Anwendung der virtuellen histologischen intravaskulären Ultraschalluntersuchung in der Beurteilung der Plaque-Zusammensetzung bei Erkrankungen des Saphenusvene-Bypasses
Einleitung
Die koronare Bypass-Operation (CABG) ist ein weit verbreitetes chirurgisches Verfahren zur Behandlung der koronaren Herzkrankheit (KHK). In China übersteigt die Anzahl der CABG-Eingriffe jährlich 40.000, mit einer Wachstumsrate von 10 %. Saphenusvene-Bypässe (SVGs) werden häufig bei CABG eingesetzt, obwohl ihre Offenheitsraten im Vergleich zu arteriellen Bypässen geringer sind. Die Offenheitsraten von SVGs nehmen im Laufe der Zeit signifikant ab – von 93 % im ersten Jahr auf 41 % nach zehn Jahren –, was hauptsächlich auf degenerative und okklusive Erkrankungen zurückzuführen ist, die zusammen als Saphenusvene-Bypass-Erkrankung (SVGD) bezeichnet werden. SVGD ist eine Hauptursache für Morbidität und Mortalität bei KHK-Patienten nach CABG, was die Vorhersage, Behandlung und Prävention von SVGD zu einer entscheidenden Herausforderung macht.
Die perkutane Koronarintervention (PCI) ist die bevorzugte Revaskularisierungsstrategie bei SVGD, da ein erneuter CABG-Eingriff mit höheren Risiken verbunden ist. Dennoch ist die SVG-PCI mit Komplikationen behaftet, am häufigsten dem Slow- oder No-Reflow-Phänomen, das bei bis zu 15 % der Fälle auftritt und mit schwerwiegenden kardialen Ereignissen (MACE) sowie Mortalität assoziiert ist. Die Pathophysiologie des No-Reflow-Phänomens bleibt unzureichend verstanden, was den Bedarf an besseren Prädiktoren für klinische Ergebnisse bei SVG-PCI-Patienten unterstreicht.
Die intravaskuläre Ultraschalluntersuchung (IVUS) hat sich als entscheidend für die Identifizierung vulnerabler atherosklerotischer Plaques und die Beurteilung von Plaquemerkmalen erwiesen. Die herkömmliche Graustufen-IVUS weist jedoch Limitationen in der präzisen Charakterisierung von Plaquekomponenten auf. In den letzten Jahren hat die virtuelle histologische IVUS (VH-IVUS), die auf der Analyse von Radiofrequenzsignalen basiert, sich als leistungsstarkes Werkzeug zur quantitativen Beurteilung der Plaque-Zusammensetzung und -Morphologie etabliert. Diese Übersichtsarbeit untersucht die Anwendung von VH-IVUS bei der Beurteilung der Plaque-Zusammensetzung bei SVGD und deren potenzielle Rolle in der Prognose klinischer Outcomes.
Grundprinzipien und Vorteile der VH-IVUS
Die IVUS beinhaltet die Einführung von Mikro-Ultraschallsonden in die Koronararterien zur Erzeugung von Querschnittsbildern des Gefäßes. Während die Graustufen-IVUS wertvolle Einblicke in die Plaque-Last und -Morphologie bietet, ist ihre Fähigkeit zur genauen Identifizierung von Plaquekomponenten begrenzt. Die VH-IVUS hingegen nutzt die spektrale Analyse von Radiofrequenzsignalen, um atherosklerotische Plaques in vier Typen zu klassifizieren: fibröses Gewebe (FT), fibro-fettiges Gewebe (FF), nekrotischer Kern (NC) und dichtes Kalzium (DC). Diese Komponenten werden in einer farbkodierten Karte dargestellt, was eine präzisere qualitative und quantitative Analyse ermöglicht.
Die VH-IVUS weist eine hohe Sensitivität (91,7 %) und Spezifität (96,6 %) bei der Detektion lipidreicher nekrotischer Kerne auf. Andere IVUS-Modalitäten wie iMap™ IVUS oder integrierte Rückstreuungs-IVUS (IB-IVUS) liefern ebenfalls detaillierte Informationen zur Plaque-Zusammensetzung, sind jedoch weniger verbreitet als VH-IVUS. Im Vergleich zur Graustufen-IVUS bietet die VH-IVUS eine überlegene Auflösung bei der Identifizierung von Plaquekomponenten, insbesondere lipidreicher NC. Limitationen bestehen jedoch in der Detektion von Thromben und der Beurteilung stark verkalkter Areale.
Die optische Kohärenztomographie (OCT) ist eine weitere Modalität mit hoher räumlicher Auflösung, hat jedoch Schwierigkeiten bei der Signalpenetration in lipidreichen oder nekrotischen Arealen und ist in großen Gefäßen wie SVGs weniger effektiv. Die Kombination von VH-IVUS und OCT ermöglicht eine komplementäre Beurteilung der Plaque-Eigenschaften.
Anwendung der VH-IVUS in der Beurteilung der Plaque-Zusammensetzung bei SVGD
SVGD ist ein komplexer, dynamischer Prozess, der durch histologische und morphologische Veränderungen in SVGs nach Exposition mit systemischem arteriellem Druck gekennzeichnet ist. Thrombosen treten bei 10–25 % der SVG-Patienten innerhalb eines Jahres postoperativ auf, und Atherosklerose entwickelt sich bereits ein Jahr nach CABG. Nekrotische Kerne werden typischerweise 2–5 Jahre nach der Operation beobachtet, und intraluminale Blutungen können nach 5 Jahren aufgrund der NC-Expansion auftreten. Nach sieben Jahren ähnelt die histologische Zusammensetzung von SVG-Plaques der nativer Koronararterien.
Studien mit VH-IVUS haben wichtige Erkenntnisse zur Zusammensetzung von SVG-Plaques geliefert. Wood et al. zeigten, dass SVG-Plaques hauptsächlich aus fibrösem Gewebe (50 ± 12 %) bestehen, ohne signifikante Unterschiede zwischen Körper- und Anastomosenläsionen. Komatsu et al. beschrieben einen Fall, bei dem ein hochgradig stenosierender SVG-Plaque 16 % NC und 36 % FF enthielt. Jim et al. fanden eine positive Korrelation zwischen der Plaque-Last und fibro-fettigem Gewebe sowie eine negative Korrelation mit dichtem Kalzium.
In einer aktuellen chinesischen Studie zeigte die VH-IVUS-Analyse von Hochrisiko-SVG-Plaques, dass fibröses Gewebe die dominierende Komponente war (65,12 ± 10,11 %), gefolgt von fibro-fettigem Gewebe (3,80 %), nekrotischem Kern (12,00 %) und dichtem Kalzium (1,00 %). Plaques mit einer Last ≥70 % waren mit mehr fibro-fettigem Gewebe assoziiert, und das Bypass-Alter korrelierte positiv mit der fibro-fettigen Gewebefläche. Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial der VH-IVUS in der Charakterisierung von SVG-Plaques und der Identifizierung von Hochrisikomerkmalen.
Anwendung der VH-IVUS in der interventionellen Therapie der SVGD
Das No-Reflow-Phänomen während der SVG-PCI stellt eine große Herausforderung dar und resultiert häufig aus Plaquerupturen und distaler Mikrothrombose. Die VH-IVUS hat sich als entscheidend erwiesen, um Prädiktoren für No-Reflow zu identifizieren, wie große nekrotische Kernareale und dünnkappige Fibroatherome (TCFAs). Hong et al. bestätigten, dass ein positives Remodeling in der Graustufen-IVUS ein starker Prädiktor für No-Reflow ist, wobei intraluminale Plaques, multiplokale Plaquerupturen und SVG-Läsionen unabhängig mit dem Phänomen assoziiert waren.
Mehrere Studien belegen den Zusammenhang zwischen VH-IVUS-definierten Plaquemerkmalen und klinischen Outcomes. Die VIVA-Studie zeigte, dass VH-IVUS-definierte TCFAs mit MACE assoziiert waren, während die PROSPECT-Studie eine Plaque-Last >70 %, eine minimale luminale Fläche <4 mm² und TCFAs als unabhängige Prädiktoren für nicht-zielgefäßbezogene Ereignisse identifizierte. Kang et al. fanden, dass eine erhöhte Plaque-Strukturspannung (PSS) mit dem Vorhandensein von TCFA und einem erhöhten MACE-Risiko verbunden war.
Im Kontext der SVG-PCI existieren nur wenige systematische Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen Plaque-Zusammensetzung und klinischen Outcomes. Basierend auf den Ähnlichkeiten zwischen KHK und SVGD ist es jedoch plausibel, dass VH-IVUS-definierte Plaquemerkmale in SVGs klinische Outcomes vorhersagen könnten. Weitere großangelegte, multizentrische Langzeitstudien sind erforderlich, um diese Hypothese zu validieren.
Zusammenfassung
Die VH-IVUS hat sich als leistungsstarkes Werkzeug zur Beurteilung der Plaque-Zusammensetzung bei SVGD etabliert und liefert wertvolle Einblicke in die Pathophysiologie von SVG-Läsionen. Durch die Klassifizierung von Plaques in fibröses Gewebe, fibro-fettiges Gewebe, nekrotischen Kern und dichtes Kalzium ermöglicht die VH-IVUS ein präziseres Verständnis der Plaque-Eigenschaften und deren Zusammenhang mit klinischen Outcomes.
Das No-Reflow-Phänomen bleibt eine wesentliche Herausforderung in der SVG-PCI, und die VH-IVUS zeigt Potenzial in der Identifizierung von Prädiktoren wie großen nekrotischen Kernarealen und TCFAs. Dennoch sind weitere Studien erforderlich, um den Zusammenhang zwischen VH-IVUS-definierten Plaquekomponenten und klinischen Outcomes bei SVGD-Patienten nach PCI zu etablieren.
Die Integration der VH-IVUS mit anderen Bildgebungsmodalitäten wie OCT ermöglicht einen umfassenden intrakoronaren Assessmentsansatz und treibt Fortschritte in der intravaskulären Bildgebungstechnologie voran. Mit der Weiterentwicklung der interventionellen Kardiologie wird die VH-IVUS eine Schlüsselrolle in der Verbesserung der Risikostratifizierung, der Interventionsplanung und letztlich der Patientenversorgung bei SVGD spielen.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000183