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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-51752
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2011/5175/


Validierung der Fluoreszenzangiographie zum Nachweis nicht-flusslimitierender-Stenosen

Quantitative assessment of non-flow limiting stenosis by fluorescence angiography

Koch, Hartmut

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SWD-Schlagwörter: Fluoreszenzangiographie
Freie Schlagwörter (Deutsch): Indocyaningrün, Fluoreszenz Mikrosphären, koronarer Bypass, intraoperative Qualitätskontrolle
Freie Schlagwörter (Englisch): ICG, fluorescence angiography, fluorescent microspheres, coronary artery bypass grafting
Basisklassifikation: 44.85
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Detter, Christian (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 14.06.2011
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 20.06.2011
Kurzfassung auf Deutsch: Hintergrund: Die vorliegende Studie wurde durchgeführt, um die Möglichkeit der visuellen und quantitativen Beurteilung des myokardialen Blutflusses während nicht-fluss-limitierender Stenosen (NFLS) geringen Schweregrades mit Hilfe der Fluoreszenzangiographie (FA) zu untersuchen. Die gemessenen Fluoreszenzintensitäten wurden mit den Ergebnissen der Fluoreszenz-Mikrosphären-Methode (FM), dem Goldstandard, verglichen.
Methoden und Ergebnisse: Zu diesem Zwecke wurden verschieden gradige NFLS an der LAD von 11 thorakotomierten Schweinen produziert. Nach einer Baseline Messung wurde mit Hilfe eines selektiven A2A Adenosin Rezeptor Agonisten (Adenosine Item ™ D+t 5mg/ml, Item Development AB Stocksund, Sweden) ein Hyperämiefluss induziert. Daraufhin wurden graduierte Stenosen von 50 und 90% (NFLS) des Hyperämieflusses, gemessen mit der TTFM-Methode, provoziert. Anschließend wurden eine flusslimitierende Stenose (FLS) von 50% ohne Hyperämieinduktion und eine komplette Gefäßokklusion herbeigeführt. Die Fluoreszenzemission des angeregten ICG wurde mit Hilfe eines infrarotsensitiven CCD (charged couple device) Kamera System detektiert, in Echtzeit auf einem Monitor dargestellt und durch ein digitales Bildbearbeitungssystem ausgewertet. Die quantitative Beurteilung der FA-Bilder erfolgte nach dem Prinzip der „background substracted peak fluorescence intensity“ (BSFI) und der „slope of fluorescence intensity“ (SFI), welche mit dem myokardialen Blutfluss (MBF), gemessen mit Hilfe der FM-Methode, verglichen wurden. Diese Ergebnisse wurden mit dem normalperfundierten Referenzareal verglichen. Die Minderung des myokardialen Blutflusses wurde zusätzlich visuell in einer doppelblinden und randomisierten Analyse von drei unabhängigen Untersuchern ausgewertet.
Die visuelle Auswertung der FA-Sequenzen war in der Beurteilung von NFLS mangelhaft, wohingegen Flussdefekte während der FLS sicher und reproduzierbar identifiziert werden konnten. Während aller NFLS konnte eine Minderung der myokardialen Perfusion mit der FA gemessen werden. Das Verhältnis des regionalen Blutflusses zwischen Stenose- und normalperfundiertem Referenzareal wurde bei allen Graden der NFLS und FLS, verglichen zum myokardialen Blutfluss während der Baseline und der Hyperämie, gemessen mit der FM-Methode, reduziert; SFI and BSFI (p<0.0001).
Während der NFLS zeigte sowohl das normalisierte BSFI (r=0.81, p<0.05), als auch das SFI (r=0.86, p<0.05) eine lineare Korrelation zu dem normalisierten MBF gemessen mit der FM-Methode.
Schlussfolgerung: Die Erzeugung von NFLS im Großtierversuch ist unter Anwendung von Adenosin zur Induktion einer Hyperämie möglich.
Die ausschließlich visuelle Analyse der FA-Bilder ist unzureichend. Eine zusätzliche quantitative Auswertung ist für den sicheren Beleg der Durchblutungssituation essentiell.
Die Reduktion des myokardialen Blutflusses als Antwort auf NFLS kann mit Hilfe der FA quantitativ bestimmt werden und korreliert gut mit den mit Hilfe der FM-Methode gemessenen Daten.
Kurzfassung auf Englisch: Background: The present study was performed to examine the ability of fluorescent cardiac imaging (FCI) in visual and quantitative assessment of myocardial perfusion in response to non-flow limiting coronary stenoses (NFLS) of low severity and to compare fluorescence intensity signals with gold standard fluorescent microspheres (FM).
Methods and Results: Graded NFLS of the left anterior descending coronary artery were performed in 12 open-chest pigs. After baseline analysis, hyperemia was induced using selective adenosine A2A receptor agonist (Adenosine Item ™ D+t 5mg/ml, Item Development AB Stocksund, Sweden) to create stenoses within the coronary flow reserve. NFLS were graded to reduce resting left anterior descending coronary artery (LAD) flow by 50% and 90% measured by transit-time flow meter. Thereafter, 50% flow-limiting stenosis (FLS) without hyperaemia induction and total vessel occlusion was performed. Images were analyzed using a digital image processing system (LLS, Ulm, Germany). Quantitative assessment by background-subtracted peak fluorescence intensity (BSFI) and slope of fluorescence intensity (SFI) obtained with FCI were compared to myocardial blood flow (MBF) assessed by FM. These results were compared to a normally perfused reference area. The impairment of myocardial perfusion was visually analyzed in a blinded randomized manner by three independent reviewers.
Visual evaluation of the FCI images was deficient in detection of NFLS, while perfusion defects during FLS could be identified in a safe and reproducible way. All NFLS resulted in an impairment of myocardial perfusion quantified by FCI. The regional blood flow ratio of LAD versus normal perfused D1 area was reduced during all levels of NFLS and FLS as compared to baseline and hyperaemia assessed by FM-derived MBF, SFI and BSFI (p<0.0001).
During NFLS normalized BSFI (r=0.81, p<0.05) as well as SFI (r=0.86, p<0.05) demonstrated linear correlation with normalized FM derived MBF.
Conclusions: Solely visual interpretation of the FCI images should be done cautiously and additional quantitative assessment is necessary to provide evidence.
The impairment of myocardial perfusion in response to NFLS of low severity can be quantitatively assessed by FCI and correlates well with results obtained by fluorescent microspheres.
Key Words: fluorescent cardiac imaging; adenosine; indocyanine green angiography; intraoperative graft assessment; myocardial perfusion;

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