Vaststelling van de mechanische omgevingsfactoren en - eigenschappen van de atherosclerotische vaatwand, in relatie tot plaque ruptuur

Cardiovasculaire aandoening is doodsoorzaak nummer 1 in economisch ontwikkelde
landen. Wereldwijd sterven er jaarlijks ongeveer 17,5 milioen mensen door een
cardiovasculaire aandoening (CVA). CVA is een verzamelnaam voor de volgende
aandoeningen: hoge bloeddruk, coronaire hart ziektes, hart falen, herseninfarct
en aangeboren hartafwijkingen. De verwachting is dat het aantal doden door CVA
zal stijgen in de komende jaren, door de gecombineerde invloeden van tabak,
alcohol, zwaarlijvigheid en luiheid (World Heart Federation, 2007). In Europa
alleen al sterven er jaarlijks 1 miljoen mensen aan CVA, wat bijna de helft is
van het totaal aantal doden in Europa (48%).
Arteriosclerose is een vaatziekte, waarbij de arteriewand dikker wordt door
afzetting van vettig materiaal, zoals cholesterol. De afzettingen worden ook
wel 'plaques' genoemd, wanneer deze afzettingen te groot worden blokkeert dit
de arterie waardoor er geen bloed meer kan stromen naar de essentiële gebieden.
Een onstabiele plaque, de plaque die scheurt, bestaat uit een grote necrotische
kern, een dunne fibreuze kap, de aanwezigheid van inflammatoire cellen, en
bloedingen in de plaque en/of neovascularisatie. Men denkt dat de
neovascularisatie ook een rol speelt in het vroege stadium van de progressie
van de plaque en de stabiliteit. Ook wordt de volgende hypothese gesteld: de
plaque scheurt wanneer de stress op de kap de sterkte van de kap zelf
overschrijdt. Wanneer de plaque scheurt zal de inhoud van de plaque vrijkomen
wat een embolie veroorzaakt, met als gevolg bijvoorbeeld een herseninfarct.

De mogelijkheid om plaque ruptuur te voorspellen zal een behoorlijke impact
hebben op de klinische besluitvorming. Allereerst in symptomatische patiënten
met een stenose van 30 tot 69%, wordt momenteel niet geopereerd. Bepaling van
het risico van plaque ruptuur kan patiënten identificeren die een verhoogd
risico hebben op een terugkerend herseninfarct. Deze patiënten zullen daarom
ook voordeel ondervinden van een interventie in de halsslagader, zoals een
endarterectomie of de plaatsing van een stent. Door deze risico voorspelling,
zouden er een groot aantal herseninfarcten voorkomen kunnen worden.
Ten tweede, alle symptomatische patiënten met een stenose van meer dan 70%
ondergaan volgens de richtlijnen een operatie. Terwijl 1 op de 6 patiënten
daadwerkelijk voordeel ondervindt van een interventie. De selectie van
kandidaten wordt momenteel alleen gebaseerd op de grootte van de stenose,
terwijl er meer parameters bij komen kijken zoals de compositie van de plaque.
Daarom zal in deze studie niet alleen gekeken worden naar de grootte van de
stenose, maar zal de totale set van mechanische ladingen en eigenschappen van
de plaque componenten bepaald worden. En zal er een beter besluit genomen
kunnen worden over het type interventie.

Om patiënten met een verhoogd ruptuur risico te kunnen identificeren, zullen er
nieuwe methoden voor plaque ruptuur predictie worden onderzocht. Eén van deze
nieuwe methoden maakt gebruik van eindige elementen analyse (EEA), waarmee
bijvoorbeeld de spanningen in de vaatwand uitgerekend kunnen worden. Deze
modellen lijken beter in staat te zijn het risico te voorspellen dan alleen de
grootte van de stenose. Berekeningen van de spanningen en rekken in de vaatwand
doormiddel van EEA hebben de volgende input nodig: bloeddruk data, stenose
geometrie, wand en plaque compositie en afmetingen.

Samenvattend, in deze studie zal 3D ultrasound worden gebruikt om patiënt
specifieke informatie te verkrijgen. Tijdens de endarterectomie zal de plaque
er op een voorzichtige manier uitgehaald worden, zodat het sample nog de vorm
van een arterie heeft. Het sample heeft deze vorm nodig, zodat er tijdens het
ex vivo experiment een voldoende hoge druk toegediend kan worden. Door het
gebruik van ultrasound in deze set-up zal er een druk radius relatie verkregen
worden, verder zullen de rekken in de vaatwand bepaald kunnen worden door
gebruik te maken van bepaalde software (Art.lab, Esaote). Na het experiment
zullen de plaques geïntendeerd worden, om de stijfheid van de verschillende
plaque componenten te bepalen. Data uit al deze experimenten zullen worden
gebruikt als input voor het ruptuur predictie model.

Het doel van deze studie is te onderzoeken of de mechanische omgevingsfactoren
en - eigenschappen van de atherosclerotische vaatwand van belang zijn in plaque
ruptuur voorspelling.

nvt