stress score, ένα μέτρο εκτίμησης της βαρύτητας και της έκτασης της χαμηλής ΕΔΤ σε τμήματα κάθε στεφανιαίας αρτηρίας με παρουσία αθηροσκλήρωσης. Η χαμηλή ΕΔΤ παρουσιάζει συσχέτιση με τα μορφολογικά χαρακτηριστικά υψηλού κινδύνου-ευάλωτων πλακών. Τα μη-στενωτικά ινωδοαθηρωματα με λεπτή ινώδη κάψα παρατηρούνται κυρίως σε περιοχές με χαμηλή ΕΔΤ ενώ τα μη-στενωτικά ινωδοαθηρωματα με παχύτερη ινώδη κάψα κυρίως σε με μέτρια ΕΔΤ. Το shear stress score παρουσιάζει θετική συσχέτιση με τον αριθμό των TCFA σε κάθε δεδομένη αρτηρία.Συμπεράσματα:. H τοπική χαμηλή ΕΔΤ, το υψηλό shear stress score (που αντανακλά την έκταση του ενδοθηλίου όπου διαπιστώνεται χαμηλή ΕΔΤ), η επεκτατική αναδιαμόρφωση του αρτηριακού αυλού, το πάχος της ινώδους κάψας και ο όγκος του λιπιδικού πυρήνα είναι ευρήματα που μπορούν να μετρηθούν αξιόπιστα. Τα στοιχεία αυτά αποτελούν αντικειμενικούς δείκτες για την εκτίμηση της βαρύτητας της στεφανιαίας νόσου και του ενδεχόμενου καρδιαγγειακού κινδύνου, καθώς συνδέονται με τον σχηματισμό και την εξέλιξη ευάλωτων αθηρωματικών πλακών.