Analisi degli indici CT nei pazienti affetti da polmonite in terapia intensiva con insufficienza respiratoria acuta (TC: tomografia computerizzata, terapia intensiva: unità di terapia intensiva) (CT ICU)

L’insufficienza respiratoria acuta è una delle principali cause di ricovero in unità di terapia intensiva. Si verifica quando i polmoni non riescono a ossigenare adeguatamente il sangue arterioso e/o a prevenire la ritenzione di anidride carbonica. Sebbene la definizione non includa valori assoluti, la PaO2 arteriosa inferiore a 60 mmHg e la PaCO2 arteriosa superiore a 50 mmHg sono generalmente accettati come indicatori. Tuttavia, questi valori dovrebbero essere considerati nel contesto dei singoli pazienti. La polmonite è la causa più comune di insufficienza respiratoria acuta. La polmonite è spesso di origine infettiva. Altera la meccanica respiratoria, interrompendo la funzione di scambio gassoso del polmone, l'equilibrio ventilazione-perfusione e i valori spirometrici volumetrici.

La mortalità e la morbilità aumentano quando i pazienti affetti da polmonite necessitano di ventilazione meccanica invasiva. I recenti progressi tecnologici nelle misurazioni quantitative della TC consentono ai medici di valutare lo stato volumetrico dei polmoni senza eseguire test spirometrici. Le misurazioni volumetriche polmonari aiutano i medici nella diagnosi delle malattie polmonari, nella valutazione della gravità, nella pianificazione del trattamento e nella previsione della prognosi. Numerosi studi hanno mostrato correlazioni promettenti tra i dati TC quantitativi e le misurazioni fisiologiche nel monitoraggio di varie malattie polmonari, tra cui la malattia polmonare interstiziale, la malattia polmonare ostruttiva cronica, le malattie delle piccole vie aeree e la polmonite COVID-19.

Le scansioni TC vengono eseguite di routine su pazienti con insufficienza respiratoria acuta dovuta a polmonite al momento della presentazione iniziale. Sebbene l'imaging valuti principalmente il parenchima polmonare, sono necessari test aggiuntivi come la spirometria per valutare i cambiamenti volumetrici funzionali nei polmoni. Tuttavia, l’esecuzione di test spirometrici su pazienti critici è estremamente impegnativa e spesso poco pratica, sebbene teoricamente possibile.

Precedenti studi hanno dimostrato con successo le correlazioni tra misurazioni quantitative della TC e prognosi della malattia, in particolare nelle malattie polmonari croniche. Queste misurazioni sono state utilizzate anche in condizioni acute come COVID-19. Nei pazienti critici con insufficienza respiratoria acuta, ulteriori informazioni sui polmoni possono aiutare i medici nella previsione prognostica e consentire un intervento precoce.

Questo studio utilizza misurazioni quantitative CT (qCT) ottenute da istogrammi di attenuazione CT per esaminare la relazione tra questi parametri e la prognosi della malattia nei pazienti con polmonite con insufficienza respiratoria acuta sottoposti a ventilazione meccanica invasiva. Queste misurazioni includono l'attenuazione polmonare media (MLA) e misurazioni volumetriche basate su soglia [volume a bassa densità (LDV), volume a media densità (MDV), volume ad alta densità (HDV), il rapporto tra MDV e volume polmonare totale (MDV /TLV) e il rapporto tra HDV e volume polmonare totale (HDV/TLV)].

Metodo Selezione dei pazienti È stata pianificata una revisione retrospettiva di 88 pazienti con diagnosi di insufficienza respiratoria acuta dovuta a polmonite, ricoverati presso l'unità di terapia intensiva generale della Facoltà di Medicina dell'Università di Kocaeli tra il 2017 e il 2024. Dovevano essere inclusi nello studio i pazienti con insufficienza respiratoria acuta dovuta a polmonite, che erano stati sottoposti a TC al momento del ricovero e non erano stati intubati al momento del ricovero. Le scansioni TC eseguite per scopi diagnostici nel pronto soccorso o nel reparto ospedaliero sono state definite come TC di screening.

I criteri di esclusione sono stati pianificati per includere pazienti di età inferiore a 18 anni, quelli con eziologia non infettiva di insufficienza respiratoria acuta, pazienti con COVID-19, quelli intubati durante il trasferimento in terapia intensiva, pazienti con cancro ai polmoni, quelli con malattia polmonare cronica nota, pazienti intubati durante il primo esame in terapia intensiva e quelli la cui ragione di intubazione entro i primi 10 giorni non era un'insufficienza respiratoria acuta.

Lo studio è stato approvato dal Comitato Etico della Facoltà di Medicina dell'Università di Kocaeli, Kocaeli, Turchia. Il numero dello studio è KU GOKAEK-2024/07.45 (Numero del progetto: 2024/216).

Quantificazione delle immagini e misurazioni quantitative della TC (qCT) È stato pianificato il recupero dall'archivio radiologico delle scansioni TC di base dei pazienti ricoverati in terapia intensiva con polmonite e insufficienza respiratoria acuta tra il 2017 e il 2024. Tutte le scansioni sono state eseguite utilizzando uno scanner TC multi-rivelatore a 16 strati (Aquilion TSX-101A, Toshiba Medical Systems Corporation, Tokyo, Giappone) con i seguenti parametri di scansione: 250 mAs, 120 kV, passo 1, collimazione 16 × 1 mm, Intervallo di ricostruzione di 1 mm e spessore della fetta di ricostruzione di 1 mm. Nello studio era previsto l'inclusione di scansioni di pazienti in posizione supina e in piena inspirazione durante l'imaging. Il parenchima polmonare doveva essere analizzato con un'ampiezza della finestra di 1.600 unità Hounsfield (HU) e un livello di -500 HU.

Le scansioni sono state analizzate utilizzando il software Vitrea® Advanced Visualization (Canon Group, Minnetonka, MN) per la quantificazione delle immagini. Nell'analisi delle immagini sono state incluse le immagini che avevano rilevato automaticamente le vie aeree principali, i vasi sanguigni, i punti di diramazione delle vie aeree, i polmoni e i lobi. I vasi sanguigni e le vie aeree fino ai livelli subsegmentali sono stati automaticamente esclusi dalla quantificazione. Questo processo aveva lo scopo di prevenire l'analisi di eventuali strutture anatomiche che potrebbero portare ad errori nella valutazione della densità del parenchima polmonare.

A seguito di questo processo, è stato pianificato il calcolo automatico dell'MLA in base all'analisi degli istogrammi della densità polmonare utilizzando l'elaborazione delle immagini digitali. Utilizzando una tecnica di maschera di densità che evidenzia i voxel all'interno di uno specifico intervallo di densità per facilitare la quantificazione, è stato pianificato di ottenere tre diversi volumi in base al volume dei voxel in tre diversi intervalli di densità. Le soglie dovevano essere impostate automaticamente da -1020 a -920 HU per il volume a bassa densità (LDV), da -920 a -720 HU per il volume a media densità (MDV) e da -720 a 0 HU per il volume ad alta densità (HDV). ). Il volume polmonare totale (TLV) doveva essere calcolato come equivalente al volume totale dei voxel polmonari nell'intervallo da -1020 a 0 HU, cioè la somma di LDV + MDV + HDV per ciascun paziente.

Si prevedeva che l'indice di bassa densità (LDI%) fosse definito come il rapporto tra il volume polmonare al di sotto della soglia di bassa densità per la densità polmonare e il volume del parenchima polmonare contenente voxel polmonari al di sotto della soglia di densità superiore. LDI% è l'equivalente 3D dell'indice di area relativa (RA%) 2D utilizzato nei primi studi sulla densità polmonare. L'indice LD (bassa densità) (%) doveva essere registrato come volume basso / (volume basso + volume medio).

A seguito degli studi [Parr2009] e [Stoel2004], il punto del 15° percentile (Perc15) è stato definito come il valore cut-off al quale è distribuito il 15% dei voxel polmonari con la densità più bassa e doveva essere espresso in Unità Hounsfield (HU) . L'indice del punto 15% (HU) viene convertito in densità percentile PD15% aggiungendo 1000 (HU), presupponendo che la densità dell'aria sia 0 g/l e l'attenuazione CT dell'aria sia -1000 HU. Ad esempio, un indice puntuale del 15° percentile di -883 HU corrisponde a una densità percentile PD15%, che è (-883 + 1000) = 117 g/l. Si prevede che la PD15 (g/l) venga espressa in g/l aggiungendo 1000(HU) al valore HU al quale i voxel con una percentuale specifica (15%) nell'istogramma della distribuzione di frequenza hanno una densità inferiore.

È stato pianificato di condurre analisi statistiche utilizzando IBM SPSS per Windows versione 29.0 (IBM Corp., Armonk, NY, USA). Il test di Kolmogorov-Smirnov doveva essere utilizzato per valutare il presupposto di normalità. È stato pianificato che le variabili continue fossero presentate come mediana e intervallo interquartile (IQR) nei casi in cui il presupposto di normalità non era soddisfatto. Le variabili categoriali dovevano essere riassunte come frequenze e percentuali. È stato pianificato di eseguire i confronti tra gruppi utilizzando il test U di Mann-Whitney. Le relazioni tra le variabili categoriali dovevano essere esaminate utilizzando il test del Chi-quadrato.