Diagnostika nestabilního aterosklerotického plátu karotických tepen neinvazivními zobrazovacími metodami

Mgr. David PAKIZER

Disertační práce

Diagnosis of unstable atherosclerotic plaque of carotid arteries by non-invasive imaging modalities

Anotace:

Úvod: Složení aterosklerotického plátu karotických tepen představuje klíčovou roli v riziku cévní mozkové příhody (CMP) nezávisle na závažnosti stenózy karotidy. Ultrazvuk (UZ), výpočetní tomografie (CT) a magnetická rezonance (MR) mohou neinvazivně detekovat morfologii a povrch plátu, ale chybí komplexní diagnostické studie a souvislost mezi specifickými charakteristikami plátu a CMP není vždy jasně prokázána. Disertační práce si klade za cíl zlepšit neinvazivní diagnostiku jednotlivých charakteristik, identifikovat rizikové skupiny pacientů a navrhnout další sledování pacientů v prevenci CMP. Metody: Systematicky zkoumat výkon MR v detekci specifických charakteristik plátu; porovnat přesnost UZ, CT a MR v zobrazování nestability karotického plátu pomocí jednorozměrných a dvourozměrných metaanalýz; korelovat standardní UZ techniky a nový poměr maximální systolické rychlosti (PSVICA/ICA) v měření stenózy karotidy s CT a zkoumat vliv složení plátu na přesnost měření; prozkoumat souvislost mezi charakteristikami plátu detekovanými pomocí CT a MR a rizikem nedávné CMP; a zkoumat vztah mezi kalcifikací karotid zobrazenou na CT a onemocněními souvisejícími s aterosklerózou. Výsledky: Z 8168 studií jich 53 hodnotilo přesnost MR v zobrazení 13 specifických charakteristik karotického plátu na 1,5 a 3 T MR a prokázalo vysokou přesnost v detekci kalcifikace (průměr 88%), fibrózní čepičky (88%), nestabilního plátu (88%) a krvácení do plátu (IPH; 87%); ze 107 studií a 6136 pacientů prokázala MR vysokou přesnost v detekci vulnerabilního plátu / vulnerabilních charakteristik (90% / 89%), podobně jako CT (86%, p > 0,05 v obou případech), významně lepší ve srovnání s UZ (80%, p = 0,01 / 77%, p < 0,001); všechny zkoumané UZ techniky prokázaly vysokou korelaci s CTA (Spearmanova korelace r?>?0,44; p < 0,001), avšak poměr PSVICA/ICA prokázal tu nejvyšší (r = 0,53; p > 0,05 mezi UZ metodami) při měření stenózy karotid u 143 pacientů, zejména při nerovném a ulcerovaném povrchu; žádný typ IPH nesouvisel s rizikem CMP (p > 0,05), symptomatičtí pacienti měli nižší stupeň typu plátu dle American Heart Association (p = 0,03) a častější lipidový plát (89,8% vs. 76,4%; p = 0,04) ve srovnání s asymptomatickými pacienty, ale pouze závažnost stenózy (poměr šancí [OR] 1,04) a konzumace alkoholu (OR 3,57) byli signifikantními prediktory; žádný typ kalcifikace nesouvisel s CMP, ale spotty kalcifikace byly spojeny s mužským pohlavím (OR 3,72) a kouřením (p = 0,02), zatímco velké kalcifikace se staršími pacienty (OR 1,60 na 5 let věku), ischemickou chorobou srdeční (OR 4,07) a fibrilací síní (p = 0,03). Závěr: MR představuje zobrazovací modalitu první volby pro komplexní posouzení morfologie karotického plátu; CT a MR by měly být používány především v detekci vulnerabilních karotických plátů kvůli jejich vysoké diagnostické přesnosti, zatímco UZ prokázal výrazně nižší přesnost; UZ techniky byly srovnatelné v korelacích s CTA pro měření stenózy karotidy, ale poměr PSVICA/ICA se ukázal jako nejpřínosnější v případě kalcifikace a nerovností/ulcerací povrchu, které negativně ovlivňují přesnost; IPH nebo jiné charakteristiky plátu nebyly spojeny s rizikem CMP, pouze stupeň stenózy a konzumace alkoholu představovaly riziko; kalcifikace karotid nesouvisela CMP, ale velké kalcifikace pevně souvisely s ischemickou chorobou srdeční a fibrilací síní. Závěrem přispěla disertační práce ke zlepšení neinvazivního zobrazování nestabilního karotického plátu, identifikovala rizikové pacienty a navrhla další kroky v prevenci CMP.

Abstract:

Introduction: The composition of carotid atherosclerotic plaque plays a key role in stroke risk independently of carotid stenosis severity. Ultrasound (US), computed tomography (CT), and magnetic resonance imaging (MRI) can non-invasively detect plaque morphology and surface, but comprehensive diagnostic studies are lacking, and the association between specific plaque features and stroke is not always clearly established. The dissertation aims to improve non-invasive diagnostics of individual characteristics, identify at-risk patient groups, and propose further patient follow-up in stroke prevention. Methods: Systematically investigate MRI performance in detection of specific plaque features; compare accuracy of US, CT, and MRI in imaging of carotid plaque instability through univariate and bivariate meta-analyses; correlate standard US techniques and novel peak systolic velocity ratio (PSVICA/ICA) in carotid stenosis measurement with CT and investigate impact of plaque features on measurement accuracy; explore association between CT- and MRI-derived plaque characteristics and risk of recent stroke; and investigate relation between CT-detected carotid calcification and atherosclerosis-related diseases. Results: Of 8,168 studies, 53 evaluated MRI accuracy in detecting 13 specific carotid plaque characteristics on 1.5 and 3 T MRIs, and showed high accuracy in detecting calcification (mean 88%), fibrous cap (88%), unstable plaque (88%), and intraplaque hemorrhage (IPH; 87%); of 107 studies and 6,136 patients, MRI showed high accuracy in detection of vulnerable plaque / vulnerable characteristics (90% / 89%), similar to CT (86%, p > 0.05 for both), significantly better compared to US (80%, p = 0.01 / 77%, p < 0.001); all investigated US techniques proved high correlation with CTA (Spearman's correlation r > 0.44; p < 0.001) but PSVICA/ICA ratio showed the highest one (r = 0.53; p > 0.05 between US methods) in carotid stenosis measurement of 143 patients, mostly in irregular and ulcerated surfaces; any type of IPH was not related to stroke risk (p > 0.05), symptomatic patients had lower American Heart Association grade (p = 0.03), and more frequent lipid plaque (89.8% vs. 76.4%; p = 0.04) compared to asymptomatic patients but only stenosis severity (odds ratio [OR] 1.04) and alcohol consumption (OR 3.57) were found significant stroke predictors; no calcification type was related to stroke but spotty calcifications were associated with male sex (OR 3.72) and smoking (p = 0.02), while large calcifications with older patients (OR 1.60 per 5?years of age), coronary heart disease (OR 4.07) and atrial fibrillation (p?=?0.03). Conclusion: MRI is emphasized as the first-line imaging modality for a comprehensive assessment of carotid plaque morphology; CT and MRI should be used primarily in detecting vulnerable carotid plaques due to their high diagnostic accuracy, whereas US showed significantly less accuracy; US techniques were comparable in correlations with CTA for carotid stenosis measurement but PSVICA/ICA ratio proved to be most valuable when calcifications and surface irregularity/ulceration negatively influence the accuracy; no IPH or other plaque characteristics were associated with stroke risk, only stenosis degree and alcohol consumption were associated; carotid calcification was not related to stroke but large calcifications were strongly associated with coronary heart disease and atrial fibrillation. Finally, the dissertation contributed to improvement of non-invasive imaging of unstable carotid plaque, identified at-risk patients, and suggested further steps in stroke prevention.

Klíčová slova

Onemocnění krčních tepen, výpočetní tomografie, magnetická rezonance, ultrazvuk, nestabilní plát, krvácení do plátu, cévní mozková příhoda.

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 2. 2025

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: prof. MUDr. David Školoudík, Ph.D.

OSTRAVSKÁ UNIVERZITA

Lékařská fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Klinické neurovědy / Klinické neurovědy