Detekce nestabilního karotického plátu v prevenci ischemické cévní mozkové příhody

Overview

Aterosklerotická stenóza karotidy je známý rizikový faktor ischemické CMP nebo tranzitorní ischemické ataky. Změny v aterosklerotickém plátu typu krvácení do plátu, neovaskularizace, velký podíl lipidů, tenká nebo prasklá fibrózní čepička či zánět hrají pravděpodobně významnou roli v nestabilitě plátu a jsou spojeny s vyšším rizikem ischemické CMP. V současnosti neexistuje modalita, která by byla schopna současně přesně změřit stupeň stenózy a spolehlivě detekovat nestabilní aterosklerotický plát. K přesné a detailní analýze morfologie plátu je potřeba využít kombinaci jednotlivých metod. CT je široce dostupná a často první zobrazovací metoda plátu se schopností detekovat kalcifikace, ulceraci plátu a stupeň stenózy. Nicméně rozlišení mezi kumulací lipidů a krvácením do plátu je nízké. MR má schopnost rozpoznat většinu nestabilních morfologických znaků plátu, ale časová náročnost, pohybové artefakty a absence unifikovaných protokolů jsou komplikací pro širší použití. PET je efektivní nástroj k detekci metabolických procesů v plátu, zejména zánětu, ale prostorové rozlišení je nepřesné. Ultrazvuk je široce dostupná a levná metoda k monitoringu vývoje plátu, zejména za použití 3D módu, ale pro rozlišení jednotlivých znaků plátu je suboptimální. Budoucí vývoj ultrazvukových metod, např. počítačová analýza škály šedi a kontrastní ultrazvuk však výhledový potenciál ultrazvuku významně zlepšuje.

Klíčová slova:
ateroskleróza – nestabilní plát – karotická tepna – iktus – ultrazvuk

Úvod

Ateroskleróza karotické tepny je častá a relativně dobře známá příčina CMP a představuje jeden z hlavních cílů prevence iktu [1]. Ateromové pláty v karotických arteriích přispívají různým mechanizmem minimálně k 10–30 % všech ischemických CMP a tranzitorních ischemických atak (TIA). V současnosti, kromě klinických symptomů, je tíže karotické stenózy hlavním parametrem ovlivňujícím pacientovu léčbu, a to včetně rozhodnutí o intervenčním řešení. Toto paradigma, jež je užíváno po desetiletí, bylo již v minulosti mnohokrát zpochybňováno a přibývají důkazy, že složení a charakter karotického plátu hrají klíčovou roli v jeho stabilitě a riziku vzniku ipsilaterální CMP [1].

V posledních dekádách bylo dia­gnostické úsilí cíleno především na metody zjišťující procento stenózy se zhodnocením přesnosti dia­gnostiky. Úspěch v kvantifikaci stenózy však ozřejmil, že zúžení cévy není jediným rizikovým faktorem iktu a že mezi procentem karotické stenózy a rizikem ipsilaterálního iktu není lineární závislost, a to zejména u asymptomatických stenóz [1].

Současná doporučení na podkladě rozsáhlých studií dávají přednost intervenční léčbě především u těžké symptomatické stenózy (nad 70 %), u vybraných pacientů lze indikovat intervence také u stenózy nad 50 % [2]. Vyšší riziko CMP se však vyskytuje i u méně významných stenóz, mnohdy pod 50 % [3]. Naopak mnoho pacientů s asymp­tomatickou stenózou vysokého stupně nedostane iktus ani po dlouhé době sledování. Zde může hrát významnou roli kromě patofyziologie vývoje stenózy a rozvoje kolaterálního řečiště také medikamentózní léčba, tzv. best medical treatment (BMT) [4].

Díky tomu dlouhodobě narůstá zájem o nové dia­gnostické metody s možností detekce vysoce rizikového (nestabilního) karotického plátu [5,6]. Tento zájem vedl k detailnějšímu prozkoumání povrchu plátu a jeho objemu s cílem změřit plát jako celek, což znamená i kvantifikaci plátu a nejen ohodnocení stupně stenózy, tedy pouze změření nejužší části lumina cévy. Nemalé úsilí bylo zaměřeno na analýzu složení plátu odhalující charakteristiky plátu, které mohou znamenat zranitelnost či nestabilitu plátu a znamenají tak rovněž kvalitativní ohodnocení plátu.

Definovat „vulnerabilní“ či „nestabilní“ plát bylo předmětem mnoha vědeckých aktivit. Histologické nálezy z aterosklerotických plátů získaných při karotické endarterektomii (CEA) byly analyzovány a následně porovnávány se vzorky z předchozích in vivo provedených zobrazovacích metod. Navzdory nezpochybnitelnému úspěchu v definování určitých rizikových znaků plátu si musíme uvědomit, že důležitá data postrádáme, jelikož získané vzorky jsou především od symptomatických pacientů se středním až těžkým stupněm stenózy. A to s celkem variabilním intervalem mezi chirurgickým odstraněním plátu a ischemickou událostí, která může velmi významně ovlivnit výsledek histopatologického nálezu [7].

V současnosti již jsou identifikovány první morfologické charakteristiky vysoce rizikového plátu v karotidě. Jedná se především o ulcerace povrchu plátu, na lipidy bohatou nekrotickou oblast (lipid rich necrotic core; LRNC), zúženou nebo prasklou fibrózní čepičku (fibrous cap; FC), krvácení do plátu (intraplaque haemorrhage; IPH), neovaskularizaci plátu (intraplaque neovascularization; IPN) a zánětlivé změny [8–11].

Jako významné faktory progrese aterosklerotického plátu byly identifikovány tíže (procento) stenózy, tandemová stenóza, progrese celkové plochy plátu (total plaque area; TPA), resp. celkového objemu plátu (total plaque volume; TPV) [12–15].

Při hodnocení celkového rizikového potenciálu plátu je potřeba také zahrnout jeho emboligenní potenciál prostřednictvím detekce mikroembolických signálů při trans­kraniálním dopplerovském monitoringu (TCD) [16,17] a zobrazením ischemických ložisek mozku jako známek embolizace do mozkových tepen [18,19].

Detekce znaků nestability aterosklerotického plátu lze využít při identifikaci etiologie ischemické CMP. Největší význam je zde u kryptogenních CMP, jejichž incidence se odhaduje až na 30 % všech ischemických CMP. Lze předpokládat, že část těchto iktů by mohla být přisouzena nestenózujícímu karotickému onemocnění s přítomností nestabilního plátu. Pilotní studie ukazují, že by to mohla být až jedna třetina všech kryptogenních ischemických iktů. Nicméně je potřeba vyčkat výsledků velkých multicentrických studií, které by měly tuto hypotézu verifikovat [20,21].

Detekce nestabilních znaků plátu, vývoj plátu v čase stejně jako jeho emboligenní potenciál jsou cílem dia­gnostického úsilí k odhalení potenciálně nestabilního stadia plátu, které by optimálně vedlo ke změně terapie s cílem stabilizovat nebo eliminovat takový plát a tím předcházet riziku iktu. Metody, dostupné v dnešní klinické praxi mají rozdílný potenciál odhalit jednotlivé známky nestability. V této práci poskytujeme přehled těch, které se používají rutinně: CT, MR, ultrazvuk (US) a jeho rozličné modality – dvoudimenzionální (2D) a třídimenzionální (3D) US, vyšetření s echokontrastem (contrast enhanced ultrasound, CEUS), a dále TCD a PET. U každé metody uvádíme specifikace dia­gnostických výhod a limitaci každé z nich v detekci nestabilních znaků plátu a rovněž v monitoringu dynamiky plátu. K poskytnutí komplexního přehledu zobrazovacích metod aterosklerotického karotického onemocnění se okrajově zmiňujeme o ně­kte­rých z experimentálních metod. Těmi jsou intravaskulární US (IVUS), optická koherenční tomografie (OCT), mikrooptická koherenční tomografie (μOCT) a blízká infračervená spektroskopie (near infrared spectroscopy; NIRS).

Detailní analýza karotického plátu by následně mohla pomoci optimalizovat terapeutický přístup u pacientů s aterosklerotickým postižením karotidy, zpřesnit selekci pacientů vhodných pro karotickou revaskularizaci a identifikovat pacienty, u kterých by byla indikována změna konzervativní léčby – nasazení nebo eskalace terapie [6].

Počítačová tomografie

Technické provedení

K detekci plátu se užívají dvě základní techniky CTA: konvenční jednozdrojová CT (rovněž zvaná multidetektorová CT; MDCT) a dvouzdrojová CT (dual source CT; DSCT). Společné pro obě techniky je nezbytnost podání jodové kontrastní látky, aby došlo k dostatečné vizualizaci plátu a použití rentgenového záření, jehož atenuace je kvantifikována v Hounsfieldových jednotkách (HU). Výsledný obraz je reprezentován ve stupnici šedi. Rozdíl metod je v energii a počtu užívaných zářičů a rovněž v postprocedurálním zpracování obrazu.

Při konvenční CT jeden zdroj rentgenového záření poskytuje reprezentaci objektů na podkladě lineárního atenuačního ko­eficientu každé z anatomických struktur a je nezávislá na materiálové denzitě a hmotnostním koeficientu útlumu. Toto představuje limitaci pro tkáňovou specifikaci. Na dvouzdrojovém CT dosahujeme dvou rozdílných HU z jedné anatomické struktury tím, že jsou aplikovány dvě odlišné energie rentgenového záření, které vedou k energeticky dependentním změnám v atenuaci různých tkání. Rozlišení tkání je tedy daleko detailnější, jelikož atenuační rozdíl mezi vysoko- a nízkodávkovým zdrojem záření odhaluje více nuancí v tkáňové charakteristice. Typickým příkladem je rozlišení mezi reziduem jodového kontrastu a kalcia, který nemusí být snadno rozpoznatelný na konvenční CT, jelikož při tomto vykazují obě složky stejnou atenuaci. Na duální CT však získáme atenuační rozdíl, jelikož atenuace jodu stoupá rychleji než atenuace kalcia. Tento princip umožňuje lepší rozlišení zobrazených struktur.  Další velkou výhodou DSCT je subtrakce kostní tkáně, která poskytuje lepší zobrazení vaskulatury [22].

Obě CT modality dovolují multiplanární rekonstrukce ve všech třech rovinách, vysoké prostorové rozlišení a přesnou identifikaci plátu, a to zejména pokud je použit bolus kontrastní látky [23].

Výpočetně tomografická angiografie není jediná rentgenová metoda, která se k zobrazení aterosklerotického postižení tepen používá. Dlouhodobě zlatým standardem je digitální subtrakční angiografie (DSA). Nicméně, navzdory častému využití při cerebrovaskulárním zobrazování je samotná vizualizace plátu limitována na povrchové iregularity a kvantifikaci stupně stenózy. V tomto bodě však poskytuje stejné informace i konvenční CT a je vhodnější na skríning [24]. DSA nezobrazuje detailně morfologii plátu, je limitována 2D zobrazením a v detekci vulnerabilního plátu je to spíše marginální metoda, taktéž pro svou časovou a rentgenovou zátěž.

Detekce nestabilního plátu

Výpočetně tomografická angiografie je dobře ověřená metoda ke zhodnocení stupně karotické stenózy se schopností zobrazit všechny cévy aortálního oblouku. A to zejména intrakraniální cirkulaci, vč. tortuozit a jiných anatomických abnormit. Co se týče zobrazování struktury karotického plátu, výzkum možností CT je nyní na vzestupu, zejména díky jeho široké dostupnosti v rutinní praxi. Považuje se za velice senzitivní metodu k detekci kalcifikací [25], které jsou zobrazitelné jako vysoce denzitní signály uvnitř plátu. V současnosti se považuje kalcifikovaný plát za relativně stabilní, nicméně chybí prospektivní studie k potvrzení této hypotézy. MDCT je schopna spolehlivě detekovat kalcifikace s průměrnou hodnotou 250 HU, pro rozlišení od jodového kontrastu lze využít DSCT, jak je popsáno výše [22].

Velmi dobré výsledky CTA jsou při detekci povrchových ulcerací nad 1 mm [26], kde CT dobře koreluje s DSA. MDCT detekuje ulcerace se střední až dobrou senzitivitou (60–94 %) i specificitou (70–99 %), pokud byly tyto srovnávány s histologickým nálezem [27].

Porušená FC bývá dávána do souvislosti s vulnerabilním charakterem plátu a lze ji detekovat jako kontrastní sycení v oblastech nerovností povrchu. Ve studii autorů Saba et al byla potvrzena signifikantní asociace mezi porušenou FC a kontrastním sycením nerovností plátu (κ = 0,855) [25,28].

Co se týče dalších charakteristik plátu, IPH, neovaskularizace, LRNC a fibrózní tkáň jsou detekovatelné jako struktury s nízkou denzitou. Dochází zde ale k významnému překryvu mezi těmito hypodenzními strukturami, což limituje využití této metody v analýze plátu. Nicméně, CTA ukazuje signifikantní dobrou korelaci s histologickými nálezy u velkých lipidových okrsků (κ = 0,796) a velkých hemoragií (κ = 0,72) [25] s vysokou interobservační shodou. V principu můžeme říci, že čím je nižší denzita plátu, tím je pravděpodobně menší jeho stabilita. Dynamické kontrastní zobrazení se zdá být velmi přínosnou technikou k ohodnocení stability na MDCTA. Zvýšení denzity v HU od brzké do pozdní fáze značí stabilitu plátu s větším množstvím fibrózní tkáně a menším podílem lipidů, IPH a neovaskularizací [23], pravděpodobně v důsledku rychlejšího vymytí z plátu.

Limitace metody

Dvě hlavní nevýhody provází CT vyšetření: 1. potřeba podání intravenózní kontrastní látky s jodem s potenciální možností alergické reakce a nefrotoxicity; 2. expozice rentgenovému záření. Při analyzování plátu dále plynou limitace z artefaktů na podkladě přítomnosti kalcifikací a nedostatečnému rozlišení jednotlivých hypodenzních struktur, zejména u menších IPH, LRNC a fibrózní tkáně [25]. CT je tedy velmi dobrá dia­gnostická metoda akutní fáze, s přihlédnutím k existujícím limitacím při analýze nestabilního plátu. Navzdory ně­kte­rým studiím, které využily MDCT jako monitorovacího nástroje k dlouhodobému sledování vývoje plátu [29], z důvodů zmíněných limitací CT za rutinní monitorovací metodu ke sledování dynamiky plátu nepovažujeme.

Směřování dalšího výzkumu

Dvouzdrojová CT s kostní subtrakcí se jeví jako slibná metoda k rozlišení měkkých tkání. Zahrnutí kontrastního sycení do protokolů by bylo malým krokem navíc v běžném vyšetřovacím CT procesu, jež by přineslo cenné informace o charakteru plátu. MDCT 3D geometrickým zobrazováním může přinést nové informace o různých hemodynamických faktorech, např. o tzv. shear stress (střižná síla, smykové napětí), jež se jeví jako další významný faktor v dynamice vývoje plátu. Informací o jeho patofyziologickém mecha­nizmu však není mnoho [27].

Magnetická rezonance

Technické provedení

Magnetická rezonance je často považována za zlatý standard a v analýze aterosklerotického plátu hraje důležitou roli. Dobrá senzitivita i specificita metody v hodnocení morfologie plátu, jeho složení a objemu je známa. V detekci nestabilních známek plátu se doporučuje několik různých sekvencí. Nejčastěji užívané jsou T1 vážené a T2 vážené fast spinecho (FSE) sekvence a proton denzitně vážené (PDW) obrazy. Tyto techniky jsou vynikající svým vysokým prostorovým rozlišením. Sekvence double inversion recovery, rovněž nazývaná „black blood imaging“ poskytuje vysoký kontrast mezi stěnou cévy a lumen. Ve všech těchto modalitách dosahujeme vysokého signal-to-noice ratio, ovšem za cenu prodloužených skenovacích časů a dochází k výskytu pohybových artefaktů [26].

Zobrazení MR může být ovlivněno změnou nastavení a v zájmu zkrácení skenovacího času jsou aplikovány různé techniky. Pro všechny sekvence je využívána technika suprese tukové tkáně, aby se maximálně eliminovaly signály z podkožního tuku a také aby se usnadnilo rozlišení mezi LRNC a IPH [30].

Kontrastní MR (contrast enhanced, CE) pomůže zobrazit ně­kte­ré komponenty plátu přesněji a nejčastěji jsou užívány cheláty gadolinia (Gd). Na T1 vážených skenech lze rozlišit mezi vaskulárními okrsky sycenými kontrastem, např. fibrózní tkání, od nevaskularizovaných, jako jsou např. LRNC, IPH a trombus, ovšem mechanizmus sycení Gd v karotickém plátu je komplexní.

Gd, jak známo, se distribuuje v extracelulárním extravaskulárním prostoru. Tedy vyšší sycení může být díky zvýšené perfuzi a permeabilitě, zvětšenému extracelulárnímu volumu anebo sníženému vymývání kontrastu z plátu a v karotických plátech je nepřímo přisuzováno patofyziologickým procesům, jako jsou neovaskularizace, zánět či reorganizace složení cévní stěny [31].

Detekce nestabilního plátu

Značný potenciál MR v dia­gnostice nestabilního plátu byl potvrzen v mnoha studiích. Vysoký kontrast měkkých tkání, reproducibilita a vysoká interobservační shoda zajišťují této neinvazivní dia­gnostické metodě významnou pozici v analýze složení plátu. Jedna z nejvíce prozkoumaných komponent plátu je nepochybně IPH. Bývá detekováno se senzitivitou 82–92 % a specificitou 74–100 % [32,33]. Kombinace T1, T2 vážených a PDW obrazů pomáhá určit stáří trombu. Čerstvé IPH je hyperintenzní v T1 vážených a hypointenzní nebo izointenzní v T2 vážených a PDW sekvencích. Recentní IPH (1–6 týdnů) je hyperintenzní na všech zmíněných zobrazeních (obr. 1, 2) a starší IPH (≥ 6 týdnů) je ve všech těchto zobrazeních hypointenzní. Byla nalezena silná korelace mezi symptomy mozkové ischemie a přítomností IPH bez ohledu na stupeň stenózy [3] s hazard ratio od 4,59 (95% CI 2,91–7,24) [15] do 9,8 (95% CI 1,3–75,1; p = 0,03) [34].

Odlišení IPH od LRNC je rovněž dominantou této metody. LRNC lze detekovat na MR se senzitivitou 82–100 % a specificitou 40–100 % [27,33]. Jelikož IPH je často rozptýleno v rámci lipidových okrsků, je nutná kombinace sekvencí k odlišení těchto dvou patologií – zatímco IPH je hyperintenzní v T1 vážených a time-of-flight (TOF) sekvencích, LRNC je hyperintenzní jen v T1 vážených a izointenzní na TOF obrazech [35]. Nejen detekování LRNC v plátu, ale rovněž její kvantifikace má pravděpodobně důležitý klinický efekt, neboť vzrůstající objem lipidových okrsků může vyústit v budoucí rupturu povrchu, jak se zjistilo u středně významné karotické stenózy [36]. Silná korelace mezi IPH a LRNC s histopatologickými nálezy byla potvrzena [33,35].

Neovaskularizace a zánět jsou dvě entity asociované s nestabilitou plátu a jsou detekovatelné v CE T1 vážených sekvencích s prevalencí neovaskularizace až 97 % a zánětu až 87 % [31]. Chan et al se zaměřili na zhodnocení stupně zánětlivého procesu v plátu za použití protilátky konjugované se superparamagnetickými částicemi oxidu železa (superparamagnetic iron oxide particles; SPIO) a symptomatické pláty byly odlišeny od asymptomatických dle stupně zánětu. V této malé studii kontrastní sycení na MR významně korelovalo se stupněm zánětu plátu (r = 0,64; p < 0,001) [37]. Dynamická CE MR byla použita ke kvantifikaci sycení v plátu odpovídající neovaskularizaci a zánětu, přičemž byla potvrzena signifikantní korelace [38].

MR je také velmi dobrá metoda k detekci ulcerace plátu v angiografickém módu (MRA), kde se ulcerace zobrazují jako povrchové nerovnosti a přidání black-blood MRA pomohlo dosáhnout senzitivity MR 80 % a specificity 70 % [36].

Fibrózní povrch se zobrazuje jako hypointenzní lineární struktura v T1, T2 vážených a PDW sekvencích a její absence značí buďto ztenčení nebo rupturu fibrinového povrchu plátu [32].

Kalcifikace se zobrazují hypointenzně na všech kontrastně vážených skenech a mohou být pomocí MR detekovány s vysokou senzitivitou a specifitou [32,35].

Zobrazování plátu pomocí MR prokázalo schopnost identifikovat vysoce rizikové pláty u jak symptomatických tak u asymptomatických pacientů nezávisle na stupni stenózy [15] a mohlo by tak zlepšit stratifikaci pacientů se zvýšeným rizikem budoucích cerebrovaskulárních ipsilaterálních ischemických událostí [39].

Nepopiratelnou výhodou MR metody je také fakt, že mozková tkáň může být zhodnocena ve stejné době jako vyšetření plátu. U nestabilních plátů, zejména s přítomností IPH, byla nalezena silná asociace s lézemi bílé hmoty u symptomatické karotické stenózy [40]. Vliv nestabilního plátu na mozkovou tkáň může být ohodnocen při současně provedeném skenu mozku. Esposito-Bauer navrhl kategorizaci plátu dle MR nálezů a vysoce rizikové pláty byly charakterizovány přítomností LRNC, fibrózní tkání s možnými kalcifikacemi, povrchovými defekty, IPH nebo přítomností trombu, přičemž tyto typy plátů byly spojeny se zvýšeným rizikem iktu [39].

Limitace metody

Významnými nevýhodami MR jsou dlouhé vyšetřovací časy, přičemž vybrané sekvence jsou velmi senzitivní na pohybové artefakty. Dále pak vysoká cena za vyšetření a relativně nízká dostupnost, což je ještě více patrné při analýze plátu. Současná klinická praxe neposkytuje specifikované protokoly k MR skenování plátu, a tak jsou tyto dostupné většinou jen ve specializovaných centrech. Automatický software k analýze složení plátu je rovněž nedostupný a díky manuálnímu postprocessingu komponent plátu je výsledný popis náchylný k vysoké inter- i intraobservační variabilitě. Proces MR skenování plátu je časově náročný a není pro radiology rutinní záležitostí, což opět vytváří bariéry k zavedení MR do praxe jako běžného rutinního stratifikačního nástroje v analýze plátu [27]. Rovněž na běžně dostupných 1,5T MR přístrojích je rozlišení mezi jednotlivými komponentami plátu spíše výzvou. Aplikace silnějšího magnetického pole je cestou ke zlepšení dia­gnostické přesnosti a je předmětem výzkumu [32,41].

Směřování dalšího výzkumu

Jak je uvedeno výše, jednou z neoddiskutovatelných výhod MR je její schopnost skenovat více struktur během jednoho vyšetření. Tedy např. kombinace vyšetření mozkové tkáně, plátu i lumen cévy, která může být provedena v budoucnosti v rámci jednoho komplexního neurozobrazovacího procesu. Recentně byl navržen protokol současné nekontrastní MRA se skenem detekujícím IPH (simultaneous non-contrast angiography and intraplaque haemorrhage; SNAP protocol) k simultánní dia­gnostice luminální stenózy a přítomnostiIPH v jedné vyšetřovací době [42].

Zlepšení rozlišení struktur za použití 3T a 7T skenerů [41,43,44] a vývoj automatizovaného software k eliminaci lidské chyby při hodnocení jednotlivých komponent plátu je další cíl mnoha výzkumných aktivit [45].

Nové bio­markery, které cílí na specifické molekuly detekovatelné při transformaci plátu, jako např. při remodelaci u zánětu, jsou také předmětem výzkumu. Funkční molekulární MR sondy jsou testovány a obvykle se skládají z protilátky konjugované se SPIO nebo jiné kontrastní látky a specificky váží molekuly či buněčné komponenty [46], např. fibrin, elastin nebo zánětlivé markery jako jsou např. VCAM-1 nebo E-selectin. Tímto bychom získali možnost detekovat nestabilní známky plátu na molekulární úrovni s velmi vysokým prostorovým rozlišením a rovněž bychom měli možnost kvantifikovat stupeň zánětlivého postižení [37]. Tyto nové postupy v dia­gnostice aterosklerózy jsou v současné době vyhrazeny pro ex vivo zobrazování a k uvedení do klinické praxe je nutný další vývoj.

Pozitronová emisní tomografie

Technické provedení

Pozitronová emisní tomografie je hlavní molekulární zobrazovací technika, neboť jednofotonová emisní výpočetní tomografie (single emission computed tomography; SPECT) má výrazně nižší prostorové rozlišení a při zobrazování plátu není v centru zájmu. Nedostatečné prostorové rozlišení PET, mezi 3 až 5 mm, je korigováno za současného použití hybridních skenerů s CT či v poslední době rovněž s MR [47]. Nejvíce prozkoumaný radionuklidový nosič v dia­gnostice aterosklerózy je 18-fluorodeoxyglukóza (¹⁸FDG) (fluorodeoxyglukóza; FDG), která je částečně metabolizována v glykolýze a slouží jako marker zánětu nebo hypoxie. Po administraci FDG následně dochází ke skenování, které je provedeno v 60.– 90. min. Rozptyl nosiče v krevním oběhu může vyústit ve špatné kontrastní rozlišení pro tak malou strukturu jako je karotický plát a to tím významněji, čím dříve je zobrazení provedeno. Optimální načasování k vizualizaci plátu je předmětem mnoha debat. V menší studii Blomberg et al zjistili, že opožděné ¹⁸FDG PET/ CT zobrazení ve 180. min zlepšuje kvantifikaci zánětu v aterosklerotickém plátu oproti standardně prováděným skenům v 90. min [48]. Reproducibilita metody byla ohodnocena jako velice vysoká s příznivou inter- a intraobservační shodou [49].

Detekce nestabilního plátu

Hlavní výhodou PET proti ostatním existujícím zobrazovacím technikám je potenciál detekovat zánět přímo prostřednictvím FDG. Několik studií zaznamenalo významnou korelaci mezi koncentrací FDG a histopatologickým nálezem infiltrace makrofágů (pláty s vysokým standardized uptake value; SUV) [50,51]. Zvýšený FDG uptake u zánětlivého postižení byl pozitivně asociován s rizikem ischemických CMP nezávisle na stupni stenózy [50,52].

V detekci dalších nestabilních znaků plátu však PET postrádá anatomickou přesnost a její přínos může být v současnosti jen v kombinaci s CT či MR. Korelace s CT i MR nálezy v detekci LRNC, kalcifikací i fibrózní tkáně je však slabá [53] a také nebyla prokázána významnější korelace mezi FDG uptakem a neovaskularizací plátu [29].

Nicméně přínos PET může být v budoucnosti výrazně vyšší, především experimentální, protože metabolizmus i patofyziologické procesy v aterosklerotickém plátu mohou být zkoumány in vivo. Tato metoda je dobře zavedená a klinicky dostupná.

Limitace metody

Jak již bylo popsáno výše, špatné prostorové rozlišení, neschopnost vizualizovat neovaskularizaci, LRNC, IPH nebo fibrinové defekty jsou významnými limitacemi metody [26]. Vyšetření je drahé, dostupnost PET skenerů je nízká a zátěž radioaktivitou nevyhnutelná. Musí být rovněž započítány i dodatečné kontraindikace a limity plynoucí z CT či MR vyšetření. FDG uptake může navíc ovlivnit i pacientova příprava a dieta. Ke zhodnocení stadia aterosklerózy je potřeba sériové testování. Vystavení radiaci, zejména při PET koregistraci s CT prakticky vylučuje provádění opakovaného zobrazení. Hybridní PET/ MR a PET/ CT zobrazení také vyžaduje přesnou časovou koregistraci mezi oběma modalitami, speciálně když hodnotíme malé struktury, jako jsou karotické pláty. Pohyby pacienta mezi detekcemi obrazu mohou vyústit v chybu posunu lokace a tím i v chybnou interpretaci obrazu [47].

Směřování dalšího výzkumu

Kombinace PET s MR se jeví jako možnost v identifikaci ně­kte­rých problematických morfologických znaků plátu a v dia­gnostice změn stěny cévy [27]. Ve vývoji jsou algoritmy ke snížení dávky radiace umožňující opakované vyšetření.

Pravděpodobně nejvíce studovaným faktorem jsou nové nosiče. Řada jich je testována v procesu vzniku trombózy, neoangiogeneze, lipidové akumulace, mikrokalcifikací a dalších procesů. ¹⁸F-sodium fluoride (¹⁸F-NaF) byl objeven jako potenciální nástroj k detekci prasklých a vysoce rizikových koronárních plátů a rovněž jako prostředek k detekci mikrokalcifikací. Malá depozita kalcia v rámci plátu mohou signalizovat jeho progresi a stadium náchylné k ruptuře [54]. Jsou však zapotřebí studie se zaměřením na karotické arterie [55]. V non-FDG zobrazení je studován vztah nestabilního plátu náchylného k ruptuře a matrixové metaloproteinázy (MMP) [56]. Další nový bio­marker ve studiu nestabilního plátu by mohla být [¹⁸F]-galacto-RGD PET/ CT se zobrazením αvβ3 molekuly. Jelikož tento integrin je exprimován makrofágy a endoteliálními buňkami v průběhu angiogeneze v aterosklerotických lézích, mohl by představovat marker zánětu a neoangiogeneze [57]. PET/ CT bio­markery nabízí šanci, jak zhodnotit stadium aterosklerotických lézí a ozřejmit různé aspekty progrese plátu, ale v současnosti jsou tyto nosiče stále ve velmi brzkém stadiu vývoje a širší uplatnění je předmětem budoucího výzkumu [47].

Duplexní sonografie

Technické provedení

Ultrazvuk je pravděpodobně klinicky nejvíce využívaná zobrazovací technika v dia­gnostice aterosklerotického plátu a je metodou volby pro pravidelný skríning a úvodní evaluaci aterosklerotického onemocnění karotid. Široká dostupnost, nízká cena a výborná tolerance pacientem bez závažnějších vedlejších efektů jsou neoddiskutovatelné výhody této dlouhodobě zavedené modality [58]. Jedná se o jedinou metodu, která poskytuje zobrazení v reálném čase s možností hodnocení hemodynamických parametrů. Transdukční sondy generují a přijímají US vlnění vznikající v piezoelektrických krystalech, frekvence se obvykle pohybují mezí 4–14 MHz a pro zobrazení karotid jsou nejvhodnější lineární sondy. Zobrazování probíhá v longitudinální a axiální rovině. Existuje několik zobrazovacích technik. Přehled a popis každé z technik je poskytnut ve vztahu k zobrazení nestabilního plátu.

Detekce nestabilního plátu

B-obraz

B-obraz (brightness mód neboli dvoudimenzionální mód) umožňuje vizualizovat několik anatomických znaků v plátu a v arteriální stěně. B-obraz se primárně užívá k zhodnocení echogenity tkání a konvenčně je jako referenční hodnota užívána echogenita sternocleidomastoidiálního svalu. Inter- i intraobservační diskrepance jsou jednou z hlavních limitací této metody a v současnosti jsou testovány různé techniky post­processingu snižující vliv subjektivního hodnocení vyšetřujícím [59]. Cílem metody je odlišit pláty hypoechogenní, asociované zřejmě s lipidovými okrsky a hemoragickým obsahem, od hyperechogenních, které korespondují s obsahem fibrinu a kalcia a jež jsou považovány za stabilnější.

Gray scale median (GSM) je počítačové měření průměrné echogenity plátu a koreluje negativně s rizikovými faktory pro kardiovaskulární onemocnění. Není jasný konsenzus hraničních hodnot GSM k definici nestabilního plátu díky odlišným softwarovým aplikacím, ale v principu nízké hodnoty korespondují s hypoechogenními pláty [60]. Nízká echogenita je asociována se zvýšeným rizikem ischemických CMP u symptomatických [60] i asymp­tomatických pacientů s karotickou stenózou a nižší hodnoty GSM jsou spojeny s vyšším rizikem budoucího iktu [61]. Nicméně, jak je zjevné z definice, GSM poskytuje průměrnou hodnotu echogenity plátu a postrádá schopnost ohodnotit jednotlivé histologické komponenty plátu a jejich distribuci [62].

Analýza distribuce pixelů (pixel distribution analysis; PDA) řeší tento problém přiřazením charakteristické echogenity jednotlivým klíčovým komponentám aterosklerotického plátu a mapuje architektoniku znaků plátu (LRNC, IPH, kalcia a fibromuskulární tkáně) nejenom lokalizací, ale také jejich velikosti [63]. Toto neinvazivní vyšetření plátu by mohlo mít velmi významný klinický dopad, jelikož velké juxtaluminální tmavé okrsky (juxtaluminal black area; JBA) obsahující lipidy, nekrotické masy nebo mohou být v důsledku přítomnosti trombu, jsou v lineárním vztahu k riziku iktu [64] a tato nestabilní ložiska by mohla být narušena průchodem endovaskulárního katetru [62]. Tento mechanizmus by mohl predisponovat k embolizaci v průběhu karotického stentingu (CAS), přičemž vyšší incidence embolizace po CAS ve srovnání s CEA již byla popsána [65].

Podrobnější charakterizace plátu by tedy mohla být užívána při stratifikaci rizika v managementu invazivních procedur [64].

Ve 2D módu se FC zobrazuje jako lineární echogenní struktura na povrchu plátu. Tloušťku FC lze standardně měřit pomocí US, a tím detekovat ztenčení nebo defekt FC, jelikož obě tyto změny patří mezi rizikové faktory iktu. Jako efektivní nástroj pro detekci zúžení FC bylo navrženo měření integrovaného ultrazvukového zpětného rozptylu (integrated ultrasonic backscatter; IBS), neboť IBS byl nižší u tenkých vrstev FC než u těch silných (–10,9 ± 6,4 vs. –2,4 ± –6,2 dB; p < 0,001) a byla nalezena také dobrá korelace s histologickými nálezy. Měření IBS může pomoci detekovat zúženou FC jako známku nestability plátu [66].

Ulcerace jsou definovány jako iregularity na povrchu plátu a dle konvenčních kritérií jsou stanoveny jako konkavity větší než 2 × 2 mm v dobře zobrazitelném ohraničení plátu se zobrazením reverzního toku. Muraki et al navrhli nová, více senzitivní kritéria ulcerací. Jako ulcerace hodnotili konkavitu plátu s méně echogenní bazální hranicí oproti okolnímu povrchu plátu bez ohledu na velikost. Tyto navržené para­metry byly porovnány s chirurgickými a histologickými nálezy. Senzitivita a specifita konvenčních kritérií byla 35,7 a 75,0 % oproti 85,7 a 81,3 % u nových kritérií [67]. Přítomnost nerovného plátu byla nezávisle asociována se zvýšeným rizikem ischemické CMP oproti pacientům bez plátu s hazard ratio 3,1 (95% CI 1,1–8,5) [68].

Kalcifikace jsou nejvíce echogenní strukturou v plátu. Jsou dobře detekovatelné pomocí US, a to jak pomocí GSM tak i PDA [60,63] s dobrou korelací s histologickým nálezy. Problémy se mohou objevit u vysoce kalcifikovaných plátů, kde akustické stíny mohou limitovat hodnocení plátu.

IPH je detekovatelné v plátu jako hypoechogenní struktura (obr. 3, 4) a její vznik je přisuzován úniku krve z nově vzniklých cév. Pokud se objeví fisura plátu, může dojít k formaci krevní sraženiny a trombu detekovatelném na povrchu plátu, který se v B-obraze také jeví jako hypoechogenní. Přesnost detekce IPH nebo trombu v B-obraze má senzitivitu 80–90 % a specificitu 80–91 % [27], a přítomnost těchto dvou znaků je v korelaci k nestabilitě plátu [69].

Neovaskularizace je další znak, který znamená pravděpodobnou nestabilitu plátu a může být nalezen na adventiciální straně arteriální stěny. V ně­kte­rých aterosklerotických plátech dochází k formaci nové mikrovaskulatury. Je to příznak růstu plátu a zvýšeného rizika nestability. Neovaskularizace v B-obraze se zobrazuje jako hypoechogenní okrsek s detekcí toku v barevně kódovaném dopplerovském zobrazení nebo v energetickém módu. Nicméně dominantní metoda k detekci nově formované vaskulatury je CEUS. Zánět v plátu je další anechogenní struktura plátu, která je lépe detekovatelná pomocí CEUS.

LRNC je další hypoechogenní struktura a vypadá podobně jako IPH. Rozlišení mezi těmito dvěma histopatologickými znaky v B-obraze je nesnadné a není dominancí této metody. Nicméně lipidy obsažené v plátu jsou dobře známý rizikový faktor ischemické CMP [70] stejně jako IPH [69].

Přítomnost JBA byla hodnocena ve vztahu k jejich velikosti a relevanci k riziku budoucího iktu, přičemž silná korelace byla zjištěna u populace s asymptomatickou stenózou [64]. Velikost lipidových okrsků se zdá kritická pro stabilitu plátu [70] a náchylnost ateromu k ruptuře je zvýšená v přítomnosti velkých lipidových okrsků, jak bylo zjištěno také ve studiích s MR [11]. Hodnocení morfologie plátu prostřednictvím US může výrazně zpřesnit hodnocení rizika iktu oproti pouhému hodnocení procenta stenózy [71]. Relativní riziko ischemické CMP u subjektů s hypoechogenními pláty je 4,6 (95% CI 1,1–18,9) s lineárně progresivním trendem při zvyšující se hypoechogenitě plátu [72].

Echokontrastní ultrazvukové vyšetření

Kontrastní ultrazvuk používá intravenózní podání echokontrastní látky na podkladě mikrobublin, které zvyšují intenzitu odraženého ultrazvukového svazku. Tím dochází k přesnějšímu zhodnocení lumina cévy i neovaskularizace v plátu. K potlačení signálu z tkání a zesílení signálu kontrastních mikrobublin jsou zapotřebí specifické pulzní sekvence [26]. CEUS identifikuje důležitou luminální část plátu a je unikátní v detekci neovaskularizace. IPN je asociováno se zvýšeným zánětem, IPH a degradací hmoty, což vše zvyšuje nestabilituplátu [73].

Kontrastní mikrobubliny detekované v plátu svědčí pro přítomnost neovaskularizace. Nyní se testují kvantitativní metody k hodnocení míry kontrastního sycení. Ve studii hodnotící nestabilní pláty prostřednictvím CEUS v korelaci s histologií, symp­tomy a CT byla užita metoda decibelového zesílení (decibel enhancement; dB-E). Vyšší dB-E bylo signifikantně asociováno se ztenčením fibrózní čepičky (< 200 μm; p = 0,01) a vyšší zánětlivou infiltrací (p = 0,03). Předoperační ipsilaterální embolické léze na CT byly v korelaci s vyšším dB-E (p = 0,01) [74]. Existuje několik známých bio­markerů spojených se zánětem nebo proteolytickou aktivitou u nestabilního plátu. V několika malých studiích byla nalezena pozitivní významná asociace mezi MMP-9 a přítomností IPN detekovaném prostřednictvím CEUS (95% CI 1,002–1,027; p = 0,021) [75]. Hladiny sérového C reaktivního proteinu pozitivně korelovaly se stupněm karotického enhacementu korespondujícího s IPN (Rs = 0,69; p < 0,01) [76]. Kombinace detekce bio­markerů a IPN detekovaného na CEUS by dále umožnila zpřesnění stability plátu [76].

Pozdní fáze zobrazování se využívá k detekci zánětu a povrchových disrupcí plátu. Zde dochází k fagocytóze kontrastní látky makrofágy, kde může být zobrazena také retence mikrobublin na povrchu plátu [77]. Tento jev byl popsán jako sycení pozdní fáze a může být objektivně identifikován díky zobrazení plátu v 6. min po podání kontrastní látky [78].

Ulcerace jsou na CEUS snadno detekovatelné, protože dochází k velmi dobré delineaci mezi plátem a lumen cévy. V porovnání s 2D módem a barevným Dopplerovským zobrazením má CEUS vyšší senzitivitu, specificitu i intra- a interobservační shodu [79]. Díky této vysoké senzitivitě na luminální změny povrchu je CEUS schopen detekovat již subklinické stadium karotické aterosklerózy lépe než konvenční US a mění tak tradičně užívanou rizikovou stratifikaci [80]. Vysoká spolehlivost metody je prokázána při diferenciální dia­gnostice mezi těžkou karotickou stenózou a okluzí v korelaci s ostatními metodami [81].

Třídimenzionální ultrazvukové vyšetření

Třídimenzionální US vyšetření používá speciální 3D sondy nebo kombinuje série 2D řezů, které se shromažďují v počítači a jsou rekonstruovány do 3D obrazů. Operátorova ruka a pacientova hlava musí být ve stabilní pozici, aby se zabránilo pohybovým artefaktům. Obrazy jsou získávány v celé longitudinální i axiální rovině a konvertovány do 3D rekonstrukcí [62]. Poté lze vypočítat TPA, resp. TPV.

Pláty rostou v podélné rovině tepny 2,4× rychleji než v axiální [83] a progredují a regredují cirkumferenciálně. Jelikož změny v plátu se vyvíjí ve všech třech rovinách, hodnocení plátu pouze ve 2D rovině se nezdá dostatečné. Další velkou výhodou 3D zobrazování je zlepšená detekce povrchu plátu a zobrazení nerovností a ulcerací. Tyto byly definovány jako kontinuální a výrazné deprese v plátu o objemu 1 mm³ nebo více. Ulcerace s objemem více než 5 mm³ byly asociovány s vyšším počtem ischemických cerebrálních a kardiovaskulárních událostí [84].

Ke zhodnocení odpovědi na antiaterosklerotickou terapii byly porovnávány různé prediktory kardiovaskulárního rizika.

Progrese či regrese intimomediální šíře (IMT), TPA a TPV byly měřeny prostřednictvím 3D US a pacienti byli sledováni po dobu 5 let. Progrese TPV predikovala zvýšené riziko ischemické CMP, smrti, TIA i kardiovaskulárních příhod (p = 0,001). Progrese TPA byla slabým prediktorem ischemické CMP, TIA nebo smrti, ale nezvyšovala kardiovaskulární riziko (p = 0,143). TPA byla také potvrzena jako silnější prediktor pro vývoj první ischemické CMP [13]. Změny IMT však nepredikovaly ischemickou CMP, TIA, smrt, ani riziko kardiovaskulárních příhod (p = 0,455) [14]. Měření TPV vyšlo superiorně k IMT i TPA. 3D hodnocení plátu se tedy zdá být velmi slibné pro klinickou praxi budoucnosti.

Elastografie

Hemodynamické síly, které působí na plát a viskoelastické mechanické vlastnosti jsou bio­mechanické faktory, jež jsou považovány za významný faktor zvyšující riziko ruptury plátu. US elastografie neboli deformační zobrazování je metoda, která si klade za cíl kvantifikovat deformaci plátu v důsledku působení vnitřních a vnějších mechanických sil. Tato metoda je dobře známa z jiných struktur, zejména parenchymatózních orgánů. Aplikace na karotické pláty je tak trochu výzva, jelikož se jedná o poměrně malou strukturu a respirační i kardiální pohyby interferují se ziskem dat. Tato jsou získávána v longitudinální i axiální rovině za použití radiofrekvenčního zobrazení či klasického B-obrazu a následně je provedena analýza. V menší studii hypoechogenní pláty vykazovaly vysokou deformabilitu a velkou heterogenitu v laterálním posunu radiálního pohybu arterie [62]. Jiná data ukázala, že nestabilní pláty mají tendenci být více elastické a heterogenní [85]. Vysoce rizikové pláty dle MR vykazovaly vyšší hodnoty při elastografii ve srovnání se stabilními pláty [86]. Tyto nálezy svědčí pro to, že nestabilní pláty mají tendenci být více elastické a náchylné k ruptuře. Nicméně je třeba další testování této metody.

Transkraniální barevně kódovaná duplexní sonografie a transkraniální Doppler

Transkraniální barevně kódovaná duplexnísonografie a TCD nejsou metody vhodné k vizualizaci karotického plátu samotného, ale poskytují zajímavé informace k monitorování jeho emboligenního potenciálu. Jedná se o rychlé, neinvazivní a vysoce přínosné metody k hodnocení rizikového chování plátu, jelikož mikroembolické signály (microembolic signals; MES) jsou jedním z projevů nestability plátu [16].

Používají se sektorové sondy o nízkých frekvencích 2–4 MHz. Standardní vyšetřovací přístup je přes transtemporální, transforaminální a transorbitální akustická okna, přičemž nejčastěji využívanou strukturou pro detekci MES je střední mozková arterie.

Ve studii Asymptomatic Carotid Emboli Study (ACES) byl TCD použit jako nástroj k identifikaci pacientů s asymptomatickou karotickou stenózou, kteří by mohli profitovat z chirurgického výkonu. TCD detekce MES byla potvrzena jako metoda vhodná k detekci vysoce rizikových plátů s emboligenním potenciálem. Absolutní roční riziko ipsilaterální ischemické CMP bylo 3,62 % u pacientů s MES oproti 0,70 % u pacientů bez známek embolizace [17]. Topakian et al navrhli, že kombinace detekce MES spolu s nálezem hypoechogenního plátu umožňuje významně lepší predikci rizika než použití každé metody samostatně. Absolutní roční riziko pro ischemickou CMP bylo u takto vysoce rizikových nálezů 8 % oproti skupině s nízkým rizikem < 1 % ročně. Takováto stratifikace rizikových pacientů by mohla být užitečná ke zlepšení indikace pacientů vhodných k CEA [87]. Tento závěr je ještě více podpořen faktem, že po provedení CEA dochází k významnému poklesu MES [88].

Limitace metody

Každá z popsaných US metod má určité nevýhody. Hodnocení plátu v B-obraze je významně závislé na zkušenosti vyšetřujícího a intra- i interobservační shoda nebyla hodnocena jako optimální [27]. Variabilita vaskulární anatomie, tělesná konstituce nebo stěna cévy mohou limitovat prostupnost US paprsku [73]. Navíc těžce kalcifikované pláty způsobují akustické stíny, což komplikuje vyšetření. Další nevýhodou US je limitovaná schopnost charakterizovat složení plátu [89,90], a to zejména rozlišení mezi IPH a LRNC, které se obě zobrazují jako hypo­echogenní struktury [27]. V detekci ulcerací byl US v ně­kte­rých studiích hodnocen jako nízce senzitivní [28].

Pro CEUS vzniká několik limitací díky nutnosti aplikovat kontrastní látku. Tyto preparáty na principu mikrobublin jsou kontraindikovány u pacientů se známým pravolevým zkratem, alergií, těžkou plicní hypertenzí, nekontrolovaným systémovým tlakem, nestabilní angínou pectoris, endokarditidou a akutním respiračním distress syndromem [62].

Rovněž se může vyskytnout tzv. fenomén pseudoenhancementu, který může vést k nadhodnocení nálezů na vzdálenější cévní stěně díky zvýšenému signálu cévní stěny více vzdálené od sondy [91]. U 3D zobrazování můžou finanční a časové požadavky zbrzdit širší využití v klinické praxi. Navíc je zde zatím velmi limitované množství dat získaných 3D US vyšetřením v korelaci s histologií [82]. Ačkoli jsou velké naděje vkládány ve 3D analýzu plátu do budoucna, zatím se jedná spíše o klinickou výzkumnou metodu.

Směřování dalšího výzkumu

Výzkumné snahy k překlenutí výše zmíněných limitací jsou značné. 2D B-obraz se superpozicí GSM, PDA nebo jiných pokročilých analýz složení plátu zlepšují dia­gnostiku jeho komponent i architektury. Standardizované počítačové analýzy by mohly pomoci redukovat interobservační variabilitu.

Zavedení CEUS do běžné klinické praxe by přineslo výhodu výrazně zlepšeného popisu luminálního povrchu plátu, neovaskularizace a zánětu, a to zejména při současném zobrazení pozdní fáze. Využití pozdní fáze rovněž nabízí možnost vývoje nových kontrastních látek, které by mohly kombinovat imunohistochemické zobrazování plátu a mohlo by tak dojít k možnosti molekulárního zobrazování karotického plátu. Tyto tracery by se mohly zaměřit na podrobnější detekci zánětu v plátu za použití P-selektinu či protilátky proti adhezivní molekule 1 cévních buněk (vascular cell adhesion molecule 1)anebo by mohly cílit na IPN za použití endoteliálního růstového faktoru 1 [92].

3D US poskytuje podrobnější detaily o povrchu plátu a unikátně je schopen hodnotit plát volumetricky. Vývoj počítačové analýzy by mohl poskytnout ještě více komplexních informací o složení plátu. Jsou vyvíjeny a testovány 3D protokoly ke kvantifikaci komponent plátu a zdá se, že by mohly být slibnou vysoce spolehlivou metodou v detekci nestabilních znaků plátu [62], rovněž v kombinaci s volumetrickými měřeními [93].

Střižné síly jsou známy jako významný lokální modulátor plátu a jsou asociovány se změnami složek plátu, jejich lokální distribuci i aktivitou metaloproteinázy-2 (MMP-2) [94]. US elastografie přináší nové možnosti měření mechanických sil a má schopnost identifikovat stadium plátu náchylné k ruptuře. Studie mechanických vlastností plátu s akustickou radiofrekvencí byly úspěšně provedeny na malých souborech pacientů podstupujících CEA [95].

Kombinace metod je další cesta ke zlepšení dia­gnostiky nestabilního plátu. Budoucí výzkum směřuje k využití 3D CEUS s detekcí IPN a kvantifikací celkové hmoty plátu se znásobením efektu dia­gnostických metod [73].

Další metody

Existuje několik dalších invazivních technik, které nejsou součástí běžné klinické praxe, ale v zájmu zachování komplexity této práce by měly být krátce popsány, jelikož mohou přinést nový pohled na analýzu plátů a jsou předmětem vědeckého zájmu.

IVUS používá katetr s miniaturním převodníkem o vysoké frekvenci v rozpětí 20–50 MHz. V kombinaci s PDA dochází k vytvoření mapy histologických komponent plátu, která je převedena do barevně kódovaného obrazu a reprezentuje virtuální histologii. Ve studii Carotid Artery Plaque Virtual Histology Evaluation (CAPITAL) byla zjištěna silná korelace mezi virtuální histologií plátu a skutečným histologickým vyšetřením, které následovalo po CEA, obzvláště u nestabilních typů plátů [96].

NIRS je schopna charakterizovat chemické složení arteriální stěny. Infračervené světlo je emitováno do tkáně a je měřena proporce reflektovaného světla o širokém rozmezí vlnové délky. NIRS byla úspěšně ověřena proti histologickým nálezům u nestabilního plátu v lidských koronárních arteriích.

OCT je optický analog IVUS se zhruba 10× větším prostorovým rozlišením (10 µm). Zobrazování OCT je založeno na principu světelné polarizace a užívá jedno světelné vlákno, které vyzařuje světlo i zachycuje jeho odraz. IVUS i OCT prokázaly vysokou senzitivitu i specificitu detekce nestabilního plátu. Mikro OCT s prostorovým rozlišením menším než 1 µm bylo vyvinuto v zájmu zobrazení mikrostruktury plátu. IVUS i OCT dovolují detekovat makrofágovou denzitu, změny v FC tloušťce i ně­kte­ré další velmi diskrétní změny plátů.

V případě μOCT mohou být zobrazeny i buněčné komponenty plátu. Monitorováním těchto subklinických bio­logických procesů aterosklerózy lze zdokonalit či rozšířit definici nestabilního plátu [97]. Každopádně díky invazivnímu charakteru a nízké klinické uplatnitelnosti těchto metod jsou vhodné zejména pro vědecké účely a jejich bližší popis je mimo rozsah této práce.

Zobrazovací modality a terapeutický management

V posledních letech byl do klinické praxe zaveden nový koncept „léčit tepny místo léčby rizikových faktorů“ [98]. Je dobře známo, že BMT je efektivní v remodelaci plátu a ve snížení rizika CMP [4]. Odhaduje se, že bez léčby progreduje minimálně 50 % plátů, zatímco jen 25 % plátů regreduje. Po zavedení na plát zaměřené terapie se tento poměr obrací [98]. K monitoraci progrese či regrese plátů lze využít mnoho metod. Studie prokázaly, že změny TPA a TPV měřené pomocí US dobře korelují s kardiovaskulárním rizikem [13,99], a proto by měly  být monitorovány i v průběhu léčby. Nejen hmota plátu, ale i jeho složení se může měnit vlivem terapie. Je zde tedy relevantní možnost rutinně monitorovat efekt antiaterosklerotické terapie. Což přináší důležitou otázku, zda máme optimální monitorovací nástroj.

Dia­gnostický potenciál různých metod se liší a totéž platí pro jejich monitorovací schopnosti. Rovněž je namístě otázka, která metoda by mohla být užitečná pro rozpoznání kandidátů vhodných pro revaskularizaci.

CT není optimální monitorovací nástroj, zejména pokud jsou nutná opakování vyšetření, jelikož dochází k expozici radiaci a rovněž renální zátěž kontrastní látkou není bez rizik. Nicméně, studie s MDCTA ukázaly, že jde o metodu efektivní a přesnou v detekování změn karotického plátu a jeho složení. V recentní studii byli pacienti monitorováni po dobu 5 let a vývoj plátu byl definován jako heterogenní a pomalý proces [29]. MDCTA je obvykle iniciálním vyšetřením akutní fáze a je proto součástí dia­gnostické rozvahy při výběru kandidátů k revaskularizaci. Přesto, že toto je celkem častá situace v rutinní klinické praxi, morfologie plátu není vedoucím parametrem při tomto rozhodování a jsou potřeba větší studie, které budou založeny na zobrazení nestabilního plátu pomocí CT.

MR byla použita v hodnocení efektivity farmakologické léčby a potvrzena jako dobrý monitorovací nástroj. Ve studii NIA byla prostřednictvím MR měřena regrese karotické aterosklerózy indukované statiny s přidáním niacinu a bez něho se závěrem, že u obou skupin se dosáhlo významné redukce aterosklerózy bez významnějšího efektu ve skupině s niacinem [100]. V další studii byl monitorován efekt rosuvastatinu na 1,5T MR a bylo prokázáno, že terapie statiny byla přínosná v remodelaci objemu i složení plátu [101].

MR byla rovněž potvrzena jako užitečný nástroj k výběru vhodných kandidátů pro chirurgické řešení v případě symptomatické stenózy nízkého stupně, kdy dle MR byli identifikováni pacienti s nestabilním plátem, u nichž bylo vysoké procento recidivy iCMP i přes intenzivní konzervativní terapii. U těchto selektovaných pacientů bylo provedením CEA dosaženo významné redukce rizika recidivy ischemické CMP [102].

Vysoká intenzita signálu v plátu na MR TOF značí nestabilní plát a CAS provedený u těchto pacientů byl spojen se zvýšenými počty komplikací v porovnání s chirurgickým řešením. Dle Yoshimury et al byl výběr léčebné metody na podkladě zobrazení plátu jediným nezávislým prediktivním faktorem periprocedurálních komplikací [103].

PET s FDG byla použita jako monitorovací nástroj ve studii s pioglitazonem. Tento lék byl první hypoglykemizující preparát s potvrzeným efektem na potlačení zánětu v aterosklerotickém plátu u pacientů s porušenou glukózovou tolerancí či u diabetiků, přičemž utlumení zánětlivé aktivity se jevilo být nezávislé na hypoglykemizujícím efektu pioglitazonu [104]. Touto molekulární technikou byly zkoumány i další léky, vč. hypolipidemik. Vysoké dávky atorvastatinu vedly k významnému, na dávce dependentnímu snížení v FDG uptaku, který odráží změny v zánětlivém postižení plátu [105].

PET má také potenciál detekovat metabolické změny v odpovědi na léčbu. V současnosti však nejsou data z větších studií, kde by byla PET použita jako nástroj pro výběr vhodných kandidátů k revaskularizačním procedurám [26].

Role US v monitoringu plátu je bezkonkurenční. Rychlá, neinvazivní a vysoce informativní modalita s neomezeným množstvím možných opakování je nepochybně metoda volby nejen k monitoringu dynamiky plátu, ale rovněž ke sledování terapeutického efektu. Výtěžnost detekce nestability plátu v B-obraze byla testována v mnoha studiích. Echogenita plátu byla hodnocena prostřednictvím škály šedi při vysokých dávkách atorvastatinu [106]. Podle Kadoglou et al zvýšila agresivní léčba atorvastatinem u pacientů se středním stupněm stenózy echogenitu plátu [107].

IPN a její vývoj je dalším potenciálním cílem k monitoraci pomocí CEUS. Ve studii s vysoce rizikovými pacienty s koronárním onemocněním bylo prokázáno, že detekovaná neovaskularizace u pacientů s pláty v průběhu 6 měsíců léčby atorvastatinem regredovala ve 46 % [108].

3D US umožňuje zhodnocení rizikovosti plátu s vysokou interobservační shodou [109]. Měření 3D objemu plátu může prokázat významný efekt terapie aterosklerózy již během 3 měsíců, zejména významný trend v regresi plátu při terapii atorvastatinem [110].

Role TCD a transkraniální barevně kódované sonografie při stratifikaci rizika už byla popsána. Detekce MES je významný znak nestability plátu a je podstatně častější u symp­tomatické než u asymptomatické stenózy [19]. Kombinace TCD s hodnocením plátu v B-ob­raze potvrdila nárůst efektivity US vyšetření [87] a další kombinace metod je klinicky testována. US se zdá být také slibná a široce dostupná metoda pro výběr kandidátů k revaskularizaci. Spolehlivost US při identifikaci nestabilních znaků plátu je potřeba ještě ověřit ve velkých studiích. Nicméně aktuálně dostupná data o US vyšetřování karotid dávají metodě velké naděje do budoucna.

Diskuze

Hodnocení aterosklerotického onemocnění karotid pouze na podkladě stupně stenózy je v současnosti zjevně nedostatečné a klinická potřeba dalších informací vč. charakteristiky plátu je nepopiratelná. K nejvíce prozkoumaným známkám nestability plátu patří zvětšující se objem plátu, změny na povrchu plátu vč. zúžení FC nebo ulcerace, LRNC a jejich velikosti i lokalizace, IPH, IPN, trombus a zánětlivá aktivita plátu. Pokusy nalézt jedinou dia­gnostickou metodu, která by byla schopná zobrazit všechny tyto znaky, jsou zatím jen předmětem mnoha výzkumných aktivit.

CT je slibná metoda k detekci povrchových nerovností a ulcerací, vynikající ve zobrazení kalcifikací a dostačující k odhalení dalších znaků plátu, jako je IPH, neovaskularizace a LRNC, ale rozlišení mezi uvedenými je nedostatečné. Pozdní kontrastní fáze se zdá být schopna identifikovat nestabilní pláty, ale dynamické protokoly jsou zatím jen testovány.

MR má největší potenciál v rozlišení nestabilní morfologie plátu a většiny jeho charakteristik. Excelentní se zdá být v detekci IPH, a to včetně ohodnocení stáří hematomu, a jeho rozlišení od LRNC již bylo mnohokrát potvrzeno. IPN a zánět mohou být detekovány postkontrastním sycením, ulcerace jsou viditelné na všech kontrastních váženích.

PET má vedoucí roli v detekci zánětu i remodelace plátu, ale prostorové rozlišení anatomických struktur je nízké.

US je rychle se rozvíjející a expandující metoda s několika novými modalitami ke zlepšení detekce nestabilního plátu. Má schopnost zachytit většinu znaků plátu a zatím nedostatečné rozlišení ně­kte­rých z nich může být zlepšeno použitím pokročilejších metod jako je CEUS s vynikající rozlišovací detekcí IPN nebo zánětu v pozdní fázi zobrazování, 3D US s nejpřesnějším měřením objemu plátu a monitoringu jeho dynamiky nebo počítačová analýza echogenity plátu. Zejména zmapování architektoniky plátu včetně zobrazení JBA může mít významný vliv při výběru invazivní metody. Zobrazení v reálném čase včetně zhodnocení hemodynamiky a neinvazivita metody staví US do vedoucí pozice při nutnosti opakovaných vyšetření. Možnost detekce MES je navíc další metoda, která významným způsobem indikuje nestabilitu plátu a přítomnost emboligenních signálů z plátu je dalším důležitým kritériem k indikaci invazivního řešení stenózy.

Invazivní techniky jako IVUS, OCT nebo NIRS a jejich kombinace jsou cenné výzkumné metody, ale nejsou vhodné pro klinickou praxi díky jejich invazivitě. Nicméně, tyto techniky by mohly být užitečné v plánování endovaskulárních procedur.

Opakované zobrazování aterosklerózy in vivo je důležité pro pochopení patofyziologie progrese plátu a je potenciálně užitečné k predikci kardiovaskulárních událostí i monitorování efektu léčby. Jediné vyšetření nemůže zhodnotit vývoj plátu v čase, jelikož ateroskleróza je komplexní a pomalý proces a úspěch její léčby by měl být průběžně sledován [98]. Pouze tímto způsobem můžeme dosáhnout efektivní léčby a zhodnotit potřebu délky terapie nutné k dosažení stabilizace plátu – např. bylo mnohokrát testováno trvání hypolipidemické terapie statinem, kdy čas k dosažení regrese plátu byl v průměru 19,7 měsíců [111]. Pokud BMT není efektivní, pravidelné monitorování může pomoci určit načasování intervenční, popřípadě revaskularizační terapie. Je doporučován skríning asymptomatické karotické stenózy v populaci a je potřeba optimalizovat výběr vhodných pacientů k intervencím [112] a opakované sledování vývoje onemocnění.

Vlastní analýza plátu je pravděpodobně největší dominantou MR, ale US se stává metodou, které se pravděpodobně dostane širšího využití ve studiích aterosklerózy [89]. V budoucnosti očekáváme pokrok v zobrazení každé z metod, který by poskytnul více detailních morfologických informací o karotickém plátu. Molekulární zobrazování s několika novými tracery pro CEUS a PET, analýza textury v US B-obraze, pokročilejší 3D US,dynamické protokoly s kontrastním sycením nebo zobrazení karotické stěny na 7T MR jsou jen ně­kte­ré z výzkumných zájmů a jejich korelace s histologickými nálezy je nutná k dalšímu vývoji těchto technik.

Závěr

I když mnohé z uvedených technik jsou velkým příslibem do budoucna, v současnosti neexistuje jediná zobrazovací modalita, která by bezpečně zobrazila všechny nestabilní znaky plátu a pouze kombinace těchto metod může přinést jeho komplexní zhodnocení. V současnosti je rozhodnutí o CEA založeno převážně na stupni stenózy. Nicméně detailní charakterizace plátu může lépe pomoci predikovat riziko ischemické CMP a dovolí přesnější selekci pacientů k intervencím. Studie na tomto poli stále probíhají [113].

Jsou potřeba především velké multicentrické studie, abychom mohli zhodnotit, zda a do jaké míry je při výběru kandidátů k invazivním procedurám komplexní analýza aterosklerotického plátu superiorním hodnocením ve srovnání s prostým hodnocením plátu dle stupně stenózy. Můžeme ovšem s jistotou říci, že podrobnější dia­gnostika plátu může pomoci v zavedení personalizovaného hodnocení a dovolí nám individualizovat péči s cílem snížení rizika vzniku ischemických CMP na podkladě nestabilních karotických plátů.        

Seznam zkratek

¹⁸FDG – ¹⁸F-fluorodeoxyglukóza

¹⁸F-NaF – ¹⁸F-natriumfluorid  

2D – dvojrozměrný, dvoudimenzionální

3D – třírozměrný, třídimenzionální

ACES – Asymptomatic Carotid Emboli Study

BMT – best medical treatment   

CAPITAL – Carotid Artery Plaque Virtual Histology Evaluation   

CAS – karotický stenting

CEA – karotická endarterektomie

CE MR – kontrastní magnetická rezonance

CEUS – echokontrastní ultrazvukové vyšetření

dB-E – decibelové zesílení

DSA – digitální subtrakční angiografie  

DSCT – dvouzdrojová CT

FC – fibrózní čepička

FDG – F-fluorodeoxyglukóza

FSE – fast spin-echo

Gd – gadolinium

GSM – gray scale median

HU – Hounsfieldovy jednotky

IBS – integrovaný ultrasonický zpětný rozptyl 

IMT – intimomediální šíře

IPH – krvácení v aterosklerotickém plátu

IPN – neovaskularizace plátu

IVUS – intravaskulární ultrazvuk

JBA – juxtaluminální tmavý okrsek 

LRNC – na lipidy bohaté nekrotické jádro

MDCT – multidetektorová CT

MES – mikroembolický signál

MMP – matrixová metaloproteináza

NIRS – blízká infračervená spektroskopie, near infrared spectroscopy

OCT – optická koherenční tomografie

PDA – analýza distribuce pixelů

PDW – proton denzitně vážené

SNAP – simultaneous non-contrast angiography and intraplaque haemorrhage

SPECT – jednofotonová emisní výpočetní tomografie

SPIO – supramagnetické částice oxidu železa 

SUV – standardized uptake value

TCD – transkraniální Doppler

TIA – tranzitorní ischemická ataka

TOF – time-of-flight

TPA – celkový povrch plátu

TPV – celkový objem plátu 

US – ultrazvuk

μOCT – mikro-optická koherenční tomografie

Práce byla podpořena granty AZV MZ ČR č. 16-29148A, 16-30965A a 17-31016A.

Autor deklaruje, že v souvislosti s předmětem studie nemá žádné komerční zájmy.

Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do biomedicínských časopisů.

Přijato k recenzi: 18. 4. 2018

Přijato do tisku: 25. 6. 2018

MUDr. Petra Kešnerová

Neurologická klinika 2. LF UK a FN Motol

V Úvalu 84

150 06 Praha 5

e-mail: kesnerova.petra@gmail.com

---

MUDr. Petra Kešnerová

Petra Kešnerová promovala na 2. LF UK v Praze v roce 2005 a již krátce po promoci se ve své klinické praxi začala specializovat na oblast iktové problematiky. Svou studijní i klinickou praxi získávala mj. na zahraničních pracovištích ve Velké Británii, Francii, Srbsku či Itálii. Od roku 2014 se stala postgraduálním studentem 2. LF UK, výzkumným členem týmu Neuro 3 v Mezinárodním centru klinického výzkumu ICRC při FNUSA v Brně a rovněž zaměstnancem Neurologické kliniky 2. LF UK a FN Motol, kde pracuje jako člen cerebrovaskulárního týmu. Předmětem jejího výzkumného zájmu je především diagnostika cévní mozkové příhody se zaměřením na neurosonologii a prevence cerebrovaskulárních onemocnění, jimž se kromě své vědecké práce věnuje i ve své ambulantní praxi. V rámci neurosonologie se podílí rovněž na řešení klinických studií, grantových projektů, i pořádání edukačních a vědeckých programů včetně mezinárodních konferencí.