4DCT ohne Kontrastmittel zur Erkennung pulmonaler thromboembolischer Ereignisse

Der Standardtest zur Diagnose von PE ist das Lungen-Computertomographie-Angiogramm (CTA). Dies kann bei einigen Patienten aufgrund der Menge der Strahlenexposition sowie der Komplikationen im Zusammenhang mit der Notwendigkeit der Verwendung von intravenösem (IV) Kontrastmittel unerschwinglich sein. CTA kann akute LE mit einer Sensitivität von 99 Prozent und einer Spezifität von 95 Prozent in Kombination mit CT-Venographie erkennen. Bei Patienten, die medizinisch nicht für eine CTA in Frage kommen, ist die andere Diagnoseoption ein Ventilations-Perfusions-(V/Q)-Single-Photon-Emissions-Computertomographie-(SPECT)-Scan. Dies ist jedoch aufgrund des Transports zur nuklearmedizinischen Abteilung, verlängerter Testzeit, kein Test außerhalb der Geschäftszeiten usw. oft unerschwinglich. In dieser Studie untersuchen die Ermittler eine alternative Methode zur Diagnose von Lungenembolien in der Notaufnahme, bei der die Ermittler Beatmungs- und Perfusionsbilder durch atemgesteuerte Nicht-Kontrast-CT (allgemein als 4DCT bezeichnet) betrachten.

Makroaggregiertes Technetium-99m-Albumin (99mTc-MAA), das mit der Single-Photon-Emissions-Computertomographie (SPECT) abgebildet wird, gilt als Standardmethode zur quantitativen Bestimmung der Lungenperfusion. Magnetresonanztomographie (MRI) mit Kontrastmitteln wurde experimentell verwendet, um das Lungengefäßsystem und die Gewebedurchblutung abzubilden. Die Quantifizierung von SPECT-Bildern erfordert eine Korrektur der erfassten Daten zur Schwächung und Schwächungskorrektur, was zur Entwicklung von SPECT/CT-Scannern geführt hat. Die Niedrigdosis-CT kann verwendet werden, um die Atemwegsarchitektur der Lunge, das Lungenparenchym und den Pleuraraum in Verbindung mit den registrierten Perfusionsbildern zu beurteilen, die in Sensitivität und Spezifität mit der CTA konkurrieren.

In einer Studie, die die CT-Dämpfung mit SPECT-Perfusionsdefekten vergleicht, wurde festgestellt, dass Patienten in 57 Prozent der Fälle von akuten Lungenembolien und in 88 Prozent der Fälle von chronischen Embolien hypo-attenuierte Lungenregionen hatten, die Regionen mit verminderter Perfusion entsprachen. In derselben Studie wurde festgestellt, dass hyperabgeschwächte Regionen Regionen mit Hyperperfusion entsprechen. Es wurde über ein Verfahren zur Messung der Lungenperfusion basierend auf digitaler Subtraktionsdurchleuchtung ohne Kontrastmittel berichtet. In dieser Studie wurden Subtraktionsbilder zwischen Brustprojektionsbildern bei Systole und Diastole erzeugt, wodurch ein Bild erzeugt wurde, das die Perfusionsdifferenz darstellt. Diese Perfusionsprojektionsbilder wurden mit der 99mTc-MAA-Szintigraphie korreliert. Daher sind Änderungen in der Menge und Verteilung der Lungenperfusion während des Atemzyklus zu erwarten, und diese Änderungen können im dynamischen CT sichtbar sein.

Simon beschrieb eine Technik zur Berechnung der Änderung des Luftanteils im Lungengewebe zwischen anatomisch übereinstimmenden CT-Regionen auf der Grundlage eines einfachen Modells, das davon ausgeht, dass die Dichteänderungen ausschließlich auf den Luftgehalt zurückzuführen sind. Die Forscher wendeten dieses Modell erfolgreich auf CT-Bildpaare mit angehaltenem Atem beim Ein- und Ausatmen sowie 4DCT-Bilder an, um Beatmungsbilder zu erstellen. Die Blutmenge im Brustkorb und in den Lungen variiert jedoch mit dem Atmungszyklus, wodurch die Annahme dieses Modells verletzt wird. Die Forscher fanden eine zyklische Schwankung des scheinbaren Gewichts der Lunge bei 4DCT und andere berichteten über atembedingte Schwankungen der Lungenperfusion bei der MRT. Die bei 4DCT gefundenen Lungendichteänderungen resultieren somit sowohl aus Änderungen des Luft- als auch des Blutgehalts.

4DCT-abgeleitete Beatmungsbilder können auch unabhängig von den 4DCT-Dichtewerten aus den Atembewegungs-induzierten lokalen Gewebevolumenänderungen abgeleitet werden. Die Jacobi-Determinante des Deformationsfeldes, berechnet aus dem Ergebnis von Bildern, die verschiedene Atmungsphasen der Lunge darstellen, wird verwendet, um die lokalen Volumenänderungen oder Ventilation abzuschätzen. Es gibt eine Diskrepanz zwischen den dichtebasierten und den Jacobi-basierten Beatmungsbildern, was auf eine Methode hindeutet, um respiratorisch induzierte Blutmassenänderungen aus 4DCT-Bildern zu extrahieren. Die Forscher gehen davon aus, dass die respiratorisch induzierte Blutmassenänderung (RIBMC) nur in perfundierten Lungenregionen auftritt. Jeder Bildsatz enthält Informationen, die die Dichteänderung darstellen, die sich sowohl aus der Beatmung als auch aus dem RIBMC ergibt. Unser Ziel ist es, aus den 4DCT-Bildintensitäten, die als Hounsfield-Einheiten (HU) bezeichnet werden, sowohl ventilations- als auch perfusionsähnliche Bilder zu extrahieren.

Die Forscher fanden eine zyklische Variation in der scheinbaren Masse des Lungenparenchyms. Die Forscher nehmen an, dass diese Schwankung auf Änderungen der Lungendurchblutung aufgrund einer respiratorisch induzierten Schwankung des Herzzeitvolumens zurückzuführen ist. Die Forscher gehen davon aus, dass diese respiratorisch induzierte Blutmassenänderung (RIBMC) die Identifizierung von hypoperfundierten Lungenregionen ermöglichen wird. Die Forscher führten eine Vorstudie durch, indem sie 4DCT-RIBMC-Bilder von Fällen mit hypoxieinduzierter Vasokonstriktion, Patienten mit bösartiger Atemwegsverengung, erstellten. Die resultierenden Bilder lassen sich gut mit 99mTc-MAA-SPECT-Bildern vergleichen. Es ist jedoch nicht bekannt, ob dieser Prozess funktioniert, um Perfusionsdefekte aufgrund von PE zu erkennen, bei denen die Perfusion behindert und die Atmung normal ist.

In dieser Studie werden Patienten mit neuen segmentalen, lobären oder größeren Perfusionsdefekten mit 99mTc-MAA SPECT/CT und 4DCT abgebildet, um die Perfusion mit RIBMC-Defekten zu vergleichen. Dies ist eine prospektive Bildgebungsstudie mit 20 Probanden, bei denen CTA diagnostiziert wurde.

Voraussichtlich 15 Probanden werden in Kohorte 1 aufgenommen und erhalten jeweils am selben Tag 99mTc-MAA SPECT/CT und zwei (2) 4DCT-Bildgebungsscans (Rücken an Rücken). Diese Daten werden für die Ziele 1, 4 und 5 analysiert.

Voraussichtlich 5 Probanden werden in Kohorte 2 aufgenommen und erhalten am selben Tag auch 99mTc-MAA SPECT/CT und zwei (2) 4DCT-Bildgebungsscans (Rücken an Rücken), wobei der erste bei normaler Atmung erhalten wird wie zuvor durchgeführt und die zweite wird mit Überdruckatmung über BiPAP erhalten. Die Ergebnisse von Kohorte 2 werden nur für Ziel 6 analysiert. Bilder der respiratorisch induzierten Blutmassenänderung (RIBMC) werden aus den 4DCT-Bildern abgeleitet und quantitativ mit den SPECT-Perfusionsbildern verglichen.

Kohorte 3. Das Ziel dieser Kohorte der Studie ist es, die Bilddaten zu sammeln und zu verarbeiten, die zur Beurteilung der Sensitivität und Spezifität unserer 4DCT erforderlich sind. Wir werden eine prospektive Bildgebungsstudie mit voraussichtlich 124 Patienten durchführen, die sich mit Symptomen vorstellen, die zu einem klinischen Verdacht auf Lungenembolie führen, und die sich anschließend einer Thorax-CTA zur weiteren Untersuchung unterziehen. Eine 4DCT vor oder nach dem CTA ist die einzige Studienbildgebung in dieser Kohorte. Daten aus dieser Kohorte werden für die Ziele 2 und 3 analysiert.

Die Probanden werden für einen Zeitraum von 48 Stunden nach der Bildgebung auf Nebenwirkungen des 99mTc-MAA beobachtet.

Die Common Terminology Criteria for Adverse Events Version 4.0 (CTCAE v4.0) wird verwendet, um alle behandlungsbedingten unerwünschten Ereignisse einzustufen. Alle unerwünschten Ereignisse (AE) werden dem Hauptprüfarzt gemeldet, der die Vorgehensweise für den Studienteilnehmer bestimmt und bestimmt, ob das AE die Studie beeinflusst und Änderungen am Protokoll und/oder der Einverständniserklärung erfordert.