MRT-gesteuerte Ballonangioplastie peripherer Arterien zur lokalen Substanzapplikation in die Gefäßwand

Kaimann, Linda; Krombach, Gabriele

doi:2793

MRT-gesteuerte Ballonangioplastie peripherer Arterien zur lokalen Substanzapplikation in die Gefäßwand = Magnetic resonance-guided angioplasty with delivery of contrast-media doped solutions to the vessel wall : an experimental study in swine

Kaimann, Linda (Author)

2009

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Linda Kaimann

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2009

UmfangIII, 91, VII S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2009

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Krombach, Gabriele (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2009-04-22

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-27933
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/51117/files/Kaimann_Linda.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Diagnostische und Interventionelle Radiologie (532010-2)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
NMR-Tomographie (Genormte SW) ; Ballonkatheter (Genormte SW) ; Lokaltherapie (Genormte SW) ; Restenose (Genormte SW) ; Feasibility-Studie (Genormte SW) ; Periphere arterielle Verschlusskrankheit (Genormte SW) ; Medizin (frei) ; interventionelle MRT (frei) ; interventional magnetic resonance imaging (frei) ; angioplasty (frei) ; restenosis (frei) ; feasibility study (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Die Magnetresonanztomographie ermöglicht durch Echtzeitsequenzen die Durchführung von Gefäßinterventionen. Zur Therapie von arteriosklerotisch bedingten Gefäßstenosierungen und zur Prävention von Restenosierungen nach Angioplastien kann die lokale Medikamentengabe während der Intervention eingesetzt werden. Innerhalb von vier Versuchsmodulen wurde ein Verfahren zur MR-gesteuerten perkutanen Angioplastie und Dilatation von Gefäßstenosen mit gleichzeitiger Applikation einer Substanzlösung in die Gefäßwand erarbeitet. Die Versuche wurden mit eigens für diese Studie modifizierten Kathetern in einem 1,5 Tesla Kernspintomographen durchgeführt. Die Membranen der Ballonkatheter wurden zuvor mit Lasermikrobohrungen von 10-20µm Durchmesser versehen, durch welche eine kontrastmittel- und farbstoffmarkierte Lösung während der Inflation austreten konnte. Zunächst wurde die Tauglichkeit des Katheters im Phantom untersucht. Der Austritt der mit Gadodiamid und Evansblau versetzten Substanz aus der semipermeablen Ballonwand ließ sich in der Echtzeitsequenz sichtbar machen. Im zweiten Versuchs¬modul wurde der Katheter in einer Kadaverstudie erprobt und hierbei überprüft, ob die Lösung in das Gewebe eingebracht werden kann. Im dritten Modul wurde im intakten Kreislauf von Schweinen die Wirkungsweise des Katheters auf die Gefäß¬wand untersucht. Auf den Ergebnissen der Module 1-3 aufbauend wurden im vierten Modul im Tiermodell experimentell eingebrachte periphere Gefäßstenosen dilatiert, hierbei kontrastmittelmarkierte Lösung appliziert und die Verteilung in der Gefäßwand dargestellt. Das in das Gewebe eingedrungene Kontrastmittel konnte in T1-gewichteten Sequenzen nachgewiesen werden. Die hervorgerufene Intensitätssteigerung in den durchsetzten Bereichen sowie die Kontraststeigerung waren mit p < 0,01 in allen Versuchen signifikant. Dies zeigt die effektive Anreicherung der Substanz im Gewebe. In den anschließenden pathologischen Analysen der Gefäßpräparate konnte sowohl makroskopisch als auch mikroskopisch in allen Gefäßwandschichten das Eindringen des Evansblaufarbstoffes nachgewiesen werden. Die experimentell eingebrachten Stenosen ließen sich vor den Dilatationen mittels Magnetresonanzangiographien darstellen, beurteilen und lokalisieren. Die Angiographien im Anschluss an die Interventionen zeigten die erfolgreiche Aufdehnung der Engstellen in allen Versuchen. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen die Durchführbarkeit von MR-gesteuerten perkutanen Angioplastien mit gleichzeitiger Substanzapplikation in das Gefäßgewebe von peripheren Arterien über einen perforierten Ballonkatheter.

Magnetic resonance imaging permits the realisation of vascular interventions by the use of real-time sequences. In order to treat arteriosclerotic vessel lumen stenoses and prevent restenoses after angioplasties local drug-delivery during intervention has been suggested. Within four examination modules a method for MR-guided percutaneous angioplastie and dilatation of vascular stenoses with simultaneous substance application into the vessel wall could be acquired. The experiments were performed with specifically modified catheters inside a 1,5 Tesla MRI-Scanner. The membranes of the balloon catheters were perforated by a laser, inducing perforations of diameter 10-20µm, through which a solution marked with a contrast-medium and containing Evans blue dye disperse during inflation. In the first instance the suitability of the catheter was investigated with a phantom trial. The emission of the gadodiamid charged agent through the perforations could be visualized by real-time imaging. Within the second examination module the catheter was approved in a cadaver study and at this verified whether the substance could permeate the tissue. In the third module the effectiveness of the catheter was examined in the vital circulation of pigs. Based on the results of the examination modules 1-3, the dilatation of experimental peripheric stenoses in an animal model was performed in the fourth examination module. At the same time the diffusion of the contrast-medium marked solution into the vessel wall and the dissemination in the tissue could be demonstrated. The contrast-medium, which had entered the tissue, could be detected in T1-weighted sequences. The generated intensity enhancement in the penetrated areas as well as the contrast enhancement were significant in each experiment (p < 0,01). By this the effecttive enrichment of the substance inside the tissue is shown. In the subsequent pathological analyses of the vessel preparations the infiltration of Evans-blue dye could be substantiated in all vascular layers both macroscopically as well as microscopically. The experimentally placed stenoses could be demonstrated, assessed and localised prior to the dilatations by magnetic resonance angiography. Angiographies subsequent to the interventions showed the effective expansion of the narrowings in all experiments. The results of this study prove the feasibility of MR-guided percutaneous angioplasties with simultaneous substance application into the vascular of peripheric arteries via a perforated balloon catheter.

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