Zusammenfassung
Ziel: Als etabliertes Restenose-Modell kann nach Endotheldenudation, Ballonangioplastie
und Stentimplantation eine intimale Hyperplasie in der Kaninchenaorta reproduzierbar
induziert werden. Ziel dieser Studie war, die Mikro-CT als neue Methode zur lückenlosen
Quantifizierung der Neointima nach Ballonangioplastie und Stentimplantation im Tiermodell
zu evaluieren. Material und Methoden: Zur Induktion einer intimalen Hyperplasie wurde bei 7 weißen New-Zealand-Kaninchen
unter angiographischer Kontrolle ein 5 mm breiter und 2 cm langer Stent in der abdominellen
Aorta platziert. An 700 transversalen Mikro-CT-Schnittbildern wurden Restenoseparameter
(Neointima, Mediadicke, Lumen) quantitativ erfasst und mit segmentalen histologischen
Schnitten (n = 30) verglichen. Ergebnisse: Die Angiographie zeigt 6 Wochen nach Stentimplantation keine makromorphologische
Veränderung der Gefäßwand. Das Stentlumen war gegenüber der normalen Gefäßwand aufgeweitet
(1,1 - 1,2:1). In der Mikro-CT lassen sich an explantierten Aortensegmenten die Stentstreben
von der umgebenden Gefäßwand diferenzieren. Der Stent lässt sich dabei lückenlos und
dreidimensional darstellen. In der histologischen Aufarbeitung zeigte sich eine konzentrische
Intimahyperplasie (Intima/Media-Verhältnis 0,27 ± 0,02; p < 0,001). Im quantitativen
Vergleich zeigt sich eine hochsignifikante Korrelation (r = 0,84 bis 0,96) der erfassten
Restenoseparameter zwischen Mikro-CT und Histopathologie. Schlussfolgerung: Der Vorteil der nichtdestruktiven Analytik mit der Mikro-CT ergibt sich aus der gezielten
Detektion morphologischer Veränderungen, bevor einzelne stentinkorporierte Gefäßwandsegmente
der histopathologischen Untersuchung zugeführt werden, sowie der Möglichkeit zur lückenlosen,
quantitativen Bestimmung von Gefäß- und Restenoseparameter vor der Einbettung des
Gewebes.
Abstract
Purpose: The well-defined model of angioplasty and stent implantation in the rabbit aorta
is useful in experimental studies of restenosis. This study was performed to evaluate
the feasibility of Micro-CT for quantification of in-stent restenosis in a rabbit
aortic in-stent-restenosis model. Material and Methods: To induce in-stent restenosis seven female New Zealand rabbits underwent balloon
dilation and denudation prior to stenting the abdominal aorta. After six weeks on
atherogenic diet, animals were killed and the aorta was perfused with contrast agent.
Micro-CT morphometric analysis of balloon and stent injured arteries obtained by 700
transverse sections (voxel size 10 µm) was compared to conventional histological analysis.
Results: Intimal hyperplasia was present in stented and balloon injured arteries with a moderate
intimal area assessed by Micro-CT and conventional histology (3.91 ± 0.5 mm² vs. 4.18
± 0.42; r = 0.9). High significant correlations between Micro-CT image analysis and
conventional histomorphometry were obtained for lesion size, size of media, size of
lumen and stent area (r = 0.84 to 0.96). Conclusion: Micro-CT is feasible for quantitative information about restenosis following balloon
angioplasty and stent implantation and has the potential to become a standard technique
in many laboratories which will augment serial histology as the reference method for
ex-vivo studies of restenosis.
Key words
Micro-Computed Tomography - stent - vasculature - restenosis
References
1
Hilfiker P R, Quick H H, Schmidt M. et al .
In vitro image characteristics of an abdominal aortic stent graft: CTA versus 3D MRA.
MAGMA.
1999;
8
27-32
2
Hug J, Nagel E, Bornstedt A. et al .
Coronary arterial stents: safety and artifacts during MR imaging.
Radiology.
2000;
216
781-787
3
Pump H, Mohlenkamp S, Sehnert C A. et al .
Coronary arterial stent patency: assessment with electron-beam CT.
Radiology.
2000;
214
447-452
4
Maintz D, Seifarth H, Flohr T. et al .
Improved coronary artery stent visualization and in-stent stenosis detection using
16-slice computed-tomography and dedicated image reconstruction technique.
Invest Radiol.
2003;
38
790-795
5
Hong C, Chrysant G S, Woodard P K. et al .
Coronary artery stent patency assessed with in-stent contrast enhancement measured
at multi-detector row CT angiography: initial experience.
Radiology.
2004;
233
286-291
6
Johnson R H, Hu H, Haworth S T. et al .
Feldkamp and circle-and-line cone-beam reconstruction for 3D micro-CT of vascular
networks.
Phys Med Biol.
1998;
43
929-940
7
Malyar N M, Gossl M, Beighley P E. et al .
Relationship between arterial diameter and perfused tissue volume in myocardial microcirculation
- a micro-CT based analysis.
Am J Physiol Heart Circ Physiol.
2004;
286
2386-2392
8
Langheinrich A C, Bohle R M, Greschus S. et al .
Atherosclerotic Lesions at Micro CT: Feasibility for Analysis of Coronary Artery Wall
in Autopsy Specimens.
Radiology.
2004;
231
675-681
9
Jorgensen S M, Demirkaya O, Ritman E L.
Three-dimensional imaging of vasculature and parenchyma in intact rodent organs with
X-ray micro-CT.
Am J Physiol.
1998;
275
H1103-H1114
10
Rathee S, Fallone B G, Robinson D.
Modulation transfer function of digitally reconstructed radiographs using helical
computed tomography.
Med Phys.
2002;
29
86-89
11
Langheinrich A C, Bohle R M, Breithecker A. et al .
Micro-computed tomography of the vasculature in parenchymal organs and lung alveoli.
Fortschr Röntgenstr.
2004;
176
1219-1225
12
Farb A, Weber D K, Kolodgie F D. et al .
Morphological predictors of restenosis after coronary stenting in humans.
Circulation.
2002;
105
2974-2980
1 * Authors contributed equally to this study
Prof. Dr. R. M. Bohle
Department of Pathology, University of Gießen
Langhansstraße 10
35392 Gießen
Germany
Telefon: ++ 49/6 41/99-4 11 10
Fax: ++ 49/6 41/99-4 11 69
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