Mate van overeenstemming tussen de beoordeling van de carotisplaque samenstelling door multi-contrast en multi-sequentie MRI

Complicaties van hart- en vaatziekten, zoals een beroerte, blijven de
belangrijkste doodsoorzaak en een belangrijke oorzaak van langdurige
invaliditeit in de westerse samenlevingen. Ondanks de aanzienlijke vooruitgang
die de afgelopen 20 jaar is geboekt bij de behandeling van hart- en
vaatziekten, blijft het aantal personen dat overlijdt ten gevolge van een
beroerte hoog.
Een ischemisch beroerte is in 15-20% van de gevallen gerelateerd aan het
scheuren van een atherosclerotische plaque, de zogenaamde "instabiele plaque,"
in de halsslagader. Recentelijk is aangetoond dat bepaalde kenmerken van zo'n
plaque (intraplaque bloeding, vetrijke, nectrotische kern, dun of geruptureerd
kapsel) zoals in beeld gebracht met behulp van een geavanceerd MRI onderzoek
van de halsslagader een sterke predictor zijn van een beroerte.

Deze kenmerken van plaque instabiliteit kunnen worden gevisualiseerd met MRI
vanwege de superieure zacht weefsel contrast van MRI. Een recente meta-analyse
door Schindler et al. toonde aan dat de aanwezigheid van intraplaque bloeding
in carotide plaques een onafhankelijke risicofactor is voor een ipsilaterale
ischemische beroerte bij zowel symptomatische als asymptomatische patiënten.

Ondanks de voordelen van MRI bij het bepalen van plaque instabiliteit, wordt
het nog niet gebruikt in de dagelijkse klinische praktijk. Eén van de redenen
is lange MRI-scantijden. Om verschillende instabiele plaque kenmerken te
visualiseren, moeten meerdere MRI-sequenties worden geacquireerd. Dit kan
leiden tot een scantijd van ongeveer 30-40 minuten. Om dit probleem aan te
pakken, zijn recentelijk multicontrastsequenties ontwikkeld die meerdere
contrasten in één sequentie acquireren, waardoor de totale scantijd aanzienlijk
wordt teruggebracht tot minder dan 6 minuten. Een ander voordeel is dat, omdat
deze meerdere contrasten tegelijkertijd worden geacquireerd, ze inherent zijn
gecoregistreerd, in tegenstelling tot conventionele multi-sequentie MRI waarbij
opeenvolgend beelden met verschillende contrasten worden geacquireerd, waardoor
misregistratie tussen de verschillende contrastbeelden kan optreden.

In de huidige studie zullen we twee multicontrastsequenties valideren, namelijk
Multicontrast ATherosclerosis Characterization (MATCH) en Bright-blood en
black-blOOd phase SensiTive (BOOST) inversie recovery sequentie. Patiënten met
een carotide plaque van >= 2 mm dik op basis van echografie of CTA zullen worden
gescand met de twee onderzochte multicontrastsequenties en de conventionele MRI
sequenties. Verschillende plaquecomponenten zullen onafhankelijk worden
ingetekend op de conventionele en op de multicontrastbeelden door getrainde
waarnemers die speciale software gebruiken om het volume van de verschillende
plaquecomponenten, de vaatwand en het lumen te berekenen. Bij patiënten die
endarteriëctomie van de halsslagader moeten ondergaan in het kader van
standaard klinische zorg, wordt het operatiemateriaal (plaque weefsel)
verzameld en verwerkt onder toezicht van de afdeling pathologie. De
volumetrische gegevens over plaque samenstelling verkregen uit de beeldvorming
zullen met histologische kwantificering van plaque samenstelling worden
vergeleken.

De MATCH-sequentie verwerft drie verschillende contrasten (hyper T1 gewogen
(T1w) zwart bloed, grijs bloed en T2 gewogen (T2w) zwart bloed). In een eerder
onderzoek met 53 patiënten vertoonde MATCH resultaten vergelijkbaar met een
conventioneel multicontrastprotocol (Time of flight (TOF), T1w, T2w) voor
kwantitatieve metingen van lumenoppervlak, vaatwandvolume, gemiddeld oppervlak
van de vet-rijke necrotische kern, terwijl op basis van de MATCH images een
groter gemiddeld oppervlak van intraplaque bloeding en verkalking werd
gevonden. De prestatie van MATCH werd niet vergeleken met een hyper
T1w-sequentie zoals een driedimensionale magnetisatie-voorbereide snelle
acquisitie gradiënt echo (MP-RAGE). MP-RAGE is gevoeliger en specifieker voor
het detecteren van intraplaque bloeding en het gebruik van een dergelijke
sequentie werd onlangs aanbevolen in een "white paper" met
consensusaanbevelingen van experts. In dezelfde studie, met behulp van
chirurgisch verwijderde plaques van 13 patiënten als referentie, presteerde
MATCH vergelijkbaar met conventionele sequenties (TOF, T1w, T2w) met betrekking
tot detectie van intraplaque bloeding, een vetrijke necrotische kern en
verkalkignen in de plaque met een acquisitietijd van slechts 2 * minuten. MATCH
moet nog worden gevalideerd met MRI met meerdere sequenties, waaronder een
hyper T1w-sequentie en met histologie in grotere studies.

BOOST is een andere multicontrastsequentie die oorspronkelijk is ontwikkeld
voor beeldvorming van plaques in de kransslagaderen. De BOOST-sequentie die in
de huidige studie wordt gebruikt, is geoptimaliseerd voor beeldvorming van de
halsslagader en verkrijgt "bright blood" en zwart-bloed afbeeldingen met één
enkele sequentie. De haalbaarheid van trombusvisualisatie met BOOST werd
aangetoond in een ex-vivo varkenshart, maar er moet nog een validatiestudie met
conventionele multi-sequentie MRI en histologie worden uitgevoerd.

Primaire onderzoeksvraag:

1. Het primaire doel is het onderzoeken van de mate van overeenstemming tussen
het scoren van de aanwezigheid van een intraplaque bloeding op MR beelden
verkregen met MP-RAGE (conventionele sequentie) met het scoren van een
intraplaque bloeding op de multicontrastsequenties. De mate van overeenstemming
wordt beoordeeld door Cohen*s kappa te berekenen.


Secundaire onderzoeksvraag:
1. Het bepalen van de mate van overeenstemming tussen het scoren van de
aanwezigheid van een vet-rijke necrotische kern, verkalkingen, een dunne of
gescheurde kapsel en ulceraties op de multicontrastbeelden versus de
conventionele multisequentie MR beelden.
2. Het bestuderen van de correlatie tussen de vaatwand- en het lumenvolume en
het volume van verkalkingen, vetrijke necrotische kern en intraplaque bloeding
zoals onafhankelijk ingetekend op de multicontrast beelden versus de
conventionele multisequence MRI beelden.
3. Het bestuderen van de correlatie tussen het scoren van de aanwezigheid van
verkalkingen, een vetrijke necrotische kern, dun of geruptureerd kapsel,
ulceraties en intraplaque bleoding op basis van multicontrast MR beelden en
histologie.

Er zal een cross-sectionele validatiestudie worden uitgevoerd.

Door het sterke magnetische veld en de smalle opening van een MRI scanner
kunnen patiënten met contra-indicaties voor MRI niet worden gescand. Patiënten
met contra-indicaties voor MRI, zoals pacemakers, vaatklemmen of
metaalsplinters in het oog, worden uitgesloten van de studie. Claustrofobische
patiënten worden ook uitgesloten van de studie. Een MRI-onderzoek is veilig en
levert dus geen extra risico op voor de patiënt. De patiënten moeten tijd
investeren voor het MRI-onderzoek.

Patiënten met een nierklaring hoger of gelijk aan 30 ml / min / 1,73 m2 krijgen
tijdens het MRI-onderzoek een contrastmiddel op basis van gadolinium. Patiënten
met een nierklaring van minder dan 30 ml / min / 1,73 m2 worden gescand zonder
het contrastmiddel. De bijwerkingen van het MRI contrastmiddel (Gadovist) zijn
zeldzaam, onder andere misselijkheid (0,25%), braken (0,05%), urticaria
(0,04%), warm gevoel, tachycardie, puistjes (voor elke 0,03%), duizeligheid,
jeuk, vasodilatatie, jeukende keel (voor elke 0,02%) en hoesten,
kortademigheid, blozen, netelroos, gegeneraliseerde jeuk, droge mond, roodheid
in het gezicht, warm gevoel, huidaandoening en verergerde misselijkheid (voor
elk 0,01%) [3]. Van de 14299 patiënten traden twee ernstige bijwerkingen
(ADR's) op (0,01%), die door de behandelende arts werden beschouwd als
waarschijnlijk geassocieerd met de toediening van Gadovist; één patiënt had een
ernstige anafylactische reactie en de andere kreeg jeuk en zwelling in de keel.
In de meeste gevallen treden bijwerkingen direct na contrastinjectie op en
daarom blijven patiënten na injectie 30 minuten in het ziekenhuis. De
toediening van het contrastmiddel is dus relatief veilig en bijwerkingen zijn
zeldzaam.

Er zijn geen behandelingsvoordelen voor de patiënten; zij zullen echter de
voldoening verkrijgen van voortschrijdende kennis die anderen kan helpen. Als
de multicontrastsequenties even goed of beter presteren dan de conventionele
sequenties, zouden multicontrastsequenties de conventionele sequenties kunnen
vervangen. Dit zou het gebruik van carotide plaque imaging met MRI
gemakkelijker maken en het zal bijdragen tot klinische translatie.
Het injecteren van het MRI contrastmiddel is geassocieerd met zeer zeldzame of
lichte bijwerkingen.
Concluderend, het ongemak dat dit onderzoek voor geïncludeerde patiënten met
zich meebrengt, is acceptabel in vergelijking met de effecten van de verwachte
diagnostische rol van deze sequenties bij patiënten met een een plaque in de
halsslagader.