Charakterisierung eines experimentellen venösen Thrombosemodells mittels MRT, Phlebographie und Histologie

Zusammenfassung

Einleitung: Die direkte Thrombusdarstellung mittels MRT ist eine viel versprechende Technik, die jedoch noch nicht hinreichend validiert ist. Ziel dieser Untersuchung war es, Thromben unterschiedlicher Organisationsstadien zu erzeugen und mittels MRT und Histologie zu beschreiben. Material und Methoden: Venöse Stagnationsthromben wurden minimalinvasiv mit einer interventionell radiologischen Technik durch Gefäßokklusion und pharmakologisch induzierte Hyperkoagulabilität in der Vena jugularis externa erzeugt. Fünfundzwanzig erwachsene Kaninchen wurden in 5 Gruppen mit je 5 Tieren mittels MRT an Tag 1, 3, 5, 7 bzw. 9 nach der Induktion untersucht. Es wurden eine T1-gewichtete MP-RAGE- (magnetization-prepared rapid gradient echo, TR 10,4 ms, TE 4,0 ms, FA 15°) und eine T2*-gewichtete FLASH-Sequenz verwendet (fast low angle shot sequence, TR 54 ms, TE 18 ms, FA 15°). Die Thrombuslänge wurde auf den T1-gewichteten Bildern ermittelt. Die T2*-gewichteten Bilder wurden einer qualitativen Analyse unterzogen. Die Röntgenphlebographie und Histologie dienten als Referenzmethoden. Ergebnisse: Das Modell erlaubte die schonende Erzeugung von Thromben unterschiedlicher Organisationsstadien. Die wahre mittlere Thrombuslänge war bei Tieren am ersten Tag nach Induktion 43 ± 9 und am neunten 23 ± 4 mm. Auf den T1-gewichteten, 3-D-rekonstruierten Bildern betrug die Länge des hyperintensen und damit sichtbaren Thrombusanteils im Verhältnis zur Gesamtlänge 0,16 ± 0,3 (Tag 1), 0,24 ± 0,3 (Tag 3), 0,38 ± 0,5 (Tag 5), 0,06 ± 0,1 (Tag 7) bzw. 0,00 mm (Tag 9). Sechzehn von 25 Thromben waren mit der T2*-gewichteten Technik sichtbar. Die Signalintensität der Thromben nahm von Tag 1 bis Tag 9 ab. Histologisch wies das Modell eine hohe Ähnlichkeit mit humanen Thromben auf. Schlussfolgerungen: Es konnte ein Thrombusmodell für die MRT entwickelt werden, das Thromben unterschiedlicher Organisationsstadien liefert. Mit der verwendeten MR-Technik, die dem gegenwärtigen Standard entspricht, ließen sich die Thromben jedoch nur in bestimmten Stadien und nur partiell darstellen. Damit erscheint das Modell besonders für die Evaluierung neuer MR-Techniken und MR-Kontrastmittel geeignet, die eine verbesserte Thrombusvisualisierung ermöglichen sollen.

Abstract

Introduction: Several magnetic resonance (MR) techniques designed to demonstrate the characteristic signal intensity of blood degeneration products of thrombi have been suggested, but the effect of thrombus organization on the MR display, in particular with regard to its temporal evolution, remains to be determined. It is the purpose of this study to develop a stagnation thrombus model in rabbits and to characterize thrombus at different ages with two (MR) imaging techniques, phlebography and histology. Materials and Methods: Venous stagnation thrombi were induced in the external jugular veins of rabbits using a minimally invasive radiological technique to produce artificial embolic vascular occlusion and hypercoagulability. Twenty-five animals were divided into 5 groups of 5 animals, and each group underwent 1.5 T MR imaging at 1, 3, 5, 7 and 9 days after thrombus induction using a T1-weighted magnetization-prepared rapid gradient-echo sequence (MP-RAGE: TR 10.4 msec, TE 4.0 msec, FA 15°) and a T2-weighted fast low-angle shot sequence (FLASH: TR 54 msec, TE 18 msec, FA 15°). The thrombus length was measured on the T1-weighted images. Thrombus conspicuity, signal intensity, and heterogeneity on T2* weighted images were described using visual scales. Radiographic venography and histology served as reference methods. Results: Thrombi were successfully induced in all animals. The overall thrombus length decreased from 43 ± 9 (day 1 after induction) to 23 ± 4 mm (day 9). On 3D-reconstructions of the T1-weighted images, the visible portion of the true thrombus length relative to the overall thrombus length was 0.16 ± 0.3 (day 1), 0.24 ± 0.3 (day 3), 0.38 ± 0.5 (day 5), 0.06 ± 0.1 (day 7) and 0.00 (day 9). Sixteen of 25 thrombi were detectable with the T2*-weighted technique. The overall thrombus signal intensity decreased with the age of the thrombus from day 1 to day 9. The histological evaluation showed that the rabbit thrombi closely resemble human thrombi morphologically. Conclusions: The thrombus model closely resembles the human venous stagnation thrombus of different organizational stages. With state-of-the-art MRI techniques, thrombi were only partially displayed with the visibility depending on thrombus age. The model may be suitable for evaluating new and potentially more effective MRI techniques for improved thrombus visualization.

Key words

Magnetic resonance imaging - thrombus imaging - experimental venous thrombosis - thrombus organization - thrombus specific contrast agents

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