Analyse van CT-indexen bij patiënten met longontsteking op de intensive care met acuut ademhalingsfalen (CT: computertomografie, ICU: intensive care-afdeling) (CT ICU)

Acute respiratoire insufficiëntie is een belangrijke oorzaak van opnames op de intensive care. Het treedt op wanneer de longen er niet in slagen het arteriële bloed voldoende van zuurstof te voorzien en/of de retentie van kooldioxide te voorkomen. Hoewel de definitie geen absolute waarden omvat, worden arteriële PaO2 onder 60 mmHg en arteriële PaCO2 boven 50 mmHg algemeen aanvaard als indicatoren. Deze waarden moeten echter in de context van individuele patiënten worden beschouwd. Longontsteking is de meest voorkomende oorzaak van acuut ademhalingsfalen. Longontsteking is vaak infectieus van oorsprong. Het verandert de ademhalingsmechanismen, waardoor de gasuitwisselingsfunctie van de longen, de ventilatie-perfusiebalans en de volumetrische spirometrische waarden worden verstoord.

De mortaliteit en morbiditeit nemen toe wanneer longontstekingspatiënten invasieve mechanische beademing nodig hebben. Recente technologische ontwikkelingen op het gebied van kwantitatieve CT-metingen stellen artsen in staat de volumetrische toestand van de longen te beoordelen zonder spirometrische tests uit te voeren. Volumetrische longmetingen helpen artsen bij het diagnosticeren van longziekten, het beoordelen van de ernst, het plannen van de behandeling en het voorspellen van de prognose. Talrijke onderzoeken hebben veelbelovende correlaties aangetoond tussen kwantitatieve CT-gegevens en fysiologische metingen bij het monitoren van verschillende longziekten, waaronder interstitiële longziekte, chronische obstructieve longziekte, kleine luchtwegziekten en COVID-19-longontsteking.

CT-scans worden routinematig uitgevoerd bij patiënten met acuut ademhalingsfalen als gevolg van longontsteking bij de eerste presentatie. Hoewel beeldvorming voornamelijk het longparenchym evalueert, zijn aanvullende tests zoals spirometrie nodig om functionele volumetrische veranderingen in de longen te beoordelen. Het uitvoeren van spirometrische tests op ernstig zieke patiënten is echter uiterst uitdagend en vaak onpraktisch, hoewel theoretisch mogelijk.

Eerdere studies hebben met succes correlaties aangetoond tussen kwantitatieve CT-metingen en ziekteprognose, vooral bij chronische longziekten. Deze metingen zijn ook gebruikt bij acute aandoeningen zoals COVID-19. Bij ernstig zieke patiënten met acuut ademhalingsfalen kan aanvullende longinformatie artsen helpen bij het voorspellen van de prognose en eerder ingrijpen mogelijk maken.

Deze studie maakt gebruik van kwantitatieve CT (qCT)-metingen verkregen uit CT-verzwakkingshistogrammen om de relatie tussen deze parameters en de ziekteprognose te onderzoeken bij pneumoniepatiënten met acuut respiratoir falen op invasieve mechanische ventilatie. Deze metingen omvatten gemiddelde longverzwakking (MLA) en op drempels gebaseerde volumetrische metingen [volume met lage dichtheid (LDV), volume met gemiddelde dichtheid (MDV), volume met hoge dichtheid (HDV), de verhouding van MDV tot totaal longvolume (MDV /TLV), en de verhouding tussen HDV en totaal longvolume (HDV/TLV)].

Methode Patiëntenselectie Een retrospectieve beoordeling van 88 patiënten met de diagnose acuut respiratoir falen als gevolg van longontsteking, opgenomen op de algemene intensive care van de Kocaeli Universitaire Medische Faculteit tussen 2017 en 2024, was gepland. Patiënten met acuut respiratoir falen als gevolg van longontsteking, die bij opname een CT-scan hadden en bij opname niet waren geïntubeerd, moesten in het onderzoek worden opgenomen. CT-scans uitgevoerd voor diagnostische doeleinden op de afdeling spoedeisende hulp of ziekenhuisafdeling werden gedefinieerd als screening-CT's.

Er waren uitsluitingscriteria gepland voor patiënten jonger dan 18 jaar, patiënten met een niet-infectieuze etiologie van acuut ademhalingsfalen, COVID-19-patiënten, degenen die geïntubeerd waren tijdens de overdracht naar de intensive care, longkankerpatiënten, patiënten met een bekende chronische longziekte, patiënten die geïntubeerd waren. tijdens het eerste ICU-onderzoek, en degenen bij wie de intubatie binnen de eerste 10 dagen geen acuut respiratoir falen was.

De studie werd goedgekeurd door de ethische commissie van de medische faculteit van de Kocaeli-universiteit, Kocaeli, Turkije. Het studienummer is KU GOKAEK-2024/07.45 (Projectnummer: 2024/216).

Beeldkwantificering en kwantitatieve CT (qCT)-metingen Het was de bedoeling dat baseline CT-scans van patiënten die tussen 2017 en 2024 op de intensive care waren opgenomen met longontsteking en acuut respiratoir falen uit het radiologiearchief zouden worden opgehaald. Alle scans werden uitgevoerd met behulp van een 16-delige multi-detector CT-scanner (Aquilion TSX-101A, Toshiba Medical Systems Corporation, Tokyo, Japan) met de volgende scanparameters: 250 mAs, 120 kV, pitch 1, 16 x 1 mm collimatie, Reconstructie-interval van 1 mm en een reconstructieplakdikte van 1 mm. Het was de bedoeling dat scans van patiënten in rugligging en bij volledige inspiratie tijdens beeldvorming in het onderzoek zouden worden opgenomen. Het longparenchym moest worden geanalyseerd met een vensterbreedte van 1.600 Hounsfield Units (HU) en een niveau van -500 HU.

Scans werden geanalyseerd met behulp van Vitrea® Advanced Visualization-software (Canon Group, Minnetonka, MN) voor beeldkwantificering. Beelden die automatisch de belangrijkste luchtwegen, bloedvaten, vertakkingspunten van de luchtwegen, longen en kwabben hadden gedetecteerd, werden opgenomen in de beeldanalyse. Bloedvaten en luchtwegen tot aan de subsegmentale niveaus werden automatisch uitgesloten van kwantificering. Dit proces was bedoeld om de analyse te voorkomen van anatomische structuren die zouden kunnen leiden tot fouten bij het beoordelen van de longparenchymale dichtheid.

Na dit proces zou de MLA automatisch worden berekend op basis van de analyse van longdichtheidshistogrammen met behulp van digitale beeldverwerking. Met behulp van een dichtheidsmaskertechniek die voxels binnen een specifiek dichtheidsbereik benadrukt om kwantificering te vergemakkelijken, waren er plannen om drie verschillende volumes te verkrijgen, gebaseerd op het volume van voxels in drie verschillende dichtheidsbereiken. De drempelwaarden moesten automatisch worden ingesteld op -1020 tot -920 HU voor volume met lage dichtheid (LDV), -920 tot -720 HU voor volume met gemiddelde dichtheid (MDV) en -720 tot 0 HU voor volume met hoge dichtheid (HDV). ). Het totale longvolume (TLV) moest worden berekend als equivalent aan het totale volume van de longvoxels in het bereik van -1020 tot 0 HU, d.w.z. de som van LDV + MDV + HDV voor elke patiënt.

Het was de bedoeling dat de Low Density Index (LDI%) zou worden gedefinieerd als de verhouding tussen het longvolume onder de lage dichtheidsdrempel voor longdichtheid en het longparenchymale volume dat longvoxels bevat onder de bovenste dichtheidsdrempel. LDI% is het 3D-equivalent van de 2D relatieve oppervlakte-index (RA%) die werd gebruikt in vroege onderzoeken naar de longdichtheid. De LD-index (Low Density) (%) moest worden geregistreerd als Laag volume / (Laag volume + Gemiddeld volume).

Volgens de onderzoeken van [Parr2009] en [Stoel2004] werd het 15e percentielpunt (Perc15) gedefinieerd als de grenswaarde waarbij de 15% van de longvoxels met de laagste dichtheid worden verdeeld, en dit moest worden uitgedrukt in Hounsfield Units (HU). . De 15% puntenindex (HU) wordt omgezet naar percentieldichtheid PD15% door 1000 (HU) toe te voegen, ervan uitgaande dat de luchtdichtheid 0 g/l is en de lucht-CT-verzwakking -1000 HU is. Een 15e percentielpuntindex van -883 HU komt bijvoorbeeld overeen met een percentieldichtheid PD15%, wat (-883 + 1000) = 117 g/l is. Het was de bedoeling dat PD15 (g/l) zou worden uitgedrukt in g/l door 1000(HU) toe te voegen aan de HU-waarde waarbij voxels met een specifiek percentage (15%) in het frequentieverdelingshistogram een ​​lagere dichtheid hebben.

Het was de bedoeling dat statistische analyses zouden worden uitgevoerd met IBM SPSS voor Windows versie 29.0 (IBM Corp., Armonk, NY, VS). De Kolmogorov-Smirnov-test was bedoeld om te worden gebruikt om de normaliteitsaanname te beoordelen. Het was de bedoeling dat continue variabelen zouden worden gepresenteerd als mediaan en interkwartielafstand (IQR) in gevallen waarin niet aan de normaliteitsaanname werd voldaan. Categorische variabelen moesten worden samengevat als frequenties en percentages. Het was de bedoeling dat vergelijkingen tussen groepen zouden worden uitgevoerd met behulp van de Mann-Whitney U-test. Het was de bedoeling dat de relaties tussen categorische variabelen zouden worden onderzocht met behulp van de Chi-kwadraattoets.