4DCT senza contrasto per rilevare eventi tromboembolici polmonari

Il test standard per diagnosticare l'EP è l'angiogramma con tomografia computerizzata polmonare (CTA). Questo può essere proibitivo con alcuni pazienti a causa della quantità di esposizione alle radiazioni e delle complicazioni associate alla necessità di utilizzare il contrasto per via endovenosa (IV). La CTA può rilevare l'EP acuta con una sensibilità del 99% e una specificità del 95% se combinata con la venografia TC. Nei pazienti non idonei dal punto di vista medico per CTA, l'altra opzione per la diagnosi è una scansione di tomografia computerizzata a emissione di fotone singolo (SPECT) con ventilazione-perfusione (V/Q). Anche se questo è spesso proibitivo a causa del trasporto al reparto di Medicina Nucleare, del tempo prolungato del test, dell'assenza di test durante le ore di riposo, ecc. In questo studio gli investigatori stanno esaminando un metodo alternativo per diagnosticare l'EP nel dipartimento di emergenza in cui gli investigatori guardano le immagini di ventilazione e perfusione attraverso la TC senza contrasto con gated respiratorio (comunemente chiamato 4DCT).

Il tecnezio-99 m di albumina macroaggregata (99mTc-MAA) ripreso con la tomografia computerizzata a emissione di fotone singolo (SPECT) è considerato il metodo standard per la determinazione quantitativa della perfusione polmonare. La risonanza magnetica (MRI) con agenti di contrasto è stata utilizzata sperimentalmente per visualizzare la vascolarizzazione polmonare e la perfusione tissutale. La quantificazione delle immagini SPECT richiede la correzione dei dati acquisiti per l'attenuazione e la correzione dell'attenuazione, che ha portato allo sviluppo di scanner SPECT/CT. La TC a basso dosaggio può essere utilizzata per valutare l'architettura delle vie aeree polmonari, il parenchima polmonare e lo spazio pleurico insieme alle immagini di perfusione registrate che rivaleggiano con la CTA in sensibilità e specificità.

In uno studio che ha confrontato l'attenuazione CT con i difetti di perfusione SPECT, è stato riscontrato che i pazienti avevano regioni polmonari ipo-attenuate corrispondenti a regioni con ridotta perfusione nel 57% dei casi di embolia polmonare acuta e nell'88% dei casi di embolia cronica. Nello stesso studio, le regioni iper-attenuate sono risultate corrispondere a regioni con iperperfusione. È stato riportato un metodo per misurare la perfusione polmonare basato sulla fluoroscopia digitale a sottrazione senza mezzo di contrasto. In quello studio, sono state generate immagini di sottrazione tra immagini di proiezione del torace in sistole e diastole generando un'immagine che rappresenta la differenza di perfusione. Queste immagini di proiezione della perfusione erano correlate alla scintigrafia con 99mTc-MAA. Pertanto, ci si possono aspettare cambiamenti nella quantità e nella distribuzione della perfusione polmonare durante il ciclo respiratorio e questi cambiamenti possono essere evidenti alla TC dinamica.

Simon ha descritto una tecnica per calcolare la variazione del contenuto frazionario di aria all'interno del tessuto polmonare tra regioni CT anatomicamente abbinate sulla base di un semplice modello che presuppone che i cambiamenti di densità fossero dovuti esclusivamente al contenuto di aria. Gli investigatori hanno applicato con successo quel modello per inspirare ed espirare coppie di immagini CT in apnea e immagini 4DCT per creare immagini di ventilazione. Tuttavia, la quantità di sangue nel torace e nei polmoni varia con il ciclo respiratorio, violando così il presupposto di questo modello. I ricercatori hanno trovato una variazione ciclica del peso apparente del polmone su 4DCT e altri hanno riportato variazioni indotte dalla respirazione nella perfusione polmonare del polmone su MRI. I cambiamenti di densità polmonare rilevati su 4DCT derivano quindi sia da cambiamenti nel contenuto di aria che di sangue.

Le immagini di ventilazione derivate da 4DCT possono anche essere dedotte dalle variazioni del volume del tessuto locale indotte dal movimento respiratorio indipendentemente dai valori di densità 4DCT. Il determinante Jacobiano del campo di deformazione, calcolato dal risultato di immagini raffiguranti diverse fasi respiratorie dei polmoni, viene utilizzato per stimare le variazioni di volume locale o ventilazione. C'è una discrepanza tra le immagini di ventilazione basate sulla densità e quelle Jacobiane, suggerendo un metodo per estrarre la variazione della massa sanguigna indotta dalla respirazione dalle immagini 4DCT. I ricercatori ipotizzano che la massa ematica indotta dalla respirazione modificata (RIBMC) si verificherà solo all'interno delle regioni polmonari perfuse. Ogni set di immagini conterrà informazioni che rappresentano il cambiamento di densità risultante sia dalla ventilazione che dal RIBMC. L'estrazione dell'immagine simile alla ventilazione e alla perfusione dalle intensità dell'immagine 4DCT, denominate unità di Hounsfield (HU), è il nostro obiettivo.

I ricercatori hanno trovato una variazione ciclica nella massa apparente del parenchima polmonare. I ricercatori ipotizzano che questa variazione sia dovuta a cambiamenti nella perfusione polmonare dovuti alla variazione indotta dalla respirazione nella gittata cardiaca. I ricercatori ipotizzano che questo cambiamento di massa sanguigna indotto dalla respirazione (RIBMC) consentirà l'identificazione delle regioni polmonari ipoperfuse. I ricercatori hanno condotto uno studio preliminare creando immagini 4DCT RIBMC da casi con vasocostrizione indotta da ipossia, pazienti con costrizione maligna delle vie aeree. Le immagini risultanti si confrontano bene con le immagini SPECT 99mTc-MAA. Non è noto, tuttavia, se questo processo funzioni per rilevare difetti di perfusione dovuti a EP in cui la perfusione è ostruita e la respirazione è normale.

In questo studio i pazienti che presentano nuovi difetti di perfusione segmentale, lobare o maggiore saranno sottoposti a imaging con 99mTc-MAA SPECT/CT e 4DCT per confrontare la perfusione con i difetti RIBMC. Questo è uno studio prospettico di imaging su 20 soggetti con diagnosi di CTA.

Un previsto 15 soggetti saranno arruolati nella Coorte 1 e ciascuno riceverà 99mTc-MAA SPECT/CT e due (2) scansioni di imaging 4DCT (back-to-back) lo stesso giorno. Questi dati saranno analizzati per gli obiettivi 1, 4 e 5.

Un previsto 5 soggetti saranno arruolati nella Coorte 2 e riceveranno anche 99mTc-MAA SPECT/CT e due (2) scansioni di imaging 4DCT (back-to-back) lo stesso giorno, con la prima ottenuta con respirazione normale come fatto in precedenza e il secondo ottenuto con la respirazione a pressione positiva tramite BiPAP. I risultati della coorte 2 saranno analizzati solo per l'obiettivo 6. Le immagini RIBMC (Respiratory Induced Blood Mass Change) saranno derivate dalle immagini 4DCT e confrontate quantitativamente con le immagini di perfusione SPECT.

Coorte 3. L'obiettivo di questa coorte dello studio è raccogliere ed elaborare i dati di immagine necessari per valutare la sensibilità e la specificità del nostro 4DCT. Condurremo uno studio di imaging prospettico su 124 pazienti previsti che presentano sintomi che portano a una preoccupazione clinica per EP e che successivamente verranno sottoposti a TC del torace per un'ulteriore valutazione. Un 4DCT prima o dopo il CTA è l'unico studio di imaging in questa coorte. I dati di questa coorte saranno analizzati per gli obiettivi 2 e 3.

I soggetti saranno seguiti per un periodo di 48 ore dopo l'imaging per eventuali effetti avversi al 99mTc-MAA.

I Common Terminology Criteria for Adverse Events versione 4.0 (CTCAE v4.0) saranno utilizzati per classificare tutti gli eventi avversi correlati al trattamento. Tutti gli effetti degli eventi avversi (AE) verranno segnalati al ricercatore principale, che determinerà la linea di condotta per il partecipante allo studio e determinerà se l'AE influisce sullo studio e richiede modifiche al protocollo e/o al modulo di consenso informato.