Analiza wskaźników CT u pacjentów na oddziałach intensywnej terapii z zapaleniem płuc i ostrą niewydolnością oddechową (CT: tomografia komputerowa, OIOM: oddział intensywnej terapii) (CT ICU)

Ostra niewydolność oddechowa jest główną przyczyną hospitalizacji na oddziałach intensywnej terapii. Występuje, gdy płuca nie są w stanie odpowiednio natlenić krwi tętniczej i/lub zapobiegają zatrzymywaniu dwutlenku węgla. Chociaż definicja nie obejmuje wartości bezwzględnych, za wskaźniki powszechnie przyjmuje się tętnicze PaO2 poniżej 60 mmHg i tętnicze PaCO2 powyżej 50 mmHg. Wartości te należy jednak rozpatrywać w kontekście poszczególnych pacjentów. Zapalenie płuc jest najczęstszą przyczyną ostrej niewydolności oddechowej. Zapalenie płuc często ma podłoże zakaźne. Zmienia mechanikę oddechową, zaburzając funkcję wymiany gazowej w płucach, równowagę wentylacyjno-perfuzyjną i wartości spirometryczne wolumetryczne.

Śmiertelność i zachorowalność wzrasta, gdy pacjenci z zapaleniem płuc wymagają inwazyjnej wentylacji mechanicznej. Najnowsze osiągnięcia technologiczne w zakresie ilościowych pomiarów CT umożliwiają lekarzom ocenę stanu objętościowego płuc bez wykonywania badań spirometrycznych. Wolumetryczne pomiary płuc pomagają klinicystom w diagnozowaniu chorób płuc, ocenie ciężkości, planowaniu leczenia i przewidywaniu rokowania. Liczne badania wykazały obiecujące korelacje między ilościowymi danymi z tomografii komputerowej a pomiarami fizjologicznymi w monitorowaniu różnych chorób płuc, w tym śródmiąższowej choroby płuc, przewlekłej obturacyjnej choroby płuc, chorób małych dróg oddechowych i zapalenia płuc wywołanego przez Covid-19.

U pacjentów z ostrą niewydolnością oddechową spowodowaną zapaleniem płuc rutynowo wykonuje się tomografię komputerową w momencie wstępnej wizyty. Chociaż obrazowanie ocenia przede wszystkim miąższ płuc, potrzebne są dodatkowe badania, takie jak spirometria, aby ocenić funkcjonalne zmiany objętościowe w płucach. Jednak wykonywanie badań spirometrycznych u krytycznie chorych pacjentów jest niezwykle trudne i często niepraktyczne, choć teoretycznie możliwe.

Poprzednie badania z powodzeniem wykazały korelację między ilościowymi pomiarami CT a rokowaniem choroby, szczególnie w przypadku przewlekłych chorób płuc. Pomiary te wykorzystano również w ostrych stanach, takich jak COVID-19. U krytycznie chorych pacjentów z ostrą niewydolnością oddechową dodatkowe informacje dotyczące płuc mogą pomóc klinicystom w przewidywaniu rokowania i umożliwić wcześniejszą interwencję.

W badaniu tym wykorzystano ilościowe pomiary CT (qCT) uzyskane z histogramów tłumienia CT w celu zbadania związku między tymi parametrami a rokowaniem choroby u pacjentów z zapaleniem płuc i ostrą niewydolnością oddechową, leczonych inwazyjną wentylacją mechaniczną. Pomiary te obejmują średnie tłumienie płuc (MLA) i pomiary wolumetryczne oparte na progach [objętość o niskiej gęstości (LDV), objętość o średniej gęstości (MDV), objętość o dużej gęstości (HDV), stosunek MDV do całkowitej objętości płuc (MDV /TLV) i stosunek HDV do całkowitej objętości płuc (HDV/TLV)].

Metoda Selekcja pacjentów Zaplanowano retrospektywny przegląd 88 pacjentów, u których zdiagnozowano ostrą niewydolność oddechową w przebiegu zapalenia płuc, przyjętych na oddział intensywnej terapii Wydziału Lekarskiego Uniwersytetu Kocaeli w latach 2017–2024. Do badania mieli zostać włączeni pacjenci z ostrą niewydolnością oddechową w przebiegu zapalenia płuc, u których przy przyjęciu wykonano tomografię komputerową i nie byli zaintubowani. Tomografię komputerową wykonywaną w celach diagnostycznych na oddziale ratunkowym lub oddziale szpitalnym zdefiniowano jako przesiewową tomografię komputerową.

Zaplanowano, że kryteria wykluczenia obejmują pacjentów poniżej 18. roku życia, osoby z niezakaźną etiologią ostrej niewydolności oddechowej, pacjentów z Covid-19, osoby zaintubowane w czasie przeniesienia na intensywną terapię, osoby chore na raka płuc, osoby ze stwierdzoną przewlekłą chorobą płuc, osoby zaintubowane podczas pierwszego badania na OIT oraz tych, u których przyczyną intubacji w ciągu pierwszych 10 dni nie była ostra niewydolność oddechowa.

Badanie zostało zatwierdzone przez Komisję Etyki Wydziału Lekarskiego Uniwersytetu Kocaeli w Kocaeli w Turcji. Numer badania to KU GOKAEK-2024/07.45 (Numer projektu: 2024/216).

Ilościowe pomiary obrazu i ilościowe pomiary CT (qCT) Planowano pobrać z archiwum radiologicznego wyjściowe skany CT pacjentów przyjętych na intensywną terapię z zapaleniem płuc i ostrą niewydolnością oddechową w latach 2017–2024. Wszystkie skany wykonano przy użyciu 16-rzędowego, wielodetektorowego skanera CT (Aquilion TSX-101A, Toshiba Medical Systems Corporation, Tokio, Japonia) o następujących parametrach skanowania: 250 mAs, 120 kV, podziałka 1, kolimacja 16 × 1 mm, Odstęp rekonstrukcji 1 mm i grubość warstwy rekonstrukcyjnej 1 mm. Do badania planowano włączyć skany pacjentów w pozycji leżącej na plecach i przy pełnym wdechu podczas obrazowania. Miąższ płuc miał być analizowany przy szerokości okna wynoszącej 1600 jednostek Hounsfielda (HU) i poziomie -500 HU.

Skany analizowano przy użyciu oprogramowania Vitrea® Advanced Visualization (Canon Group, Minnetonka, MN) w celu kwantyfikacji obrazu. Do analizy obrazu włączono obrazy, które automatycznie wykrywały główne drogi oddechowe, naczynia krwionośne, punkty rozgałęzienia dróg oddechowych, płuca i płaty. Naczynia krwionośne i drogi oddechowe aż do poziomów podsegmentowych zostały automatycznie wyłączone z oceny ilościowej. Proces ten miał na celu zapobieżenie analizie jakichkolwiek struktur anatomicznych, które mogłyby prowadzić do błędów w ocenie gęstości miąższu płuc.

W następstwie tego procesu planowano automatyczne obliczanie MLA na podstawie analizy histogramów gęstości płuc z wykorzystaniem cyfrowego przetwarzania obrazu. Stosując technikę maski gęstości, która podkreśla woksele w określonym zakresie gęstości, aby ułatwić ocenę ilościową, zaplanowano uzyskanie trzech różnych objętości w oparciu o objętość wokseli w trzech różnych zakresach gęstości. Progi miały być automatycznie ustawiane na poziomie od -1020 do -920 HU dla głośności o niskiej gęstości (LDV), od -920 do -720 HU dla głośności o średniej gęstości (MDV) i od -720 do 0 HU dla głośności o dużej gęstości (HDV). ). Całkowita objętość płuc (TLV) miała zostać obliczona jako równoważna całkowitej objętości wokseli płuc w zakresie od -1020 do 0 HU, tj. sumie LDV + MDV + HDV dla każdego pacjenta.

Planowano, że wskaźnik niskiej gęstości (LDI%) zostanie zdefiniowany jako stosunek objętości płuc poniżej progu niskiej gęstości dla gęstości płuc do objętości miąższu płuc zawierającej woksele płuc poniżej górnego progu gęstości. LDI% to trójwymiarowy odpowiednik dwuwymiarowego wskaźnika względnej powierzchni (RA%) stosowanego we wczesnych badaniach gęstości płuc. Wskaźnik LD (niskiej gęstości) (%) miał być zapisywany jako Niska objętość / (Mała objętość + Średnia objętość).

W oparciu o badania [Parr2009] i [Stoel2004] 15. punkt percentylowy (Perc15) zdefiniowano jako wartość odcięcia, przy której rozmieszczone jest 15% wokseli płuc o najniższej gęstości i miał być wyrażony w jednostkach Hounsfielda (HU). . Indeks 15% punktu (HU) jest konwertowany na gęstość procentową PD15% przez dodanie 1000 (HU), przy założeniu, że gęstość powietrza wynosi 0 g/l, a tłumienie CT powietrza wynosi -1000 HU. Na przykład, wskaźnik 15. punktu percentylowego wynoszący -883 HU odpowiada gęstości percentylowej PD15%, która wynosi (-883 + 1000) = 117 g/l. Planowano wyrazić PD15 (g/l) w g/l poprzez dodanie 1000(HU) do wartości HU, przy której woksele o określonej wartości procentowej (15%) w histogramie rozkładu częstotliwości mają mniejszą gęstość.

Zaplanowano przeprowadzenie analiz statystycznych przy użyciu oprogramowania IBM SPSS for Windows w wersji 29.0 (IBM Corp., Armonk, NY, USA). Do oceny założenia normalności miał zostać wykorzystany test Kołmogorowa-Smirnowa. Planowano, że zmienne ciągłe będą prezentowane jako mediana i rozstęp międzykwartylowy (IQR) w przypadkach, gdy nie zostało spełnione założenie normalności. Zmienne kategoryczne należało podsumować jako częstotliwości i wartości procentowe. Zaplanowano przeprowadzenie porównań międzygrupowych za pomocą testu U Manna-Whitneya. Zależności pomiędzy zmiennymi kategorycznymi miały zostać zbadane za pomocą testu Chi-kwadrat.