4DCT zonder contrast om pulmonale trombo-embolische gebeurtenissen te detecteren

De standaardtest om PE te diagnosticeren is het Pulmonary Computed Tomography Angiogram (CTA). Dit kan bij sommige patiënten een belemmering vormen vanwege de hoeveelheid blootstelling aan straling en de complicaties die gepaard gaan met de noodzaak om intraveneus (IV) contrastmiddel te gebruiken. CTA kan acute PE detecteren met een gevoeligheid van 99 procent en een specificiteit van 95 procent in combinatie met CT-venografie. Bij patiënten die medisch niet in aanmerking komen voor CTA, is de andere optie voor diagnose een ventilatie-perfusie (V/Q) single photon emissie computertomografie (SPECT) scan. Hoewel dit vaak onbetaalbaar is vanwege vervoer naar de afdeling Nucleaire Geneeskunde, lange testtijd, geen test buiten kantooruren, enz. In deze studie kijken de onderzoekers naar een alternatieve methode voor het diagnosticeren van PE's op de afdeling spoedeisende hulp, waar de onderzoekers kijken naar ventilatie- en perfusiebeelden door middel van respiratoire gated non-contrast CT (gewoonlijk 4DCT genoemd).

Technetium-99 m macro-geaggregeerd albumine (99mTc-MAA) afgebeeld met enkelvoudige fotonenemissie computertomografie (SPECT) wordt beschouwd als de standaardmethode voor de kwantitatieve bepaling van pulmonale perfusie. Magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) met contrastmiddelen is experimenteel gebruikt om de pulmonale vasculatuur en weefselperfusie in beeld te brengen. Kwantificering van SPECT-beelden vereist correctie van de verkregen gegevens voor verzwakking en verzwakkingscorrectie, wat heeft geleid tot de ontwikkeling van SPECT/CT-scanners. De lage dosis CT kan worden gebruikt om de architectuur van de longluchtweg, het longparenchym en de pleurale ruimte te evalueren in combinatie met de geregistreerde perfusiebeelden die qua gevoeligheid en specificiteit wedijveren met CTA.

In een studie waarin CT-verzwakking werd vergeleken met SPECT-perfusiedefecten, bleken patiënten hypo-verzwakte longgebieden te hebben die overeenkomen met gebieden met verminderde perfusie in 57 procent van de acute longembolie en 88 procent van de gevallen van chronische embolie. In dezelfde studie bleken hyperverzwakte regio's overeen te komen met regio's met hyperperfusie. Er is melding gemaakt van een methode om pulmonale perfusie te meten op basis van digitale fluoroscopie zonder contrast. In dat onderzoek werden subtractiebeelden gegenereerd tussen borstprojectiebeelden bij systole en diastole, waardoor een beeld werd gegenereerd dat het perfusieverschil weergeeft. Deze perfusieprojectiebeelden waren gecorreleerd met 99mTc-MAA-scintigrafie. Veranderingen in de hoeveelheid en verdeling van pulmonaire perfusie gedurende de ademhalingscyclus kunnen dus worden verwacht en deze veranderingen kunnen zichtbaar zijn op dynamische CT.

Simon beschreef een techniek om de verandering in fractioneel luchtgehalte in longweefsel tussen anatomisch overeenkomende CT-gebieden te berekenen op basis van een eenvoudig model dat ervan uitgaat dat de dichtheidsveranderingen uitsluitend te wijten waren aan luchtgehalte. De onderzoekers hebben dat model met succes toegepast om CT-beeldparen met inademing en uitademing in te ademen, evenals 4DCT-beelden om ventilatiebeelden te maken. De hoeveelheid bloed in de thorax en longen varieert echter met de ademhalingscyclus, waardoor de aanname van dit model wordt geschonden. De onderzoekers vonden een cyclische variatie in het schijnbare gewicht van de long op 4DCT en anderen hebben ademhalingsgeïnduceerde variaties in pulmonale perfusie van de long op MRI gemeld. De veranderingen in de pulmonale dichtheid die op 4DCT worden gevonden, zijn dus het gevolg van zowel veranderingen in lucht- als bloedinhoud.

4DCT-afgeleide ventilatiebeelden kunnen ook worden afgeleid uit de door ademhalingsbeweging geïnduceerde lokale weefselvolumeveranderingen, onafhankelijk van de 4DCT-densiteitswaarden. De Jacobiaanse determinant van het vervormingsveld, berekend op basis van het resultaat van afbeeldingen die verschillende ademhalingsfasen van de longen weergeven, wordt gebruikt om de lokale volumeveranderingen of ventilatie te schatten. Er is een discrepantie tussen de op dichtheid gebaseerde en de Jacobiaanse ventilatiebeelden, wat een methode suggereert om door de ademhaling veroorzaakte bloedmassaverandering uit 4DCT-beelden te extraheren. De onderzoekers veronderstellen dat de respiratoire geïnduceerde bloedmassaverandering (RIBMC) alleen zal optreden in geperfundeerde longgebieden. Elke afbeeldingsset bevat informatie die de dichtheidsverandering vertegenwoordigt die het gevolg is van zowel ventilatie als RIBMC. Het is ons doel om zowel ventilatie- als perfusie-achtige beelden te extraheren uit de 4DCT-beeldintensiteiten, ook wel Hounsfield Units (HU) genoemd.

De onderzoekers vonden een cyclische variatie in de schijnbare massa van het longparenchym. De onderzoekers veronderstellen dat deze variatie het gevolg is van veranderingen in pulmonaire perfusie door door de ademhaling geïnduceerde variatie in hartminuutvolume. De onderzoekers veronderstellen dat deze respiratoire geïnduceerde bloedmassaverandering (RIBMC) de identificatie van gehyperfuseerde longgebieden mogelijk zal maken. De onderzoekers voerden een voorstudie uit door 4DCT RIBMC-beelden te maken van patiënten met hypoxie-geïnduceerde vasoconstrictie, patiënten met kwaadaardige luchtwegvernauwing. De resulterende beelden zijn goed te vergelijken met 99mTc-MAA SPECT-beelden. Het is echter niet bekend of dit proces werkt om perfusiedefecten als gevolg van PE op te sporen, waarbij de perfusie wordt belemmerd en de ademhaling normaal is.

In deze studie zullen patiënten die nieuwe segmentale, lobaire of grotere perfusiedefecten hebben, worden afgebeeld met 99mTc-MAA SPECT/CT en 4DCT om perfusie te vergelijken met RIBMC-defecten. Dit is een prospectieve beeldvormingsstudie van 20 proefpersonen die door CTA werden gediagnosticeerd.

Er zullen naar verwachting 15 proefpersonen worden ingeschreven in Cohort 1 en elk zal op dezelfde dag 99mTc-MAA SPECT/CT en twee (2) 4DCT-beeldvormingsscans (back-to-back) ontvangen. Deze gegevens worden geanalyseerd voor doelstellingen 1, 4 en 5.

Er zullen naar verwachting 5 proefpersonen worden ingeschreven in cohort 2 en zij zullen ook 99mTc-MAA SPECT/CT en twee (2) 4DCT-beeldvormingsscans (rug aan rug) op dezelfde dag ondergaan, waarbij de eerste wordt verkregen met normale ademhaling zoals eerder gedaan en de tweede wordt verkregen met positieve drukademhaling via BiPAP. De resultaten van cohort 2 worden alleen voor doelstelling 6 geanalyseerd. Ademhalingsgeïnduceerde bloedmassaverandering (RIBMC)-beelden zullen worden afgeleid van de 4DCT-beelden en kwantitatief worden vergeleken met de SPECT-perfusiebeelden.

Cohort 3. Het doel van dit cohort van de studie is het verzamelen en verwerken van de beeldgegevens die nodig zijn om de gevoeligheid en specificiteit van onze 4DCT te beoordelen. We zullen een prospectieve beeldvormende studie uitvoeren van naar verwachting 124 patiënten die zich presenteren met symptomen die leiden tot een klinische zorg voor PE en die vervolgens een thorax-CTA ondergaan voor verdere evaluatie. Eén 4DCT voor of na de CTA is de enige onderzoeksbeeldvorming in dit cohort. Gegevens van dit cohort worden geanalyseerd voor doelstelling 2 en 3.

Proefpersonen zullen gedurende een periode van 48 uur na beeldvorming worden gevolgd op eventuele bijwerkingen van de 99mTc-MAA.

De Common Terminology Criteria for Adverse Events versie 4.0 (CTCAE v4.0) zal worden gebruikt om alle behandelingsgerelateerde bijwerkingen te beoordelen. Alle bijwerkingen van ongewenste voorvallen (AE) worden gerapporteerd aan de hoofdonderzoeker, die de handelwijze voor de studiedeelnemer zal bepalen en zal bepalen of de AE ​​het onderzoek beïnvloedt en wijzigingen in het protocol en/of geïnformeerde toestemmingsformulier vereist.