dc.contributor.author
Suppan, Lilian
dc.date.accessioned
2018-06-07T15:16:57Z
dc.date.available
2015-01-07T14:04:22.434Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/819
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-5021
dc.description.abstract
Die arterielle Hypertonie ist eine der häufigsten Erkrankungen der westlichen
Industrieländer mit einem erhöhten Risiko kardiovaskulärer Erkrankungen und
Mortalität. Ein Drittel aller hypertensiven Patienten leiden unter
therapierefraktärer Hypertonie und können medikamentös nicht adäquat behandelt
werden. Die Erkenntnis, dass eine Überaktivität im sympathischen System eine
wichtige Ursache in der Entwicklung der Hypertonie spielt, führte zur
Entwicklung minimal invasiver Therapieansätze zur renalen Sympathikolyse.
Sympathische Nervenfasern in der Tunica adventitia der Nierenarterien werden
dabei selektiv degeneriert, um die pathologisch erhöhte Aktivität des
sympathischen Systems zu reduzieren. Eine etablierte Methode ist die
katheterbasierte Radiofrequenzablation, wobei ein Katheter über die Leiste bis
in die Nierenarterie vorgeschoben wird und radiofrequente Energien zirkulär
appliziert werden. Anatomische Ausschlusskriterien seitens der Patienten wie
z.B. verzweigte oder zu geringe Durchmesser der Nierenarterien sowie die
Invasivität durch die Applikation des Katheters ließen uns nach neuen nicht
invasiven Therapieansätzen forschen. Der MRg HIFUS ist eine nicht invasive
ablative Methode, die derzeit vor allem zur Behandlung des Uterusmyoms genutzt
wird. Ziel dieser Studie war die Ermittlung der Sicherheit und Wirksamkeit der
erstmaligen Anwendung des MRg HIFUS zur renalen sympathischen Denervation im
Schweinemodell. In der vorliegenden Studie wurden 10 Schweine, darunter ein
Sham Schwein, unter Propofol Narkose mittels MRg HIFUS entlang der rechten
Nierenarterien behandelt. Zwei der zehn Schweine wurden direkt im Anschluss an
die Intervention euthanasiert; die anderen acht Schweine nach 28 Tagen. Beide
Nieren wurden entnommen und mit Ameisensäure homogenisiert. Die Proben wurden
mithilfe der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie und elektrochemischer
Detektion auf ihren Noradrenalingehalt untersucht. Nierenarterien- und venen
sowie Ureteren wurden in Formalin fixiert, mit gängigen histologischen
Methoden aufgearbeitet und einer HE und EvG Färbung unterzogen. Mit diesen
Färbungen konnten degenerativ veränderte sympathische Nervenfasern im
umliegenden Gewebe der Nierenarterien gut dargestellt werden. Perivaskuläre
ödematöse Veränderungen im Bereich der rechten Nierenarterien, die auf
thermische Gewebeschädigungen hinweisen, waren auf den T2w FSE Sequenzen post
Intervention bei drei von neun behandelten Schweinen zu sehen. Ein
signifikanter Abfall der Noradrenalinkonzentrationen der behandelten Nieren
als Hinweis auf eine erfolgreiche Behandlung war nicht feststellbar.
Histologisch konnte man perineurale Fibrosierungen, die eine Degeneration der
sympathischen Nervenfasern implizieren, nur bei einem Schwein feststellen. Die
Behandlung wurde von allen Schweinen sehr gut toleriert. Lediglich drei
Schweine hatten post Intervention leichte oberflächliche fokale Verbrennungen
der Epidermis. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Schweinemodell
aufgrund anatomischer Gegebenheiten für diese Studie kein geeignetes Modell
darstellt. Neun Schweine zeigten auf den T2w FSE Sequenzen post Intervention
ödematöse Veränderungen aufgrund thermaler Ablation durch den HIFUS im Bereich
des Querfortsatzes der Lendenwirbel. Die langen Querfortsätze der Lendenwirbel
des Schweins erschwerten die Nutzung eines geraden Schallwinkels, schränkten
das verfügbare Schallfenster des HIFUS stark ein und führten zu
Energieabsorptionen-und reflektionen. Das Fettgewebe in unmittelbarer Nähe der
Nierenarterien machte eine MR Thermometrie und damit eine sichere
Temperaturüberwachung des Gewebes unmöglich. In dieser Studie konnte somit
kein einschlagender Behandlungserfolg des MRg HIFUS festgestellt werden.
Lediglich bei einem Schwein wurde eine erfolgreiche renale Sympathikolyse
durch die Behandlung erreicht. Dies zeigt das Potential des MRg HIFUS als
nicht invasive Therapiemöglichkeit bei refraktärer Hypertonie. Die sehr gering
auftretenden Komplikationen, die Sicherheit der Methodik und die
Visualisierung durch die Kombination mit dem MRT sind starke Argumente weitere
Studien zu planen, um eine mögliche renale Denervation mit Hilfe des MRg HIFUS
zu erreichen.
de
dc.description.abstract
Hypertension is one of the most common medical conditions amongst people in
developed countries, and it can have fatal consequences for the cardiovascular
system. Most patients suffer from resistant hypertension and cannot be treated
by common antihypertensive drugs. Recent findings have shown that overactivity
of the sympathetic nervous system plays an important role in the development
of hypertension. This has lead scientists to explore and develop new minimal
invasive treatment methods to degenerate renal sympathetic nerve fibres
located around the renal arteries, thereby preventing this overactivity. One
established method is catheter-based radiofrequency ablation. An endovascular
catheter is inserted in the femoral artery in the inguinal region and pushed
forward to the renal artery. Radiofrequency energy is then applied to the
adventitia of the renal artery. However, this approach is unavailable to
patients who have certain anatomic characteristics. This has therefore led us
to search for new, non-invasive treatment methods for renal denervation.
Magnetic resonance-guided, high-intensity focused ultrasound (MRg HIFUS) is a
non-invasive, ablative method that is currently used primarily for the
treatment of uterine fibroids. We therefore undertook this study to evaluate
the safety and efficacy of MR-guided high-intensity focused ultrasound for
renal sympathetic denervation in a porcine model. A total of ten pigs were
used in this study, one of which was a sham pig and was not treated. During
the MRg HIFUS intervention all pigs were placed under general anaesthesia
using propofol. They were then treated with MRg HIFUS along the right renal
artery. Two of the pigs were sacrificed straight after the MRg HIFUS
treatment, the other eight pigs were sacrificed 28 days later. Both kidneys
were removed and homogenized using formic acid. Samples of the kidneys were
then examined for their concentration of norepinephrine using high pressure
liquid chromatography and electrochemical detection. Renal arteries and
urethras were preserved in formalin, histologically processed, and stained
with HE and EvG staining. Degenerative sympathetic nerve fibres could be
easily detected after this staining. In three of the nine pigs perivascular
oedema indicating thermal tissue damage was diagnosed on the T2w FSE sequences
taken after the HIFUS treatment. Furthermore, the norepinephrine
concentrations in the treated kidneys of the pigs did not drop significantly,
something that would also have indicated the treatment was successful. During
the histological examination, perineural fibrosis, indicating degenerated
sympathetic nerve fibres, was visible in one of the pigs. All pigs tolerated
the treatment very well and there were no serious complications. Three of the
nine pigs treated displayed superficial skin burns following the MRg HIFUS
treatment. The results showed that pigs are not suitable subjects for MRg
HIFUS treatment as a result of long lumbar transverse processes and a dominant
fascia thoracolumbalis. Nine pigs treated with MRg HIFUS showed changes caused
by thermal damage, concentrated around the transverse process of the lumbar
vertebrae. The long transverse processes of the pigs’ lumbar vertebrae
complicated the use of a straight ultrasound beam, limited the acoustic window
of the HIFUS and caused energy absorption and reflection. The fat tissue in
close proximity to the renal arteries also made the use of magnetic resonance
thermometry, and therefore temperature mapping in this area, impossible. This
study provided evidence that MRg HIFUS could not be used successfully as a
treatment method to produce renal denervation in pigs. In one pig we assume a
potential success of renal sympathicolysis. However, the high potential of
this non-invasive therapy technique could still be clearly observed. The
minimal and infrequent complications, the safety of the technique, and the
visualisation on account of the combination with the MRI are strong arguments
for further studies to be conducted that explore the possibility of using MRg
HIFUS to induce renal denervation. In such studies, however, pigs should not
be used as subjects.
en
dc.format.extent
III, 71 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
magnetic resonance imaging
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft::630 Landwirtschaft und verwandte Bereiche
dc.title
Magnetresonanz gesteuerter hochintensiver fokussierter Ultraschall zur renalen
Denervation im Schweinemodell
dc.contributor.firstReferee
Univ.- Prof. Dr. Johannes Handler
dc.contributor.furtherReferee
PD Dr. Florian Streitparth
dc.contributor.furtherReferee
Univ.- Prof. Dr. Robert Klopfleisch
dc.date.accepted
2014-11-14
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000098184-8
dc.title.translated
MR-guided high-intensity focused ultrasound for renal sympathetic denervation
– a feasibility study in pigs
en
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000098184
refubium.note.author
Mensch und Buch Verlag
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FUDISS_derivate_000000016286
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free
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open access