Ikke-kontrast 4DCT til at detektere pulmonale tromboemboliske hændelser

Standardtesten til at diagnosticere PE er pulmonal computertomografiangiogram (CTA). Dette kan være uoverkommeligt med nogle patienter på grund af mængden af ​​strålingseksponering såvel som komplikationerne forbundet med behovet for at bruge intravenøs (IV) kontrast. CTA kan detektere akut PE med en sensitivitet på 99 procent og specificitet på 95 procent, når det kombineres med CT-venografi. Hos patienter, der ikke er medicinsk kvalificerede til CTA, er den anden mulighed for diagnose en ventilation-perfusion (V/Q) enkelt fotonemission computertomografi (SPECT) scanning. Selvom dette ofte er uoverkommeligt på grund af transport til nuklearmedicinsk afdeling, forlænget testtid, ingen test i fritimer osv. I denne undersøgelse ser efterforskerne på en alternativ metode til diagnosticering af PE'er på akutafdelingen, hvor efterforskerne ser på ventilations- og perfusionsbilleder gennem respiratorisk gated non-contrast CT (almindeligvis kaldet 4DCT).

Technetium-99 m makroaggregeret albumin (99mTc-MAA) afbildet med enkelt fotonemission computertomografi (SPECT) betragtes som standardmetoden til kvantitativ bestemmelse af pulmonal perfusion. Magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) med kontrastmidler er blevet brugt eksperimentelt til at afbilde lungevaskulaturen og vævsperfusionen. Kvantificering af SPECT-billeder kræver korrektion af de indhentede data til dæmpning og dæmpningskorrektion, hvilket har ført til udviklingen af ​​SPECT/CT-scannere. Den lave dosis CT kan bruges til at evaluere lungeluftvejsarkitekturen, lungeparenkymet og pleurarummet i forbindelse med de registrerede perfusionsbilleder, der konkurrerer med CTA i sensitivitet og specificitet.

I en undersøgelse, der sammenlignede CT-dæmpning med SPECT-perfusionsdefekter, viste det sig, at patienter havde hypo-svækkede lungeregioner svarende til regioner med nedsat perfusion i 57 procent af akutte lungeemboli og 88 procent af kroniske embolitilfælde. I samme undersøgelse blev hyper-svækkede regioner fundet at svare til regioner med hyperperfusion. En metode til at måle pulmonal perfusion baseret på subtraktion digital fluoroskopi uden kontrast er blevet rapporteret. I denne undersøgelse blev der genereret subtraktionsbilleder mellem brystprojektionsbilleder ved systole og diastole, hvilket genererede et billede, der repræsenterer perfusionsforskellen. Disse perfusionsprojektionsbilleder var korrelerede med 99mTc-MAA scintigrafi. Der kan således forventes ændringer i mængden og fordelingen af ​​pulmonal perfusion gennem respirationscyklussen, og disse ændringer kan være tydelige på dynamisk CT.

Simon beskrev en teknik til at beregne ændringen i fraktioneret indhold af luft i lungevæv mellem anatomisk matchede CT-regioner baseret på en simpel model, der antager, at densitetsændringerne udelukkende skyldtes luftindhold. Forskerne har med succes anvendt denne model til at inhalere og udånde åndedrætsholdende CT-billedpar samt 4DCT-billeder til at skabe ventilationsbilleder. Mængden af ​​blod i thorax og lunger varierer dog med åndedrætscyklussen, hvilket er i strid med denne models antagelse. Forskerne fandt en cyklisk variation i den tilsyneladende vægt af lungen på 4DCT, og andre har rapporteret respiratorisk inducerede variationer i lungeperfusion af lungen på MRI. De lungetæthedsændringer fundet på 4DCT skyldes således både ændringer i luft- og blodindhold.

4DCT-afledte ventilationsbilleder kan også udledes af de respiratoriske bevægelsesinducerede lokale vævsvolumenændringer uafhængigt af 4DCT-densitetsværdierne. Den jakobiske determinant for deformationsfeltet, beregnet ud fra resultatet af billeder, der viser forskellige respiratoriske faser af lungerne, bruges til at estimere de lokale volumenændringer eller ventilation. Der er en uoverensstemmelse mellem de tæthedsbaserede og de Jacobian-baserede ventilationsbilleder, hvilket tyder på en metode til at udtrække respiratorisk induceret blodmasseændring fra 4DCT-billeder. Forskerne antager, at den respiratoriske inducerede blodmasse ændrede (RIBMC) kun vil forekomme i perfunderede lungeregioner. Hvert billedsæt vil indeholde information, der repræsenterer densitetsændringen som følge af både ventilation og RIBMC. At udvinde både ventilations- og perfusionslignende billede fra 4DCT-billedintensiteterne, kaldet Hounsfield Units (HU), er vores mål.

Forskerne fandt en cyklisk variation i den tilsyneladende masse af det pulmonale parenkym. Forskerne antager, at denne variation skyldes ændringer i pulmonal perfusion fra respiratorisk induceret variation i hjertevolumen. Forskerne antager, at denne respiratorisk inducerede blodmasseændring (RIBMC) vil muliggøre identifikation af hypoperfunderede lungeregioner. Efterforskerne lavede en foreløbig undersøgelse ved at lave 4DCT RIBMC-billeder fra tilfælde med hypoxi-induceret vasokonstriktion, patienter med ondartet luftvejskonstriktion. De resulterende billeder kan sammenlignes godt med 99mTc-MAA SPECT-billeder. Det er dog uvist, om denne proces virker til at opdage perfusionsdefekter på grund af PE, hvor perfusionen er blokeret og vejrtrækningen normal.

I denne undersøgelse vil patienter, der har fundet nye segmentelle, lobare eller større perfusionsdefekter, blive afbildet med 99mTc-MAA SPECT/CT og 4DCT for at sammenligne perfusion med RIBMC-defekter. Dette er et prospektivt billeddiagnostisk forsøg med 20 forsøgspersoner diagnosticeret af CTA.

Det forventes, at 15 forsøgspersoner vil blive tilmeldt kohorte 1, og hver vil modtage 99mTc-MAA SPECT/CT og to (2) 4DCT billedscanninger (ryg mod ryg) samme dag. Disse data vil blive analyseret for mål 1, 4 og 5.

Det forventes, at 5 forsøgspersoner vil blive tilmeldt kohorte 2, og de vil også modtage 99mTc-MAA SPECT/CT og to (2) 4DCT billedscanninger (ryg mod ryg) på samme dag, hvor den første opnås med normal vejrtrækning som tidligere gjort, og den anden opnås med positivt tryk vejrtrækning via BiPAP. Kohorte 2-resultater vil kun blive analyseret for mål 6. Respiratorisk induceret blodmasseændring (RIBMC) billeder vil blive afledt fra 4DCT-billederne og kvantitativt sammenlignet med SPECT-perfusionsbillederne.

Kohorte 3. Formålet med denne kohorte af undersøgelsen er at indsamle og behandle de billeddata, der er nødvendige for at vurdere følsomheden og specificiteten af ​​vores 4DCT. Vi vil udføre et prospektivt billeddiagnostisk studie af forventede 124 patienter, som viser symptomer, der fører til en klinisk bekymring for PE, og som efterfølgende gennemgår bryst-CTA for yderligere evaluering. Én 4DCT før eller efter CTA er den eneste undersøgelsesbilleddannelse i denne kohorte. Data fra denne kohorte vil blive analyseret for mål 2 og 3.

Forsøgspersoner vil blive fulgt i en periode på 48 timer efter billeddannelse for eventuelle bivirkninger på 99mTc-MAA.

Common Terminology Criteria for Adverse Events version 4.0 (CTCAE v4.0) vil blive brugt til at klassificere alle behandlingsrelaterede bivirkninger. Alle bivirkninger (AE) vil blive rapporteret til den primære investigator, som vil bestemme handlingsforløbet for undersøgelsesdeltageren og vil afgøre, om AE påvirker undersøgelsen og kræver ændringer af protokollen og/eller informeret samtykkeformular.