Evaluation of microvascular anatomy by micro-CT

Abstract

Observations indicate that advantitial vasa vasorum may play a role in the development and/or the progression of coronary atherosclerosis. There is a lack of information regarding the spatial three-dimensional pattern of the vasa vasorum in the coronary artery. This is due to the technical difficulties in visualizing the course of this fine vascular network with histologic methods. Microscopic computed tomography (micro-CT) is a novel technique that allows three-dimensional views of the entire microvascular structure. The current review summarizes our current advances in using this technique in visualization of the coronary circulation.

Zusammenfassung

Das Studium der Anatomie und Funktion der Vasa vasorum von großen Gefäßen hat zunehmende Bedeutung gewonnen. Die Vasa vasorum der menschlichen Koronararterien bilden ein feines Netzwerk der mikrovaskulären Strombahn, die sich vor allen Dingen im Bereich der Adventitia befindet und das Gefäß mit Sauerstoff und Nährsubstanzen versorgt.

Im Stadium der fortgeschrittenen Arteriosklerose sind experimentell und pathologisch-anatomisch Veränderungen der adventitiellen Vasa vasorum nachgewiesen worden. Es besteht eine enge Beziehung zwischen dem Ausmaß der Neovaskularisation und dem Schweregrad der Arteriosklerose. Außerdem konnte experimentell gezeigt werden, daß eine Verletzung der adventitiellen Schichten der Gefäße die Proliferation der Intima stimuliert. Unbekannt ist bisher gewesen, ob die Proliferation der Vasa vasorum der Entwicklung der Plaqueformation vorausgeht oder eine Folgeerscheinnung darstellt. Die neu entwickelte mikroskopische Computertomographie erlaubt erstmalig eine dreidimensionale Ansicht der mikrovaskulären Struktur. Mit Hilfe dieser Technik ist eine räumliche Darstellung der Gefäßversorgung möglich. Dabei hilft besonders die dreidimensionale Rekonstruktion. In Kombination mit Druckanalysen kann die intramurale Wandspannung unter Veränderung der Methoden der Finiten Elemente berechnet werden.

Erste Untersuchungen werden vorgestellt, die bei Schweinearterien durchgeführt worden sind. Die Tiere wurden mit cholesterinreicher Kost gefüttert. Im Mikro-CT wurde eine signifikante Steigerung der Dichte der Vasa vasorum in den Koronargefäßen festgestellt. Ähnliche Befunde fanden sich auch an menschlichen Koronararterien. Werden bei Koronararterien Dilatationen und Stentimplantationen durchgeführt, findet sich ebenfalls eine starke Zunahme der Dichte der Vasa vasorum der Adventitia.

Die Mikro-CT-Analyse der Vasa vasorum der koronararterien erleubt ein neues Verständnis der Entwicklung der koronaren Herzerkrankung. Neue Informationen werden zur Definition der Plaquestabilität erwartet. Die Stentimplantation führt nach der Verletzung zur Kompression der Versorgung und damit zu einer Ischämie, die in einer lokalen Proliferation und Stimulation der Angioneogenese resultiert. Die Analyse des Mikro-CT wird möglicherweise dazu beitragen, neue Stentdesigns zu entwickeln, die weniger stark die Vasa vasorum kompromittieren.