Experimentelle Untersuchung der Beziehung zwischen dem Koronarkalkgehalt der Gefäßwand und der Absorption von Beta-Strahlung im Rahmen der koronarvaskulären Brachytherapie : Eine Studie mit intravaskulärem Ultraschall in vitro
Bei der Bestrahlungsplanung der koronarvaskulären Brachytherapie werden die physikalischen Eigenschaften der Strahlungsquelle und der Abstand zwischen Strahlungsquelle und Gefäßwand berücksichtigt. Ob eine individuellere Planung der Bestrahlung unter Berücksichtigung der Gewebezusammensetzung der Gefäßwand sinnvoll wäre, ist unklar. Wir wollten deshalb die Absorption intraluminaler -Strahlung durch mehr oder weniger verkalkte Koronargefäßwände untersuchen. Eine Grundvoraussetzung für die Machbarkeit einer derart individualisierten Bestrahlungsplanung wäre, dass das Vorhandensein und Ausmaß von Gefäßverkalkungen mit Hilfe klinisch einsetzbarer bildgebender Techniken sicher erkannt und quantifiziert werden kann. Der intravaskuläre Ultraschall (IVUS) schien dabei am ehesten die erforderlichen Bildinformationen liefern zu können.
Es wurden in vitro 17 isolierte menschliche Koronargefäßsegmente untersucht. Dabei wurde die Absorption von -Strahlung ermittelt und mit den Untersuchungsergebnissen des derzeit bestgeeigneten klinisch einsetzbaren invasiven Verfahrens zur Kalkerkennung und Kalkquantifizierung – dem intravaskulären Ultraschall – verglichen. Die Gefäßverkalkungen waren unterschiedlich stark ausgeprägt und umfassten das gesamte Spektrum möglicher Winkelgrade von 0° bis 360°. Dabei zeigten Messungen der Kalkspangen mit zwei verschiedenen IVUS-Kathetern (30 MHz vs. 40 MHz) eine sehr gute Übereinstimmung. Die mit dem IVUS ermittelte Kalkfläche wies eine gute Korrelation mit dem mittels Elektronenstrahltomographie gemessenen Kalkvolumen auf (r = 0,90). Die Absorption der Strahlung betrug in mehreren Gefäßsegmenten mehr als 10%. Bei den punktuellen Absorptionsmessungen fand sich sogar in Einzelfällen eine Absorption von mehr als 50%. Zwar fand sich eine lineare Beziehung zwischen der mit IVUS ermittelten Kalkfläche und der Absorption, doch bestand eine beträchtliche Streuung der Messwerte, die sich vornehmlich durch das Unvermögen des IVUS erklärt, die Tiefe einer Kalkspange zu messen.
Diese Daten zeigen, dass in verkalkten Gefäßabschnitten eine beträchtliche Absorption der -Strahlung beobachtet werden kann. Dies ist eine mögliche Erklärung für das Therapieversagen der Brachytherapie bei einzelnen Patienten. Kalkschollen werden zwar gut vom IVUS erkannt, doch führt seine Unfähigkeit die Tiefenausdehnung von Kalk zu beurteilen dazu, dass der IVUS die Strahlenabsorption der Gefäßwand nur unzureichend zu erklären bzw. abzuschätzen vermag. Angesichts dieser Limitation des IVUS erscheint es derzeit nicht gerechtfertigt, die aktuelle Bestrahlungsplanung modifizieren zu wollen.Bei der Bestrahlungsplanung der koronarvaskulären Brachytherapie werden die physikalischen Eigenschaften der Strahlungsquelle und der Abstand zwischen Strahlungsquelle und Gefäßwand berücksichtigt. Ob eine individuellere Planung der Bestrahlung unter Berücksichtigung der Gewebezusammensetzung der Gefäßwand sinnvoll wäre, ist unklar. Wir wollten deshalb die Absorption intraluminaler -Strahlung durch mehr oder weniger verkalkte Koronargefäßwände untersuchen. Eine Grundvoraussetzung für die Machbarkeit einer derart individualisierten Bestrahlungsplanung wäre, dass das Vorhandensein und Ausmaß von Gefäßverkalkungen mit Hilfe klinisch einsetzbarer bildgebender Techniken sicher erkannt und quantifiziert werden kann. Der intravaskuläre Ultraschall (IVUS) schien dabei am ehesten die erforderlichen Bildinformationen liefern zu können.
Es wurden in vitro 17 isolierte menschliche Koronargefäßsegmente untersucht. Dabei wurde die Absorption von -Strahlung ermittelt und mit den Untersuchungsergebnissen des derzeit bestgeeigneten klinisch einsetzbaren invasiven Verfahrens zur Kalkerkennung und Kalkquantifizierung – dem intravaskulären Ultraschall – verglichen. Die Gefäßverkalkungen waren unterschiedlich stark ausgeprägt und umfassten das gesamte Spektrum möglicher Winkelgrade von 0° bis 360°. Dabei zeigten Messungen der Kalkspangen mit zwei verschiedenen IVUS-Kathetern (30 MHz vs. 40 MHz) eine sehr gute Übereinstimmung. Die mit dem IVUS ermittelte Kalkfläche wies eine gute Korrelation mit dem mittels Elektronenstrahltomographie gemessenen Kalkvolumen auf (r = 0,90). Die Absorption der Strahlung betrug in mehreren Gefäßsegmenten mehr als 10%. Bei den punktuellen Absorptionsmessungen fand sich sogar in Einzelfällen eine Absorption von mehr als 50%. Zwar fand sich eine lineare Beziehung zwischen der mit IVUS ermittelten Kalkfläche und der Absorption, doch bestand eine beträchtliche Streuung der Messwerte, die sich vornehmlich durch das Unvermögen des IVUS erklärt, die Tiefe einer Kalkspange zu messen.
Diese Daten zeigen, dass in verkalkten Gefäßabschnitten eine beträchtliche Absorption der -Strahlung beobachtet werden kann. Dies ist eine mögliche Erklärung für das Therapieversagen der Brachytherapie bei einzelnen Patienten. Kalkschollen werden zwar gut vom IVUS erkannt, doch führt seine Unfähigkeit die Tiefenausdehnung von Kalk zu beurteilen dazu, dass der IVUS die Strahlenabsorption der Gefäßwand nur unzureichend zu erklären bzw. abzuschätzen vermag. Angesichts dieser Limitation des IVUS erscheint es derzeit nicht gerechtfertigt, die aktuelle Bestrahlungsplanung modifizieren zu wollen.
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