Bezkontrastowe badanie 4DCT do wykrywania płucnych zdarzeń zakrzepowo-zatorowych

Standardowym testem do diagnozowania PE jest angiogram tomografii komputerowej płuc (CTA). Może to być przeszkodą dla niektórych pacjentów ze względu na ilość ekspozycji na promieniowanie, a także powikłania związane z koniecznością zastosowania kontrastu dożylnego (IV). CTA może wykryć ostrą PE z czułością 99 procent i swoistością 95 procent w połączeniu z wenografią CT. U pacjentów niekwalifikujących się medycznie do CTA, inną opcją diagnostyczną jest skan tomografii komputerowej emisyjnej pojedynczego fotonu (SPECT) wentylacji i perfuzji (V/Q). Chociaż często jest to zaporowe ze względu na transport do oddziału medycyny nuklearnej, wydłużony czas badania, brak badania poza godzinami pracy itp. W tym badaniu badacze przyglądają się alternatywnej metodzie diagnozowania PE na oddziale ratunkowym, w której badacze przyglądają się obrazom wentylacji i perfuzji za pomocą tomografii komputerowej bez kontrastu bramkowanej oddechowo (powszechnie nazywanej 4DCT).

Makroagregowana albumina technetu-99 m (99mTc-MAA) obrazowana za pomocą tomografii komputerowej emisyjnej pojedynczego fotonu (SPECT) jest uważana za standardową metodę ilościowego oznaczania perfuzji płucnej. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) ze środkami kontrastowymi zostało wykorzystane eksperymentalnie do obrazowania układu naczyniowego płuc i perfuzji tkanek. Kwantyfikacja obrazów SPECT wymaga korekty uzyskanych danych pod kątem tłumienia i korekcji tłumienia, co doprowadziło do rozwoju skanerów SPECT/CT. Niskodawkową tomografię komputerową można wykorzystać do oceny architektury dróg oddechowych w płucach, miąższu płuc i przestrzeni opłucnowej w połączeniu z zarejestrowanymi obrazami perfuzji, które dorównują CTA pod względem czułości i swoistości.

W badaniu porównującym tłumienie CT z defektami perfuzji SPECT stwierdzono, że pacjenci mają obszary płucne o obniżonej atenuacji odpowiadające regionom o zmniejszonej perfuzji w 57% przypadków ostrej zatorowości płucnej i 88% przypadków zatorowości przewlekłej. W tym samym badaniu stwierdzono, że obszary hiper-osłabione odpowiadają regionom z hiperperfuzją. Opisano metodę pomiaru perfuzji płucnej opartą na cyfrowej fluoroskopii subtrakcyjnej bez kontrastu. W badaniu tym wygenerowano obrazy odejmowania między obrazami projekcji klatki piersiowej przy skurczu i rozkurczu, generując obraz przedstawiający różnicę perfuzji. Te obrazy projekcji perfuzji były skorelowane ze scyntygrafią 99mTc-MAA. W związku z tym można spodziewać się zmian w ilości i dystrybucji perfuzji płucnej w całym cyklu oddechowym, które mogą być widoczne w dynamicznej CT.

Simon opisał technikę obliczania zmiany ułamkowej zawartości powietrza w tkance płucnej między anatomicznie dopasowanymi obszarami CT w oparciu o prosty model, który zakłada, że ​​zmiany gęstości wynikały wyłącznie z zawartości powietrza. Badacze z powodzeniem zastosowali ten model do par obrazów CT z wdechem i wydechem na wstrzymanym oddechu, a także obrazów 4DCT do tworzenia obrazów wentylacji. Jednak ilość krwi w klatce piersiowej i płucach zmienia się wraz z cyklem oddechowym, naruszając tym samym założenia tego modelu. Badacze stwierdzili cykliczną zmianę pozornej masy płuca na 4DCT, a inni donosili o indukowanych oddechowo zmianach perfuzji płuc w badaniu MRI. Zmiany gęstości płuc stwierdzone w 4DCT wynikają zatem zarówno ze zmian zawartości powietrza, jak i krwi.

Obrazy wentylacji pochodzące z 4DCT można również wywnioskować z lokalnych zmian objętości tkanek wywołanych ruchem oddechowym, niezależnie od wartości gęstości 4DCT. Jakobianowy wyznacznik pola deformacji, obliczony na podstawie obrazów przedstawiających różne fazy oddechowe płuc, służy do oszacowania lokalnych zmian objętości lub wentylacji. Istnieje rozbieżność między obrazami wentylacji opartymi na gęstości i obrazami wentylacji jakobianowej, co sugeruje metodę wyodrębniania zmian masy krwi wywołanych przez układ oddechowy z obrazów 4DCT. Badacze stawiają hipotezę, że zmiana masy krwi wywołana oddychaniem (RIBMC) wystąpi tylko w perfundowanych obszarach płuc. Każdy zestaw obrazów będzie zawierał informacje reprezentujące zmianę gęstości wynikającą zarówno z wentylacji, jak i RIBMC. Naszym celem jest wyodrębnienie obrazu przypominającego wentylację i perfuzję z intensywności obrazu 4DCT, określanych jako jednostki Hounsfielda (HU).

Badacze stwierdzili cykliczną zmianę pozornej masy miąższu płucnego. Badacze stawiają hipotezę, że ta zmienność wynika ze zmian w perfuzji płucnej spowodowanych zmianami rzutu serca wywołanymi przez oddychanie. Badacze wysuwają hipotezę, że zmiana masy krwi wywołana przez układ oddechowy (RIBMC) pozwoli na identyfikację obszarów płuc o obniżonej perfuzji. Badacze przeprowadzili wstępne badanie, tworząc obrazy 4DCT RIBMC z przypadków zwężenia naczyń wywołanego niedotlenieniem, pacjentów ze złośliwym zwężeniem dróg oddechowych. Otrzymane obrazy dobrze porównują się z obrazami 99mTc-MAA SPECT. Nie wiadomo jednak, czy proces ten sprawdza się w wykrywaniu defektów perfuzji spowodowanych PE, gdy perfuzja jest utrudniona, a oddychanie przebiega prawidłowo.

W tym badaniu pacjenci, u których wykryto nowe ubytki perfuzji segmentowej, płatowej lub większej, będą obrazowani za pomocą 99mTc-MAA SPECT/CT i 4DCT w celu porównania perfuzji z ubytkami RIBMC. Jest to prospektywne badanie obrazowe 20 osób zdiagnozowanych za pomocą CTA.

Przewidywanych 15 pacjentów zostanie włączonych do Kohorty 1 i każdy otrzyma 99mTc-MAA SPECT/CT i dwa (2) skany obrazowe 4DCT (jeden po drugim) tego samego dnia. Dane te zostaną przeanalizowane dla celów 1, 4 i 5.

Przewidywanych 5 pacjentów zostanie włączonych do Kohorty 2 i otrzymają oni również 99mTc-MAA SPECT/CT i dwa (2) skany obrazowe 4DCT (jedno po drugim) tego samego dnia, przy czym pierwszy zostanie uzyskany przy normalnym oddychaniu jak poprzednio, a drugi uzyskiwany przy oddychaniu dodatnim ciśnieniem przez BiPAP. Wyniki Kohorty 2 będą analizowane tylko dla celu 6. Obrazy zmiany masy krwi indukowanej oddychaniem (RIBMC) zostaną uzyskane z obrazów 4DCT i porównane ilościowo z obrazami perfuzji SPECT.

Kohorta 3. Celem tej kohorty badania jest zebranie i przetworzenie danych obrazowych niezbędnych do oceny czułości i swoistości naszego 4DCT. Przeprowadzimy prospektywne badanie obrazowe przewidywanych 124 pacjentów, u których wystąpią objawy prowadzące do klinicznego zainteresowania PE, a następnie zostaną poddani CTA klatki piersiowej w celu dalszej oceny. Jedno 4DCT przed lub po CTA jest jedynym badaniem obrazowym w tej kohorcie. Dane z tej kohorty zostaną przeanalizowane pod kątem celów 2 i 3.

Osoby badane będą obserwowane przez okres 48 godzin po obrazowaniu pod kątem jakichkolwiek działań niepożądanych 99mTc-MAA.

Do oceny wszystkich zdarzeń niepożądanych związanych z leczeniem zostaną użyte Wspólne kryteria terminologiczne dotyczące zdarzeń niepożądanych w wersji 4.0 (CTCAE v4.0). Wszystkie skutki zdarzeń niepożądanych (AE) będą zgłaszane Głównemu Badaczowi, który określi sposób postępowania dla uczestnika badania i określi, czy zdarzenie niepożądane ma wpływ na badanie i wymaga zmian w protokole i/lub formularzu świadomej zgody.