Elastrosonografía Pulmonar en el Diagnóstico y Estratificación de EPOC y Fibrosis (ELAS-P-1)

Introducción

La Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC) es una enfermedad respiratoria común caracterizada por una limitación irreversible del flujo de aire espiratorio con hiperinflación bronquial y atrapamiento de aire, lo que provoca una reducción de la distensibilidad pulmonar y torácica, caracterizada por una inflamación crónica con destrucción enfisematosa de los pulmones (GOLD Guidelines 2019; Singh P et al 2019; Bagdonas E et al 2015).

En la última década, la ultrasonografía pulmonar de cabecera (LUS) ha ganado rápidamente popularidad para el diagnóstico diferencial de enfermedades respiratorias, especialmente en el contexto agudo, por su precisión, repetibilidad, rapidez y versatilidad que la convierten en la herramienta de diagnóstico ideal en la medicina interna y entorno geriátrico (Ticinesi A et al 2019).

La EPOC no se asocia a ningún signo específico en LUS, por lo que, en un contexto de exacerbación aguda con insuficiencia respiratoria, sigue siendo un diagnóstico de exclusión (Lichtenstein D 2015). En cambio, las pruebas de función pulmonar (es decir, la espirometría) se consideran la prueba estándar de oro para la detección de la EPOC (GOLD Guidelines 2019).

Sin embargo, la espirometría adolece de algunos límites, siendo el principal su dependencia de la cooperación del sujeto, ya que durante la prueba es necesario realizar una maniobra forzada espiratoria correcta con estándares de aceptabilidad restringidos (American Thoracic Society 1991; American Toracic Society 1995). Como tal, no se puede realizar en pacientes con deterioro cognitivo y físico severo. Además, la espirometría está contraindicada en muchas condiciones que pueden verse agravadas por el esfuerzo (p. estado cardiovascular inestable, infarto de miocardio reciente, embolia pulmonar y otros) (American Association for Respiratory Care 1996). Por lo tanto, los métodos alternativos de identificación de la EPOC y la estratificación de su riesgo en la práctica clínica son muy deseables, pero no están disponibles hasta la fecha.

La enfermedad pulmonar intersticial (EPI) representa una amplia gama de patologías pulmonares caracterizadas por el depósito de tejido conjuntivo y la remodelación fibrosa de los pulmones, lo que provoca una pérdida grave y progresiva de la función respiratoria (Meyer KC 2017). La tomografía computarizada de alta resolución (TCAR) se considera actualmente el estándar de oro en el diagnóstico y seguimiento de las EPID, pero en su uso es necesario considerar la exposición a las radiaciones ionizantes (la dosis acumulada para cada examen se estima en torno a los 7 mSv, equivalente a dos años de exposición solar), lo que puede afectar la repetibilidad del examen, el alto costo y la falta de disponibilidad en muchos hospitales.

Además, debido a la afectación alveolar principal en la EPI, la LUS puede mostrar un número variable de líneas B, incluso si se trata de un artefacto inespecífico común a otras afecciones pulmonares patológicas (p. insuficiencia cardíaca con edema pulmonar y síndrome de dificultad respiratoria aguda) y un engrosamiento de la línea pleural mayor de 3 mm (Wohlgenannt S et al 2001).

Las bases fisiopatológicas de la EPOC y la EPI permiten suponer que el parénquima pulmonar de estos pacientes es más rígido que el normal, pero aún faltan herramientas sencillas para medir la rigidez del parénquima pulmonar in vivo en la práctica clínica.

La elastografía es una herramienta diagnóstica no invasiva, complementaria a la ultrasonografía, que evalúa en tiempo real el grado de elasticidad del parénquima, evaluando las propiedades mecánicas de los tejidos (Gennisson JL et al 2013). Actualmente, esta técnica es ampliamente utilizada para estudiar la fibrosis hepática y caracterizar nódulos sospechosos y lesiones de mama, tiroides, riñón y próstata (Gennisson JL et al 2013).

En la actualidad, solo un estudio (Zhang X et al 2019) ha considerado el papel de la elastografía de onda superficial en la medición de las propiedades elásticas del tejido pulmonar superficial en pacientes con EPI, pero no hay estudios sobre su aplicación en la EPOC con fines diagnósticos o para estratificar el riesgo de aparición de la enfermedad en fumadores.

El objetivo de este estudio es evaluar la aplicabilidad de la elastografía de deformación, integrada con LUS, en la evaluación del riesgo y el diagnóstico de la EPOC y la EPI.

Hipótesis del estudio

La principal hipótesis del estudio es que el uso de elastografía de tensión de ondas de superficie durante la realización de un examen de ultrasonido de tórax es capaz de diferenciar sujetos que padecen EPOC o EPI y sujetos que no tienen enfermedades respiratorias, documentando diferentes propiedades de rigidez de los pulmones. Otra hipótesis es que los pulmones de fumadores activos o ex fumadores con una larga exposición al humo presentan un patrón de rigidez diferente al de los pulmones de no fumadores sanos en los exámenes elastosonográficos. Finalmente, otra hipótesis es que el daño anatómico detectado por ecografía pulmonar se correlaciona significativamente con parámetros de pruebas de función pulmonar.

Objetivos

1. Comparar las propiedades de rigidez del parénquima pulmonar, medidas in vivo mediante ultrasonido pulmonar integrado con elastografía de tensión de onda superficial, en tres grupos diferentes de sujetos: un grupo con diagnóstico establecido de EPOC o fibrosis, un grupo sin enfermedades pulmonares crónicas pero con alto riesgo de EPOC en desarrollo (es decir, fumadores activos o exfumadores) y un grupo de no fumadores sanos.
2. Verificar las posibles correlaciones de las propiedades de rigidez del parénquima pulmonar, medidas por elastografía de tensión de onda superficial, con pruebas de función pulmonar.

Diseño del estudio

Estudio diagnóstico experimental unicéntrico, sin ánimo de lucro y sin fármacos.

Configuración

El estudio se realizará y completará en la Unidad de Medicina Interna y Cuidados Subagudos Críticos del Hospital Universitario de Parma, Italia. La unidad es una gran área de medicina interna (100 camas para pacientes hospitalizados) dedicada a la atención de pacientes mayores. También incluye un área de consultas externas donde se dispone de recursos de diagnóstico por ecografía y espirometría. Tanto los pacientes hospitalizados como los ambulatorios participarán en el estudio.

Población de estudio

Se inscribirán ciento treinta y ocho participantes (46 por grupo). El grupo EPOC/fibrosis debe tener registro anamnésico de enfermedad respiratoria crónica (EPOC o EPI), confirmado por hallazgos imagenológicos y/o espirométricos recientes. El grupo de "alto riesgo" debe estar compuesto por fumadores activos o exfumadores con una exposición significativa de no más de 5 años y alto riesgo de EPOC según las Guías GOLD 2019. El grupo "sano" no debe haber fumado nunca y no tener antecedentes de enfermedades respiratorias crónicas. Quedarán excluidos todos los sujetos con insuficiencia respiratoria aguda que no permita someterse a los procedimientos del estudio, deterioro cognitivo o demencia, discapacidad de movilidad grave, enfermedades neuromusculares graves, insuficiencia cardíaca grave, enfermedad renal o hepática grave, cáncer o incumplimiento de los procedimientos del estudio (criterios de exclusión). comunes a todos los grupos).

El tamaño de la muestra se fija en 138 participantes (46 por grupo) en base a un cálculo tentativo suponiendo la no inferioridad de la elastografía pulmonar frente a la espirometría (sensibilidad no inferior al 10%) en la detección de EPOC o EPI (alfa=0,05, precisión 5%). Sin embargo, no es posible un cálculo preciso del tamaño de la muestra debido a la ausencia total de datos clínicos sobre la relevancia diagnóstica de la elastografía en la EPOC.

Procedimientos de estudio

Los participantes se inscribirán como pacientes hospitalizados o ambulatorios, siempre que cumplan con todos los criterios de inclusión para el grupo respectivo y que no tengan ninguno de los criterios de exclusión. La inscripción de voluntarios también se apoyará mediante el uso de volantes y avisos públicos.

Después de obtener el consentimiento informado por escrito y el consentimiento para la gestión de datos personales (de acuerdo con el Reglamento RGPD 2016/679 de la Unión Europea), todos los participantes serán evaluados por un médico del personal que recopilará el historial personal y los datos clínicos básicos, si están disponibles. Los datos recopilados incluirán edad, presencia o ausencia de enfermedades respiratorias (especialmente EPOC e ILD), comorbilidades, tratamientos farmacológicos crónicos, pruebas de laboratorio más recientes, informes de exámenes de imágenes de tórax más recientes, informes de pruebas de función pulmonar más recientes. Se evaluará cuidadosamente el hábito tabáquico, con especial atención al momento del hábito y la cantidad de cigarrillos.

Luego se realizarán pruebas de función pulmonar siguiendo protocolos estándar y reconocidos internacionalmente (Asociación Estadounidense para el Cuidado Respiratorio 1996), utilizando un espirómetro Carefusion MSC Body. Se evaluarán especialmente el FEV1 y el índice de Tiffeneau (FEV1/FVC).

A continuación, la ecografía pulmonar será realizada por un médico de plantilla, mediante un ecógrafo Esaote Mylab Seven (Esaote, Génova, Italia), equipado con el módulo de elastografía de tensión ElaXto©. Todos los exámenes se realizarán con una sonda convexa de 3,5-5 mHz, con el participante sentado y el examinador detrás de él o ella.

En primer lugar, el médico realizará una ecografía pulmonar en modo B de rutina, explorando ambos pulmones para descartar otras enfermedades que puedan influir en la distensibilidad pulmonar y torácica y en la elasticidad del parénquima pulmonar. Luego, el médico activará el módulo de elastografía y realizará pequeñas compresiones en la sonda convexa con la muñeca, según el detector de ultrasonido, para obtener imágenes de elastografía adecuadas para el análisis de color. De hecho, las imágenes de elastografía están compuestas por una mezcla de colores rojo, verde y azul, cuya combinación es una expresión de la rigidez del parénquima examinado. El examinador realizará una exploración bilateral sistemática, comenzando desde las áreas pulmonares posteriores, dos espacios intercostales por encima del diafragma, y ​​adquiriendo dos imágenes para cada lado, una basal y una apical. El examinador luego se moverá a las regiones laterales del pulmón, a la base del triángulo de seguridad, adquiriendo otras dos imágenes, una basal y una apical, y finalmente a las regiones anteriores del pulmón, en el tercer espacio intercostal en la línea media clavicular en el lado derecho y en el segundo espacio intercostal en la línea media clavicular del lado izquierdo (para evitar el área cardíaca), adquiriendo otras dos imágenes, una basal y una apical, para un total de 12 escaneos por participante.

Las imágenes de elastografía se archivarán en un sistema de ultrasonido y posteriormente se analizarán en el procesamiento posterior en el software de ultrasonido específico ElaXto©. A través de este software, es posible medir cualitativamente el porcentaje de elasticidad y rigidez del tejido.

Para cada imagen, el porcentaje de rigidez, con un umbral de rigidez establecido en 20%, se medirá en tres áreas de interés, utilizando el trazado manual:

• El área total de parénquima pulmonar explorada (excluyendo el tejido subcutáneo y muscular ubicado por encima de la línea pleural);
• La mitad superficial del área explorada del parénquima pulmonar (hasta aproximadamente 3-4 cm por debajo de la línea pleural);
• La mitad profunda del área explorada del parénquima pulmonar (desde 3-4 cm de profundidad hasta el límite inferior de la imagen).

El uso de tres medidas de rigidez diferentes para cada imagen asegura resaltar la rigidez general del parénquima pulmonar explorado, así como las posibles diferencias regionales entre los planos pulmonar superficial y profundo. De hecho, se espera que la EPOC comprometa principalmente porciones más profundas del parénquima pulmonar, siendo básicamente una enfermedad de las vías respiratorias pequeñas, mientras que la EPI se espera que comprometa principalmente los planos superficiales del parénquima pulmonar (fibrosis subpleural). Para cada imagen se obtendrá un índice cualitativo de elasticidad y un índice cuantitativo de rigidez.

Todos los exámenes de los participantes se realizarán durante el mismo día.

análisis estadístico

Los datos se expresarán como mediana y rango intercuartílico o media más/menos desviación estándar, según la distribución de las variables. Los parámetros de elastografía se compararán entre los tres grupos de estudio mediante ANCOVA y prueba de Bonferroni. Las correlaciones entre los parámetros espirométricos y elastográficos se evaluarán mediante el índice de correlación de Pearson.

Cuestiones éticas

La espirometría y la elastosonografía son dos exploraciones seguras que no implican ningún riesgo específico para los participantes. Todos los procedimientos seguirán las Buenas Prácticas Clínicas y los principios de la Declaración de Helsinki. Los datos serán tratados de conformidad con la legislación vigente de la Unión Europea.