CT-indeksanalyse hos ICU-lungebetændelsespatienter med akut respirationssvigt (CT:Computed Tomography, ICU: Intensive Care Unit) (CT ICU)

Akut respirationssvigt er en førende årsag til intensivafdelinger. Det opstår, når lungerne ikke tilstrækkeligt ilter arterielt blod og/eller forhindrer retention af kuldioxid. Selvom definitionen ikke omfatter absolutte værdier, accepteres arteriel PaO2 under 60 mmHg og arteriel PaCO2 over 50 mmHg generelt som indikatorer. Disse værdier bør dog overvejes i sammenhæng med individuelle patienter. Lungebetændelse er den hyppigste årsag til akut respirationssvigt. Lungebetændelse er ofte en smitsom oprindelse. Det ændrer respirationsmekanikken, forstyrrer lungens gasudvekslingsfunktion, ventilation-perfusionsbalance og volumetriske spirometriske værdier.

Dødelighed og morbiditet stiger, når lungebetændelsespatienter kræver invasiv mekanisk ventilation. Nylige teknologiske fremskridt inden for kvantitative CT-målinger gør det muligt for klinikere at vurdere den volumetriske tilstand af lungerne uden at udføre spirometriske tests. Volumetriske lungemålinger hjælper klinikere med at diagnosticere lungesygdomme, vurdere sværhedsgraden, planlægge behandling og forudsige prognose. Talrige undersøgelser har vist lovende sammenhænge mellem kvantitative CT-data og fysiologiske målinger ved overvågning af forskellige lungesygdomme, herunder interstitiel lungesygdom, kronisk obstruktiv lungesygdom, små luftvejssygdomme og COVID-19 lungebetændelse.

CT-skanninger udføres rutinemæssigt på patienter med akut respirationssvigt på grund af lungebetændelse ved første præsentation. Mens billeddannelse primært evaluerer lungeparenkym, er yderligere tests som spirometri nødvendige for at vurdere funktionelle volumetriske ændringer i lungerne. At udføre spirometriske tests på kritisk syge patienter er imidlertid ekstremt udfordrende og ofte upraktisk, selvom det er teoretisk muligt.

Tidligere undersøgelser har med succes påvist sammenhænge mellem kvantitative CT-målinger og sygdomsprognose, især ved kroniske lungesygdomme. Disse målinger er også blevet brugt under akutte tilstande som COVID-19. Hos kritisk syge patienter med akut respirationssvigt kan yderligere lungeinformation hjælpe klinikere med prognostisk forudsigelse og muliggøre tidligere intervention.

Denne undersøgelse anvender kvantitative CT-målinger (qCT) opnået fra CT-dæmpningshistogrammer til at undersøge forholdet mellem disse parametre og sygdomsprognose hos lungebetændelsespatienter med akut respirationssvigt ved invasiv mekanisk ventilation. Disse målinger inkluderer middel lungedæmpning (MLA) og tærskelbaserede volumetriske målinger [lavdensitetsvolumen (LDV), mediumdensitetsvolumen (MDV), højdensitetsvolumen (HDV), forholdet mellem MDV og total lungevolumen (MDV). /TLV), og forholdet mellem HDV og total lungevolumen (HDV/TLV)].

Metode Patientvalg En retrospektiv gennemgang af 88 patienter diagnosticeret med akut respirationssvigt på grund af lungebetændelse, indlagt på den generelle intensivafdeling på Kocaeli University Medical Faculty mellem 2017 og 2024, var planlagt. Patienter med akut respirationssvigt på grund af lungebetændelse, som havde CT-billeddannelse ved indlæggelsen og ikke var intuberet ved indlæggelsen, skulle inkluderes i undersøgelsen. CT-skanninger udført til diagnostiske formål på akutmodtagelsen eller hospitalsafdelingen blev defineret som screening-CT'er.

Eksklusionskriterierne var planlagt til at omfatte patienter under 18 år, patienter med ikke-infektiøs ætiologi for akut respirationssvigt, COVID-19-patienter, patienter intuberet under overførsel til intensiv, lungekræftpatienter, patienter med kendt kronisk lungesygdom, patienter intuberet under den første ICU-undersøgelse, og dem, hvis intubationsårsag inden for de første 10 dage ikke var akut respirationssvigt.

Undersøgelsen blev godkendt af den etiske komité ved Kocaeli University Faculty of Medicine, Kocaeli, Tyrkiet. Studienummeret er KU GOKAEK-2024/07.45 (Projektnummer: 2024/216).

Billedkvantificering og kvantitative CT-målinger (qCT) Baseline-CT-scanninger af patienter indlagt på intensiv med lungebetændelse og akut respirationssvigt mellem 2017 og 2024 var planlagt til at blive hentet fra radiologiarkivet. Alle scanninger blev udført ved hjælp af en 16-slice multidetektor CT-scanner (Aquilion TSX-101A, Toshiba Medical Systems Corporation, Tokyo, Japan) med følgende scanningsparametre: 250 mAs, 120 kV, pitch 1, 16 × 1 mm kollimation, 1 mm rekonstruktionsinterval og 1 mm rekonstruktionsskivetykkelse. Scanninger af patienter i liggende stilling og ved fuld inspiration under billeddannelse var planlagt til at blive inkluderet i undersøgelsen. Lungeparenkym skulle analyseres med en vinduesbredde på 1.600 Hounsfield Units (HU) og et niveau på -500 HU.

Scanninger blev analyseret ved hjælp af Vitrea® Advanced Visualization-software (Canon Group, Minnetonka, MN) til billedkvantificering. Billeder, der automatisk havde detekteret hovedluftveje, blodkar, luftvejsforgreningspunkter, lunger og lapper, blev inkluderet i billedanalysen. Blodkar og luftveje op til de subsegmentale niveauer blev automatisk udelukket fra kvantificering. Denne proces var beregnet til at forhindre analyse af eventuelle anatomiske strukturer, der kunne føre til fejl i vurderingen af ​​lungeparenkymal tæthed.

Efter denne proces var MLA planlagt til automatisk at blive beregnet baseret på analyse af lungetæthedshistogrammer ved hjælp af digital billedbehandling. Ved at bruge en tæthedsmasketeknik, der fremhæver voxel inden for et specifikt tæthedsområde for at hjælpe med kvantificering, var det planlagt at opnå tre forskellige volumener baseret på volumen af ​​voxel i tre forskellige densitetsområder. Tærsklerne skulle automatisk indstilles til -1020 til -920 HU for volumen med lav densitet (LDV), -920 til -720 HU for volumen med medium densitet (MDV) og -720 til 0 HU for volumen med høj densitet (HDV) ). Total lungevolumen (TLV) skulle beregnes som ækvivalent med det totale volumen af ​​lungevoxels i området -1020 til 0 HU, dvs. summen af ​​LDV + MDV + HDV for hver patient.

Low Density Index (LDI%) var planlagt til at blive defineret som forholdet mellem lungevolumenet under lavdensitetstærsklen for lungetæthed og lungeparenkymalvolumenet indeholdende lungevoxel under den øvre tæthedstærskel. LDI% er 3D-ækvivalenten til 2D-relativt arealindeks (RA%), der anvendes i tidlige lungetæthedsundersøgelser. LD (Low Density) Index (%) skulle registreres som Low Volume / (Low Volume + Medium Volume).

Efter [Parr2009] og [Stoel2004] undersøgelser blev 15. percentilpunktet (Perc15) defineret som den afskæringsværdi, ved hvilken de 15 % af lungevoxels med den laveste tæthed er fordelt og skulle udtrykkes i Hounsfield Units (HU) . 15% point (HU) indekset konverteres til Percentile Density PD15% ved at tilføje 1000 (HU), idet det antages, at lufttætheden er 0 g/l, og luft CT-dæmpningen er -1000 HU. For eksempel svarer et 15. percentilpunktindeks på -883 HU til en percentildensitet PD15%, hvilket er (-883 + 1000) = 117 g/l. PD15 (g/l) var planlagt til at blive udtrykt i g/l ved at tilføje 1000(HU) til HU-værdien, ved hvilken voxels med en specifik procentdel (15%) i frekvensfordelingshistogrammet har en lavere tæthed.

Statistiske analyser var planlagt til at blive udført ved hjælp af IBM SPSS til Windows version 29.0 (IBM Corp., Armonk, NY, USA). Kolmogorov-Smirnov-testen var beregnet til at blive brugt til at vurdere normalitetsantagelsen. Kontinuerlige variabler var planlagt til at blive præsenteret som median og interkvartilområde (IQR) i tilfælde, hvor normalitetsantagelsen ikke var opfyldt. Kategoriske variabler skulle opsummeres som frekvenser og procenter. Sammenligninger mellem grupper var planlagt til at blive udført ved hjælp af Mann-Whitney U-testen. Relationerne mellem kategoriske variable var beregnet til at blive undersøgt ved hjælp af Chi-kvadrat-testen.