ASU Ausgabe: 01-2015

Die Plaquefläche an der Arteria carotis: Ein besseres Tool für die Risikostratifizierung in der Primärprävention als der PROCAM-Score oder die IMT-Messung

Ansgar Adams

(eingegangen am 27. 10. 2014, angenommen am 10. 11. 2014)

Abstract deutsch

Die Plaquefläche an der Arteria carotis ist ein besseres Tool für die Risikostratifizierung in der Primärprävention als der PROCAM-Score oder die IMT-Messung

Hintergrund und Fragestellung: Es wurde verglichen, mit welcher Methode die beste Vorhersage einer koronaren Herzerkrankung oder eines Schlaganfalls gelingt. Verglichen wurden die Bestimmung der Total Plaque Area (TPA) an der A. carotis mit Ultraschall, der PROCAM-Score und die Messung der Intima-media-Dicke (IMT).

Methoden: Bei gesunden Probanden im Alter 20–64 Jahre wurde die TPA, die mittlere IMT beider Seiten der A. carotis communis 1 cm proximal des Bulbus und das Risiko für einen Herzinfarkt mit dem PROCAM-Score und dem Posttest-Calculator bestimmt. Die Vorhersage eines Herzinfarkts, einer koronaren Herzerkrankung und eines Schlaganfalls wurden durch ROC-Analyse verglichen.

Ergebnisse: Bei 2361 gesunden Männern und 1011 Frauen im Alter zwischen 20 und 64 Jahren wurde mit Ultraschall die Fläche aller Plaques in der A. ca-rotis beidseits gemessen und altersbezogene Mittelwerte sowie die alters- und geschlechtsbezogene Verteilung der Plaquefläche ("total plaque area", TPA) in Perzentilen ermittelt. Altersabhängig weisen 5–25 % der Untersuchten einen exponentiellen Anstieg der TPA auf. Für jede Altersgruppe wurde ab dem exponentiellen Anstieg der TPA ein Cut off mit hohem Risiko für ein Ereignis festgelegt. Bisher erlitten 27 Männer und 1 Frau vaskuläre Ereignisse und 15 hatten eine Koronarstenose  50 % oder eine Sklerose. Alle bis auf 2 Patienten lagen über Cut off. TPA zeigt die besten Ergebnisse in der Detektion einer koronaren Herzerkankung: ROC-TPA 0,91; ROC-Posttest 0,86; ROC-PROCAM 0,82 und ROC-IMT 0,76.

Schlussfolgerungen: TPA-Screening sollte Bestandteil des Check-up 35 werden und es sollten Therapieempfehlungen für Menschen mit hoher Plaque-last erarbeitet werden.

Schlüsselwörter: Total Plaque Area – Karotisultraschall – kardiovaskuläres Risiko – PROCAM-Score – Posttest-Calculator – Intima-media-Dicke

Abstract English

Carotid total plaque area is a better tool for risk stratification in primary prevention than the PROCAM-Score or the measurement of IMT

Background and purpose: The measurement of carotid total plaque area (TPA) using ultrasound in healthy people to predict the risk of coronary heart disease and stroke was compared with PROCAM-Score and measurement of IMT.

Methods: In healthy people between 20–64 years of age, we measured the TPA, the mean intima-media thickness (IMT) of both sides of the common carotid 1 cm below the bulb and the risk of myocardial infarction with PROCAM-Score and Posttest-Calculator. The prediction of myocardial infarction, coronary heart disease and stroke was compared by ROC-Analysis.

Results: In 2,361 healthy men and 1011 women aged 20–64 years, we measured the area of all plaques in the carotid arteries with ultrasound and created age-specific mean values and the age and sex distribution of total plaque area (TPA) using percentiles. Depending on the age, 5–25 % of the subjects had an exponential increase of TPA. For each age group, a cut-off for high coronary risk was defined by the point at which the TPA began to increase exponentially. To date, 27 men and 1 woman suffered cardiovascular incidents and 15 had stenosis < 50 % or coronary sclerosis. All except two of the affected patients exhibited a high TPA and were above the respective cut-off. TPA performed best in detecting patients with cardiovascular disease: ROC-TPA was 0.91; ROC-Posttest was 0.86; ROC-IMT was 0.76 and ROC-PROCAM was 0.82.

Conclusions: Screening with TPA should be part of the check-up in subjects aged 35 years or more. And, recommendations should be developed for the treatment of patients with high TPA values.

Keywords: total plaque area – carotid ultrasound – cardiovascular risk, PROCAM-score – posttest-calculator, intima-media thickness

ASU Arbeitsmed Sozialmed Umweltmed 2015; 50: 53–57

Hintergrund und Fragestellung

Atherosklerose ist mit über 40 % die häufigste Todesursache in den Industrienationen. Ziel der Untersuchungen ist, die altersbezogene Atheroskleroselast der A. carotis bds. bei Männern und Frauen zu bestimmen, altersbezogene Mittelwerte und Perzentilen zu erstellen und prospektiv das Risiko eines kardiovaskulären Ereignisses abzuschätzen.

Methoden

Im Rahmen der Gesundheitsvorsorge wurde in Betrieben verschiedener Branchen (Chemie, Glas, Pharmazie, Verwaltung, Metall, Sozialeinrichtung, Papier, Druck, Keramik, Informatik, Universität, Fachhochschule, Einzelhandel) in der Region um Koblenz die Bestimmung des Herzinfarktrisikos angeboten. Bei 2361 gesunden (kein vaskuläres Ereignis in der Anamnese) Männern und 1011 Frauen im Alter zwischen 20 und 64 Jahren wurde die A. carotis bds. (A. carotis communis, externa und interna in B-Mode) in der langen und kurzen Achse so weit wie möglich darstellbar (Clavicula bis zum Kieferwinkel) von kaudal nach kranial durch Anlotung von anterior, anterolateral, lateral und posterolateral nach Plaques untersucht. Verwendet wurde ein transportables Ultraschallgerät der Fa. Kontron Medical Typ Imagic Agile mit einem 10 MHz Linearschallkopf. Als Plaque wurden nur Wandverdickungen der Intima media (IMT) > 1 mm gewertet. Diese Definition weicht vom Mannheimer Konsensus (Touboul et al. 2007) ab, da bisherige TPA-Arbeiten Plaque ab > 1 mm IMT definierten (Johnsen et al. 2007; Romanens et al. 2010; Spence et al. 2002; Spence u. Hackam 2010). Mit dem Flächen-messprogramm des Geräts wurde die Flä-che aller Plaques im Längsschnitt ermittelt (Summe aller Plaqueflächen, „total plaque area“, TPA), indem im vergrößerten B-Bild jeder Plaque in seiner größten Darstellung mit dem Cursor umfahren wurde. Für die Altersgruppen ab 35 Jahre wurde ein Cut off mit hohem Risiko für ein kardiovasku-läres Ereignis festgelegt. Weiterhin wurde das Herzinfarktrisiko mit dem PROCAM-Score (Assman et al. 2007; http://www.chd-task-force.com] und dem Posttest-Calculator (Ro-manens et al. 2007, 2010; http://www.scopri.ch] bestimmt. Die IMT wurde bds. 1 cm proxi-mal des Bulbus manuell in Diastole schall-kopffern gemessen, bei dort vorhandenen Plaques weiter kaudal.

Die Ergebnisse der Vorhersagemethoden TPA, PROCAM-Score, Posttest-Calculator (PROCAM-TPA) und IMT werden mit ROC-Analysen verglichen.

Ergebnisse

Erste Plaques finden sich bei den Männern in der Altersgruppe 20–24 Jahre, bei den Frauen ab der Altersgruppe 30–34 Jahre. Ab dem 40. Lebensjahr zeigt sich bei beiden Geschlechtern ein linearer Anstieg der mittleren TPA, bei den Männern von ca. 4 mm²/Jahr und bei den Frauen von ca. 2,5 mm²/Jahr ( Abb. 1).

In der altersbezogenen Verteilung der Plaquelast, dargestellt in Perzentilen, fällt auf, dass in jeder Altersgruppe 5–25 % der Probanden eine fortgeschrittene Atherosklerose mit exponentiellem Anstieg der TPA aufweisen ( Abb. 2 und 3).

Die Hypothese ist, dass die Probanden mit einer hoher Athero-skleroseaktivität ein prognostisch hohes kardiovaskuläres Risiko aufweisen. Daher wird für jede Altersgruppe ein Cut off für ein hohes Risiko festgelegt. Der Cut off liegt bei den Männern für das Alter 35–44 Jahre bei 50 mm², 45–49 Jahre ab 70 mm², 50–54 Jahre ab 80 mm², 55–59 Jahre ab 90 mm², 60–64 Jahre ab 110 mm², bei den Frauen für das Alter 35–44 Jahre ab 30 mm², 45–49 Jahre ab 50 mm², 50–54 Jahre ab 70 mm² und 55–64 Jahre ab 90 mm².

Bisher traten bei 27 Männer und 1 Frau vaskuläre Ereignisse ein (11 Herzinfarkte, 4 Stentimplantationen, 3 Bypass-Operationen, 5 mit Angina pectoris und Koronarstenosen  50 % bis 90 %, 5 er-litten einen Apoplex). Bei 15 Patienten zeigten sich Stenosen < 50 % oder eine Koronarsklerose. Nur 2 Patienten liegen mit ihrer TPA unterhalb des Cut off. Beide erlitten nach 2,5 Jahren einen Herzinfarkt und lagen dann mit ihrer TPA über Cut off.  Abbildung 4 zeigt ein Beispiel für eine Plaqueprogression innerhalb eines Jahres (gleicher Plaque). Die Nachbeobachtungszeit liegt zwischen 1 und 48 Monaten.

In der ROC-Analyse zeigt die TPA-Bestimmung die besten Ergebnisse in der Vorhersage ( Abb. 5 und 6) ROC-TPA 0,91; ROC-Posttest 0,86; ROC-PROCAM 0,82 und ROC-IMT 0,76.

Diskussion

Atherosklerose ist mit über 40 % die häufigste Todesursache in den Industrienationen. Der englische Arzt Thomas Sydenham (1624–1689) erkannte bereits den Zusammenhang zwischen Atherosklerose und Alter, indem er postulierte: „A man is as old as his arteries“. Der Pathologe Sir Wiliam Osler (1849–1919) formulierte es ähnlich: „You are as old as your arteries“. Im Rahmen der betrieblichen Gesundheitsvorsorge wurden 2361 gesunde Männer und 1011 gesunde Frauen im Alter zwischen 20–64 Jahren mit Ultraschall an der A. carotis bds. untersucht und die Gesamtfläche aller vorhandener Plaques ermittelt (total plaque area, TPA). Die Verteilung der TPA wurde altersbezogen in Perzentilen in 5-Jahres-Abständen, 20–24 Jahren, 25–29 Jahren etc. dargestellt, außerdem wurde der altersbezogene Mittelwert der TPA ermittelt.

Die Plaquelast nimmt linear im Mittel ab dem 40. Lebensjahr bei den Männern um ca. 4 mm² und bei den Frauen um ca. 2,5 mm² pro Jahr zu. Erste Plaques zeigen sich bei den Männern ab dem 20. Lebensjahr, bei den Frauen ab dem 30. Lebensjahr. In den Perzentilen sieht man einen linearen Anstieg der TPA altersabhängig bis zum ca. 90. Perzentil der 35- bis 39-jährigen Männer und Frauen bzw. bis zum ca. 75. Perzentil der 60- bis 64-jährigen Männer und Frauen. Darüber hinaus steigt die TPA exponentiell stark an. Die Hypothese ist, dass diese Probanden mit hoher Atheroskleroselast ein prognostisch hohes kardiovaskuläres Risiko haben. Dies konnte in mehreren Plaquestudien belegt werden (Adams 2011, 2012; Belcaro et al. 2001; Brook et al. 2006; Depairon et al. 2010; Griffin et al. 2010; Johnsen et al. 2007; Romanens et al. 2007, 2010; Spence 2006, 2008; Spence et al. 2002; Spence u. Hackam 2010).

Bis heute gibt es nur wenige Plaquestudien. Patienten in einer Präventionsklinik zeigten in 2002, dass die TPA-Bestimmung ein starker Prädiktor für eine KHK war (Spence et al. 2002). Nach Adjustierung für Alter, Geschlecht, Blutdruck, Cholesterin, Rauchen, Diabetes und Homocystein war das Risiko im 4. Quartil 3,4fach höher als im 1. Quartil. Nach Quartilen lag das 5-Jahres-Risiko für Herzinfarkt, Schlaganfall und Tod bei 5 %, 10 %, 15 % und 20 %.

Es gibt nur eine große TPA-Studie, in der über 6000 Proban-den 6 Jahre lang nachbeobachtet wurden (Tromso-Studie; Johnsen et al. 2007). Hier wurde nur die rechte A. carotis untersucht. In dieser Studie war die TPA ein besserer Prädiktor für Herzinfarkt und Schlaganfall als die IMT-Messung (Johnsen et al. 2007; Mathiesen et al. 2011).

Für die Individualprävention ist letztendlich wichtig, wie hoch der positive und negative prädiktive Wert einer diagnostischen Methode ist. Die bisherigen Ergebnisse bei den Männern deuten darauf-hin, dass eine TPA altersabhängig oberhalb des 90. bis 75. Perzentil von klinischer Relevanz sein kann. Es stellt sich die Frage, ob man bei diesen Probanden noch von Primärprävention sprechen kann, oder ob im Sinn der Sekundärprävention die therapeutischen Guidelines der Fachgesellschaften anzuwenden sind, um zukünftige kardiovaskuläre Ereignisse zu verhindern bzw. zu verzögern. In der Sekundärprävention ist die Lebensverlängerung durch Statine gut belegt (Cholesterol Treatment Trialists (CTT) Collaboration 2010).

Im Vergleich zeigt die TPA-Bestimung in den ROC-Analysen bisher das beste Ergebnis. Der PROCAM-Score hat den Nachteil, dass ca. zwei Drittel der tatsächlich aufgetretenen Infarkte in der Gruppe mit niedrigem und mittlerem Risiko entstanden sind (Assman et al. 2007) und somit die Aussagekraft in der Individualprävention eingeschränkt ist.

Der Posttest-Calkulator von Romanens (2007, 2010; http://www.scopri.ch] berücksichtigt das Ergebnis des PROCAM-Scores und der TPA-Messung. Die Risikoberechnung erfolgt nach dem Bayes-Theorem auf dem Boden der Ergebnisse der Tromso-Studie. Die IMT-Messung wird als Prädiktor für zerebrovaskuläre- und kardiovaskuläre Ereignisse beschrieben, wobei die Prädiktion für Schlaganfälle bes-ser ist, als für Herzinfarkte (Johnsen u. Mathiesen 2009). Ein Nach-teil der Methode ist jedoch, dass die Messprotokolle in den Studien sehr unterschiedlich sind. Teilweise werden Plaques mitgemessen (Nambi et al. 2010).

Ein weiterer Nachteil ist, dass nur ein kleiner Teil der A. carotis untersucht wird. Die IMT kann bereits bei lateraler oder postero-lateraler Anlotung des gleichen Karotissegments andere Messergebnisse zeigen. Die Messung bis zum hundertstel Millimeter ist nicht unproblematisch und die Dickenzunahme über die Zeitachse ist sehr gering. Bei der TPA-Messung kann innerhalb weniger Monate ein zum Teil erhebliches Plaquewachstum nachgewiesen werden (s. Abb. 4).

Neue Arbeiten belegen auch, dass die Plaquemessung für die Beurteilung des Therapieverlaufs besonders geeignet ist. Bei LDL-Cholesterinwerten unter 70 mg/dl sind sowohl im Koronargefäß, als auch in der A. carotis Plaqueregressionen beschrieben (Nicholls et al. 2011; Spence u. Hackam 2010). Eine weitere empfohlene Methode in der Prävention der Probanden mit mittlerem Risiko ist die Koronarkalkbestimmung (Erbel et al. 2010). Diese Untersuchung hat den Nachteil der Strahlenbelastung, höherer Kosten und sie ist nicht so leicht verfügbar, wie der Ultraschall. In der Heinz-Nixdorf-Recall-Studie ist der Zusammenhang zwischen erhöhtem Koronarkalk und erhöhtem Infarktrisiko belegt. Die Patienten mit einer Koronar-stenose < 50 % bzw. einer Sklerose wurden hier eingeschlossen, da es Hinweise gibt, dass auch flache Plaques oder geringe Stenosen prognostisch mit einem erhöhten Infarktrisiko einhergehen (Proud-fit et al. 1980; Stone et al. 2011).

Schlussfolgerungen

TPA-Messung mit Ultraschall ist ein einfach durchzuführendes, kostengünstiges und zuverlässiges Screeninginstrument und für je-den ab dem 35. Lebensjahr sinnvoll, da Männer und Frauen mit fortgeschrittener Atherosklerose frühzeitig entdeckt werden und durch Lebensstiländerung oder ggf. medikamentöse Therapie einem Fortschreiten der Erkrankung entgegengewirkt werden kann. Mit der Methode kann das individuelle TPA-Perzentil schnell bestimmt werden. Die bisherigen Ergebnisse deuten daraufhin, dass eine TPA altersabhängig oberhalb des 90. bis 75. Perzentil von klinischer Relevanz sein kann. Für Männer und Frauen mit erhöhten TPA-Werten oberhalb des 75. (90.) Perzentils ist es daher sinnvoll, dass Therapieempfehlungen erarbeitet werden. Eine Nachuntersuchung der Probanden unterhalb des jeweiligen Cut off sollte nach einem Jahr erfolgen, da ein Teil eine schnelle Plaqueprogression aufweist. Dieses Screening sollte wie eine Blutdruckmessung zur Routine ge-hören und Bestandteil des Check-up 35 werden, da der prognostische Wert bisher die beste Vorhersage eines kardiovaskulären Ereignisses zeigt.

Glossar: TPA = total plaque area, IMT = Intima-media-Dicke, ROC curve = receiver operating characteristic curve, AUC = area under the curve (AUC), MI = Myokardinfarkt

Einschränkungen: Die Anzahl der untersuchten Probanden und der bisherigen Ereignisse sowie die Nachbeobachtungszeit sind noch gering. Eine weitere Auswertung folgt.

Literatur

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Interessenkonflikt: Der Autor erklärt, dass er in keinem Interessenkonflikt steht.

Verfasser

Dr. med. Ansgar Adams

BAD Gesundheitsvorsorge und Sicherheitstechnik GmbH

Am Güterbahnhof 3

56070 Koblenz

ansgar.adams@bad-gmbh.de

Literatur

Fussnoten

BAD Gesundheitsvorsorge und Sicherheitstechnik GmbH

  • Abb. 1:  Alters- und geschlechtsbezogene Mittelwerte beim Anstieg der TPA

  • Abb. 2:  Altersbezogene Verteilung der TPA in Perzentilen bei Männern (rot bezeichnet zukünftige Ereignisse)

  • Abb. 3:  Altersbezogene Verteilung der TPA in Perzentilen bei Frauen (rot bezeichnet zukünftige Ereignisse)

  • Abb. 4:  Plaqueprogression innerhalb eines Jahres mit Flächenvergleich (grüne gepunktete Linie)

  • Abb. 5:  ROC-TPA-PROCAM

  • Abb. 6:  ROC-TPA-IMT

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