Karotis aterosklerotik hastalığında duyarlı plak yapısının görüntülenmesinde manyetik rezonans görüntülemenin yeri

Abstract

AMAÇ: Karotid arteriyel sistemi değerlendirmede kullanılan görüntüleme yöntemleri damar lümenindeki daralma oranını noninvaziv olarak tanımlayabilme olanağı verse de damar duvar kalınlığı, plak yapısı ve içeriğini göstermede yetersiz kalmaktadır. Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG), mükemmel yumuşak doku kontrastı ile fibrotik, yağlı, kalsifik ya da trombotik plak içeriğini farklı tekniklerle birbirinden ayırt edebilme yeteneğine sahiptir. Bu çalışmadaki amaçlarımız: semptomatik ve asemptomatik karotid plak morfolojisini histopatolojik olarak belirlemek, histopatolojik kesitlerle eşleştirilen MRG kesitlerinde plak bileşenlerinin görüntülemeye yansıyıp yansımadığını saptamak ve plak bileşenleri MRG ile görüntülenebiliyorsa bunların MRG görüntüleme özelliklerini tanımlamaktır. GEREÇ VE YÖNTEM: Çalışmamızda endarterektomi kararı alınmış olan 24 semptomatik, 13 asemptomatik toplam 37 karotid darlık olgusunu inceledik. Tüm hastaların görüntülemesi Dokuz Eylül Üniversitesi Radyoloji ABD'da 1.5 T Philips İntera Achieva MR cihazında cerrahi öncesindeki 1 hafta içinde yapıldı. Philips Sense Flex Medium IPX4 sarmalı ile karotid bifurkasyon ortada kalacak şekilde 5 cm uzunluğundaki karotid segmenti görüntülendi. İnceleme T1, T2, proton dansite (PD), 3 boyutlu time of flight MR anjiografi (3D TOF MRA) sekanslarından oluşturuldu. Bunlardan T1, T2 ve PD sekanslarında kan akımı sinyalsiz, 3D TOF MRA sekansında ise akım yüksek sinyalli olarak görüldü. T1, T2 ve PD sekanslarında EKG tetikleme yapıldı. T1 ağırlıklı seride "double inversion recovery" tekniği ile, PD ve T2 ağırlıklı serilerde ise tarama hacmının iki tarafına yerleştirilen presatürasyon bantları ile lümen sinyali baskılandı. MR görüntülerinin değerlendirmesi sırasında aterom plağı iç yapısında nekrotik çekirdek, fibröz başlık, plak içine kanama, kalsifikasyon ve lümende trombüs ile uyumlu olabilecek alanlar belirlendi. Ölçülen fibröz başlık boyutları 0.5 mm' den ince ve kalın olmak üzere gruplandı. Kanama ve nekrotik çekirdeğe ait olabilecek sinyaller ve eş düzeydeki sternokleidomastoid kas üzerine ROI yerleştirilerek sinyal intensiteleri görülebildikleri tüm sekanslarda ölçüldü. Saptanan tüm nekrotik çekirdek boyutları iki eksende ölçüldü. İki olguya ait MR görüntüleri ileri derecede hareket artefaktları nedeniyle çalışma dışı bırakıldı. Toplam 33 olguda endarterektomi operasyonu sonrası spesimenler histopatolojik olarak incelendi. Patoloji bakısında MR' da aranan plak komponentleri araştırıldı. Ek olarak aterom plağı içinde inflamatuar hücre infiltrasyonu ve düz kas hücre yoğunluğu değerlendirildi. BULGULAR: 33 hastanın tümünde histopatolojik incelemede nekrotik çekirdek (NK) varlığı saptanırken MR görüntülerinde 29 hastada (% 87,9) NK saptanmıştır. Semptomatik ve asemptomatik olan olgular arasında MR‘da NK görülme oranı açısından anlamlı fark bulunmamıştır. Çalışmamızda olgu sayısı parametrik koşulları sağlamadığından nekrotik çekirdek boyutu ile semptomatik olma arasında bir ilişki olup olmadığını değerlendirmek için Mann Whitney-U testi kullanılmıştır. Test sonucunda semptomu olan olgularla olmayanlar arasında NK boyutları açısından anlamlı bir fark bulunmamıştır MR' da ve patoloji spesimenlerinde ölçülen nekrotik çekirdek boyutları çarpılıp ölçümler karşılaştırıldığında MR için ortalama NK boyutu 9.17 ± 8.92, patoloji için ortalama NK boyutu 11.06 ± 10.68 olarak hesaplandı. Olgu sayısı parametrik koşulları karşılamadığı için yapılan Wilcoxon sıralı işaretler testinde p değeri: 0.184 olup sonuç MR' la yapılan ortalama NK boyut ölçümleri ile patolojide yapılan ölçümlerin arasında istatistiksel olarak anlamlı fark olmadığını göstermektedir. Histopatolojik incelemede ve MR görüntülerinin analizinde 33 hastanın 30 ‘unda her iki incelemede de kalsifikasyon varlığı saptanmıştır. Bu sonuca göre kalsifikasyon varlığı semptomatik ve asemptomatik olgular arasında anlamlı bir fark göstermemektedir. MR sonuçları, patoloji incelemeleri ile karşılaştırıldığında MR' ın kanamayı saptamada duyarlılığı % 82.3, özgüllüğü ise % 68.75 olarak hesaplanmıştır. Hesaplanan oranlar istatistiksel olarak MR' ın kanama varlığını saptamada patoloji yerine kullanılabileceği ve kanama olmayan olguları ayırdetmede anlamlı olduğu şeklinde yorumlanmıştır. Bununla birlikte patoloji ve MR incelemelerinde semptomatik olgularla asemptomatikler arasında plak içinde kanama görülme oranları açısından anlamlı fark bulunmamıştır. Çalışmamızda histopatoloji incelemeleri sonucunda asemptomatik olgularda semptomatiklere göre düz kas hücresi miktarı anlamlı olarak daha fazla ve semptomatik olgularda asemptomatiklere göre makrofaj ve lenfosit infiltrasyonu anlamlı olarak daha fazla bulunmuştur. Histopatolojik incelemede asemptomatik olan olguların % 91.6' sında 0.25 mm' den fazla, semptomatiklerin ise %56.2 ‘sinde 0.25 mm' den kalın fibröz başlık görülmüştür. Oranlar asemptomatik hastalarda fibröz başlık kalınlığının ve bütünlüğünün korunmasının daha fazla olduğunu göstermekteyse de istatiksel olarak semptomatik ve asemptomatik olgular arasında fibröz başlık kalınlığı ve bütünlüğü açısından bir fark bulunmamıştır. MR görüntüleri değerlendirilirken nekrotik çekirdekle uyumlu görünümün T2 ağırlıklı sekansta, kanama sinyal değişikliklerinin ise en iyi T1 ve T2 ağırlıklı görüntülerde ortaya çıktığı dikkati çekti. SONUÇ: Çalışmamız MRG ile aterom plağının iç yapısının görüntülenebileceğini, plak içinde bulunabilecek NK, kanama, fibröz başlık, kalsifikasyon gibi oluşumların ayırtedilebileceğini göstermektedir. Bu çalışmadaki histopatoloji sonuçları göz önüne alınmazsa tek başına MR bulguları semptomatik ve asemptomatik plakları ayırtedebilmekle birlikte istatiksel olarak beklediğimiz performansı göstermemiştir. İstatistik sonuçlarının esas olarak çalışmadaki başlıca kısıtlılık olan asemptomatik olgu sayısının azlığından kaynaklandığı düşünülmüştür. Histopatoloji ile saptanabilen fibröz başlıkta yer alan düz kas hücre yoğunluğu ve iltihabi hücre infiltrasyonu gibi belirteçlerin semptomatik ve asemptomatik olgularda anlamlı farklılık göstermesi dikkat çekicidir Bu çalışmada plak morfolojisini görüntülemekte kazandığımız deneyim gelecekte histopatolojik korelasyona gerek bırakmayan ve bu sayede de daha çok sayıda asemptomatik hastayı görüntülememizi sağlayacak çalışmalar yapabilmemizin yolunu açmıştır. PURPOSE: İmaging methods used for diagnosing carotid disease can show the degree of stenosis but are inefficient at evaluating the vessel wall and composition of the atheroma plaque. Magnetic Resonance Imaging (MRI) has excellent contrast resolution and ability to distinguish between fibrotic, hemorrhagic and calcific components. The aim of our study is to diagnose symtomatic and asymtomatic plaque morphology with pathologic specimens after carotid endartectomyæ to investigate whether or not the plaque components are identified with MRI and to find out the MRI characteristics of the plaque components in case that they are identified. METHODS: 37 patients who were scheduled for carotid endarterectomy for carotid stenosis (24 symtomatic, 13 asymptomatic) were imaged at 1.5 T Philips İntera Achieva MR system equipped with a surface coil (Philips Sense Flex Medium IPX4). The carotid bifurcation was centered around a five-centimeter-segment of the artery imaged. All patients underwent MR imaging within a week before surgery. Axial T1, T2, proton weighted images were performed for black blood imaging while 3D TOF MR angiography for bright blood imaging. Data were collected from electrocardiogram gated images. Black blood double inversion recovery technique with T1 and presaturation pulses with T2 and proton weighted images were used to reduce luminal signal. Plaque tissue components such as lipid-rich necrotic core (NC), hemorrhage, calcification, luminal trombus were identified by using previously published MR imaging criteria. All signal intensities were compared with the sternocleidomastoid muscle at a point adjecent to and at the same depth as the carotid arteries. All necrotic core diamensions measured at two axises. The fibrous caps were categorized as thinner or thicker than 0.5 mm. Two patients were excluded from the study becase of poor image quality. Thirtythree patients underwent carotid endarterectomy surgery. Plaque components, inflammatory cell infiltration and smooth muscle cells were searched at histological examination. RESULTS: Of the 33 patients all had necrotic core at histology sections and 30 of them were seen at MR imaging. There was no significant difference in necrotic core area measured between symtomatic and asymptomatic patients. The NC areas measured by MRI and histology were 9.17 ± 8.92 and 11.06 ± 10.68 respectively. Of the 33 patients, 30 showed calcification by MRI imaging and histology and there was no difference between the symtomatic and asymtomatic group. The senstivity of MRI to show hemorrhage was % 82.3 and the specificity was % 68.75 . meaning that MRI can be used to identify hemorrhagic areas of the plaque but there was no difference between the symtomatic and asymtomatic group. Smooth muscle cells were found much more frequently in asymtomatic patiens and macrophage cells were were in turn more frequently encountered in symtomatic ones. Fibrous cap (FC) thickness measuments by histology showed that patiens without symptoms had thicker FCs than the symtomatic ones but there was no significant statistical difference. Necrotic core signals were best shown at T2 weighted and hemorrhage signal at T1 and T2 weighted images CONCLUSIONS: Invivo MRI is capable of identifying NC, FC, hemorrhage and calcification at atheroma plaque. The statistical performance of our study was poorer than we thought becose of the fewer number of asymptomatic patients. Our experience of atheroma plaques with this study will be usefull for imaging large patient series without the need for histologic corelation.