急性呼吸不全を伴う ICU 肺炎患者における CT 指標分析 (CT:コンピューター断層撮影、ICU:集中治療室) (CT ICU)

急性呼吸不全は、集中治療室への入院の主な原因です。 これは、肺が動脈血に十分な酸素を供給できない場合、および/または二酸化炭素の貯留を防止できない場合に発生します。 定義には絶対値は含まれていませんが、60 mmHg 未満の動脈血 PaO2 と 50 mmHg を超える動脈血 PaCO2 が一般に指標として受け入れられています。 ただし、これらの値は個々の患者の状況で考慮する必要があります。 肺炎は急性呼吸不全の最も一般的な原因です。 肺炎は多くの場合、感染性が原因です。 それは呼吸力学を変化させ、肺のガス交換機能、換気と灌流のバランス、および肺活量測定値を破壊します。

肺炎患者が侵襲的人工呼吸器を必要とする場合、死亡率と罹患率が増加します。 定量的 CT 測定における最近の技術の進歩により、臨床医は肺活量検査を実施せずに肺の容積状態を評価できるようになりました。 肺容積測定は、臨床医による肺疾患の診断、重症度の評価、治療計画、予後の予測に役立ちます。 間質性肺疾患、慢性閉塞性肺疾患、小気道疾患、新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) 肺炎などのさまざまな肺疾患のモニタリングにおいて、定量的 CT データと生理学的測定値の間に有望な相関関係があることが、数多くの研究で示されています。

CT スキャンは、肺炎による急性呼吸不全の患者に対して、初診時に定期的に行われます。 画像検査では主に肺実質を評価しますが、肺の機能的容積変化を評価するには肺活量測定などの追加検査が必要です。 ただし、理論的には可能ですが、重症患者に対して肺活量測定検査を実行することは非常に困難であり、多くの場合非現実的です。

これまでの研究では、特に慢性肺疾患における定量的 CT 測定と疾患の予後との相関関係を実証することに成功しました。 これらの測定値は、新型コロナウイルス感染症などの急性疾患にも活用されています。 急性呼吸不全を伴う重症患者の場合、追加の肺情報は臨床医の予後予測に役立ち、早期介入が可能になります。

この研究では、CT減衰ヒストグラムから得られた定量的CT（qCT）測定を利用して、侵襲的人工呼吸器を使用している急性呼吸不全を伴う肺炎患者におけるこれらのパラメータと疾患予後との関係を調べます。 これらの測定値には、平均肺減衰 (MLA) および閾値ベースの容積測定値 [低密度容積 (LDV)、中密度容積 (MDV)、高密度容積 (HDV)、総肺容積に対する MDV の比率 (MDV)] が含まれます。 /TLV)、および総肺容積に対する HDV の比率 (HDV/TLV)]。

方法 患者の選択 2017 年から 2024 年の間にコジャエリ大学医学部の一般集中治療室に入院し、肺炎による急性呼吸不全と診断された 88 人の患者の遡及的レビューが計画されました。 肺炎による急性呼吸不全を患い、入院時にCT画像検査を受け、入院時に挿管されていなかった患者が研究に含まれることになっていた。 救急科や病棟で診断目的で実施される CT スキャンをスクリーニング CT と定義しました。

除外基準には、18歳未満の患者、急性呼吸不全の非感染性病因を持つ患者、新型コロナウイルス感染症患者、集中治療室への搬送中に挿管された患者、肺がん患者、既知の慢性肺疾患のある患者、挿管された患者が含まれる予定だった。最初の ICU 検査中、および最初の 10 日以内の挿管理由が急性呼吸不全ではなかった患者。

この研究は、トルコのコジャエリにあるコジャエリ大学医学部の倫理委員会によって承認された。 研究番号はKU GOKAEK-2024/07.45です (プロジェクト番号: 2024/216)。

画像の定量化と定量的 CT (qCT) 測定 2017 年から 2024 年の間に肺炎と急性呼吸不全で集中治療室に入院した患者のベースライン CT スキャンが放射線医学アーカイブから検索される予定でした。 すべてのスキャンは、16 スライス マルチ検出器 CT スキャナー (Aquilion TSX-101A、東芝メディカル システムズ株式会社、東京、日本) を使用して次のスキャン パラメーターで実行されました: 250 mAs、120 kV、ピッチ 1、16 × 1 mm コリメーション、再構成間隔は 1 mm、再構成スライス厚は 1 mm。 イメージング中に仰臥位および完全吸気状態にある患者のスキャンが研究に含まれることが計画されました。 肺実質は、ウィンドウ幅 1,600 ハウンズフィールド単位 (HU) およびレベル -500 HU で分析されることになっていました。

画像定量化のために、Vitrea® Advanced Visualization ソフトウェア (Canon Group、ミネトンカ、ミネソタ州) を使用してスキャンを分析しました。 主な気道、血管、気道の分岐点、肺、肺葉を自動的に検出した画像が画像解析に含まれました。 サブセグメントレベルまでの血管および気道は、定量化から自動的に除外されました。 このプロセスは、肺実質密度の評価においてエラーを引き起こす可能性のある解剖学的構造の分析を防ぐことを目的としていました。

このプロセスに続いて、デジタル画像処理を使用した肺密度ヒストグラムの分析に基づいて、MLA が自動的に計算されることが計画されました。 定量化を支援するために特定の密度範囲内のボクセルを強調表示する密度マスク技術を使用して、3 つの異なる密度範囲のボクセルの体積に基づいて 3 つの異なる体積を取得することが計画されました。 しきい値は、低密度ボリューム (LDV) の場合は -1020 ～ -920 HU、中密度ボリューム (MDV) の場合は -920 ～ -720 HU、高密度ボリューム (HDV) の場合は -720 ～ 0 HU に自動的に設定されます。 ）。 総肺容積 (TLV) は、-1020 から 0 HU の範囲の肺ボクセルの総容積、つまり各患者の LDV + MDV + HDV の合計に相当するものとして計算されます。

低密度指数 (LDI%) は、肺密度の低密度閾値を下回る肺容積と、上限密度閾値を下回る肺ボクセルを含む肺実質容積との比として定義されることが計画されました。 LDI% は、初期の肺密度研究で使用される 2D 相対面積指数 (RA%) の 3D 相当値です。 LD (低密度) 指数 (%) は、低容量 / (低容量 + 中容量) として記録されます。

[Parr2009] および [Stoel2004] の研究に従って、15 パーセンタイル点 (Perc15) は、最低密度の肺ボクセルの 15% が分布するカットオフ値として定義され、ハウンズフィールド単位 (HU) で表現されることになりました。 。 15% ポイント (HU) 指数は、空気密度が 0 g/l、空気 CT 減衰が -1000 HU であると仮定して、1000 (HU) を加算することでパーセンタイル密度 PD15% に変換されます。 たとえば、15 パーセンタイル ポイント インデックスの -883 HU は、パーセンタイル密度 PD15% に対応し、(-883 + 1000) = 117 g/l となります。 PD15 (g/l) は、度数分布ヒストグラムにおいて特定の割合 (15%) のボクセルの密度が低くなる HU 値に 1000(HU) を加算して g/l で表すことを計画しました。

統計分析は、IBM SPSS for Windows バージョン 29.0 (IBM Corp.、米国ニューヨーク州アーモンク) を使用して実行される予定でした。 コルモゴロフ-スミルノフ検定は、正規性の仮定を評価するために使用することを目的としていました。 連続変数は、正規性の仮定が満たされない場合、中央値および四分位範囲 (IQR) として表示されるように計画されました。 カテゴリ変数は頻度とパーセンテージとして要約されます。 グループ間の比較は、マンホイットニー U 検定を使用して実行される予定でした。 カテゴリ変数間の関係は、カイ二乗検定を使用して調べることを目的としていました。