Icke-kontrast 4DCT för att upptäcka pulmonella tromboemboliska händelser

Standardtestet för att diagnostisera PE är pulmonell datortomografi Angiogram (CTA). Detta kan vara oöverkomligt för vissa patienter på grund av mängden strålningsexponering såväl som komplikationerna i samband med behovet av att använda intravenös (IV) kontrast. CTA kan detektera akut PE med en sensitivitet på 99 procent och specificitet på 95 procent i kombination med CT-venografi. Hos patienter som inte är medicinskt kvalificerade för CTA är det andra alternativet för diagnos en ventilation-perfusion (V/Q) enkelfotonemission datortomografi (SPECT) skanning. Även om detta ofta är oöverkomligt på grund av transport till Nuklearmedicinsk avdelning, förlängd testtid, inget test under lediga timmar, etc. I denna studie tittar utredarna på en alternativ metod för att diagnostisera PE's på akutmottagningen där utredarna tittar på ventilations- och perfusionsbilder genom respiratorisk gated non-contrast CT (vanligen kallad 4DCT).

Teknetium-99 m makroaggregerat albumin (99mTc-MAA) avbildat med datortomografi med enkelfotonemission (SPECT) anses vara standardmetoden för kvantitativ bestämning av lungperfusion. Magnetisk resonanstomografi (MRT) med kontrastmedel har använts experimentellt för att avbilda pulmonell kärl och vävnadsperfusion. Kvantifiering av SPECT-bilder kräver korrigering av inhämtade data för dämpning och dämpningskorrigering, vilket har lett till utvecklingen av SPECT/CT-skannrar. Lågdos-CT kan användas för att utvärdera lungens luftvägsarkitektur, lungparenkym och pleurautrymme i samband med de registrerade perfusionsbilderna som konkurrerar med CTA i sensitivitet och specificitet.

I en studie som jämförde CT-dämpning med SPECT-perfusionsdefekter visade sig patienter ha hypo-attenuerade lungregioner motsvarande regioner med minskad perfusion i 57 procent av akuta lungemboli och 88 procent av kroniska embolifall. I samma studie visade sig hyperförsvagade regioner motsvara regioner med hyperperfusion. En metod för att mäta lungperfusion baserad på subtraktionsdigital fluoroskopi utan kontrast har rapporterats. I den studien genererades subtraktionsbilder mellan bröstprojektionsbilder vid systole och diastole, vilket genererade en bild som representerar perfusionsskillnaden. Dessa perfusionsprojektionsbilder var korrelerade med 99mTc-MAA-scintigrafi. Således kan förändringar i mängden och fördelningen av lungperfusion under hela andningscykeln förväntas och dessa förändringar kan vara uppenbara på dynamisk CT.

Simon beskrev en teknik för att beräkna förändringen i fraktionellt innehåll av luft i lungvävnad mellan anatomiskt matchade CT-regioner baserat på en enkel modell som antar att densitetsförändringarna enbart berodde på luftinnehållet. Utredarna använde framgångsrikt den modellen för att andas in och andas ut andningshållna CT-bildpar samt 4DCT-bilder för att skapa ventilationsbilder. Men mängden blod i bröstkorgen och lungorna varierar med andningscykeln, vilket bryter mot antagandet om denna modell. Utredarna fann en cyklisk variation i den uppenbara vikten av lungan på 4DCT och andra har rapporterat andningsinducerade variationer i lungperfusion av lungan på MRT. De lungdensitetsförändringar som finns på 4DCT är alltså resultatet av både förändringar i luft- och blodinnehåll.

4DCT-härledda ventilationsbilder kan också härledas från andningsrörelseinducerade lokala vävnadsvolymförändringar oberoende av 4DCT-densitetsvärdena. Den jakobianska determinanten för deformationsfältet, beräknad från resultatet av bilder som visar olika andningsfaser i lungorna, används för att uppskatta de lokala volymförändringarna eller ventilationen. Det finns en diskrepans mellan densitetsbaserade och de Jacobian-baserade ventilationsbilderna, vilket tyder på en metod för att extrahera andningsinducerad blodmassaförändring från 4DCT-bilder. Utredarna antar att den andningsinducerade blodmassan förändrad (RIBMC) endast kommer att inträffa inom perfuserade lungregioner. Varje bilduppsättning kommer att innehålla information som representerar densitetsförändringen som är ett resultat av både ventilation och RIBMC. Att extrahera både ventilation och perfusionsliknande bild från 4DCT-bildintensiteterna, kallade Hounsfield Units (HU) är vårt mål.

Utredarna fann en cyklisk variation i den skenbara massan av lungparenkymet. Utredarna antar att denna variation beror på förändringar i lungperfusion från andningsinducerad variation i hjärtminutvolymen. Utredarna antar att denna andningsinducerade blodmassaförändring (RIBMC) kommer att möjliggöra identifiering av hypoperfunderade lungregioner. Utredarna gjorde en preliminär studie genom att skapa 4DCT RIBMC-bilder från fall med hypoxiinducerad vasokonstriktion, patienter med maligna luftvägskonstriktion. De resulterande bilderna kan jämföras bra med 99mTc-MAA SPECT-bilder. Det är dock okänt om denna process fungerar för att upptäcka perfusionsdefekter på grund av PE där perfusionen är blockerad och andningen normal.

I denna studie kommer patienter som visar sig ha nya segmentella, lobara eller större perfusionsdefekter att avbildas med 99mTc-MAA SPECT/CT och 4DCT för att jämföra perfusion med RIBMC-defekter. Detta är en prospektiv avbildningsstudie av 20 patienter diagnostiserade av CTA.

Förväntade 15 försökspersoner kommer att skrivas in i kohort 1 och var och en kommer att få 99mTc-MAA SPECT/CT och två (2) 4DCT-bilder (rygg mot rygg) samma dag. Dessa data kommer att analyseras för mål 1, 4 och 5.

Förväntade 5 försökspersoner kommer att registreras i kohort 2 och de kommer också att få 99mTc-MAA SPECT/CT och två (2) 4DCT-bilder (rygg mot rygg) samma dag, där den första erhålls med normal andning som tidigare gjort och den andra erhålls med övertrycksandning via BiPAP. Resultat från kohort 2 kommer endast att analyseras för mål 6. Respiratorisk inducerad blodmassaförändring (RIBMC)-bilder kommer att härledas från 4DCT-bilderna och kvantitativt jämföras med SPECT-perfusionsbilderna.

Kohort 3. Syftet med denna kohort av studien är att samla in och bearbeta bilddata som behövs för att bedöma känsligheten och specificiteten hos vår 4DCT. Vi kommer att genomföra en prospektiv avbildningsstudie av förväntade 124 patienter som uppvisar symtom som leder till en klinisk oro för PE och som därefter genomgår bröstcancer för vidare utvärdering. En 4DCT före eller efter CTA är den enda studieavbildningen i denna kohort. Data från denna kohort kommer att analyseras för mål 2 och 3.

Försökspersonerna kommer att följas under en period av 48 timmar efter bildtagning för eventuella negativa effekter på 99mTc-MAA.

Common Terminology Criteria for Adverse Events version 4.0 (CTCAE v4.0) kommer att användas för att gradera alla behandlingsrelaterade biverkningar. Alla biverkningar (AE) kommer att rapporteras till huvudutredaren, som kommer att bestämma handlingssättet för studiedeltagaren och avgöra om biverkningen påverkar studien och kräver ändringar av protokollet och/eller formuläret för informerat samtycke.