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基本原理高分辨率计算机断层扫描(HRCT)是一个更敏感的工具,用于检测早期囊性纤维化(CF)肺病比肺量测定法或普通摄影,但它与其他肺功能指标的关系尚未成立于年幼的孩子。
目标1)评估肺间隙是否呼吸指数(LCI)来自多个惰性气体冲刷(MBW)一样有效的HRCT诊断肺异常;和2)探索之间的关系异常检测到HRCT肺量测定法,体积描记法和MBW肝功能(共同)与CF年幼的孩子。
方法CF的孩子接受肝功能和体积HRCT在同一天。没有HRCT健康年龄组接受相同的肝功能。扫描是匿名,得分使用Brody-II CT评分系统,为支气管扩张的存在和程度评估,气道壁增厚、粘液堵塞,和实质的透明。
结果评估在60个孩子与CF(平均(SD) 7.8(1.3)年)和54名健康对照组(7.9 (1.2)y)。与CF的孩子中,84%(47/56)有异常LCI 58%(27/47)异常plethysmographic肺容积(FRC)pleth或RV), 35%(21/60)异常sRaw和47%(28/60)不正常的肺量测定法(FEV1或FEF25 - 75);而HRCT扫描异常在85%(51/60),平均总Brody-II得分:9.5%(范围0 - 51%)。CT总分相关更强烈LCI(斯皮尔曼相关= 0.77)与肺量测定法(R =−0.43)或任何其他标志的肺功能。九个孩子的正常LCI五已经在HRCT上异常,而五个孩子与正常HRCT提高LCI。
结论这些结果表明,虽然LCI和HRCT有相似的敏感性检测CF肺病、免费信息可能在个别病人了。
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来自Altmetric.com的统计
关键信息
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肺间隙指数更敏感比CT检测CF肺部疾病在年轻的孩子吗?
底线是什么?
模式都是经常在这个年龄段异常相似的敏感性,这样正常LCI意味着CT异常是不可能的。
为什么要读吗?
您将了解LCI作为小说的作用敏感的检测手段与CF早期儿童呼吸道疾病。
介绍
强调早期发现和治疗的重要性与囊性纤维化肺病幼儿(CF)创造了迫切需要早期肺变化的敏感标记。1高分辨率计算机断层扫描(HRCT)是一个敏感的方法检测早期肺病CF,证明之前异常临床和肺活量的畸形的发展。23HRCT因此被建议作为一个重要的工具在CF早期肺部疾病的检测和监控,45一些作者提出其作为例行调查。6然而,HRCT涉及很大剂量的电离辐射7因此它的常规使用受到了质疑。8 - 10肺间隙指数(LCI)是一种非侵入性的衡量通风不均匀性来源于多个呼吸惰性气体冲刷(MBW),它已被证明是更敏感比肺量测定法测量CF的异常功能。16回顾性分析临床资料的年龄较大的儿童和成年人认为LCI可以提供另一种安全措施比检测早期肺HRCT在CF异常,甚至比HRCT LCI可能更敏感。17现在报告第一作者前瞻性研究比较使用MBW同时测量肺功能,体积描记法和肺量测定法体积HRCT与CF孩子。作者提出LCI将检测肺的变化相对温和的CF经常HRCT和优越于其他测量肺功能。
本研究的主要目的是评估是否LCI一样有效容积HRCT确定肺部异常与CF孩子。二级目标是探索之间的关系的性质和严重程度变化在HRCT上发现和功能异常检测到肺量测定法,体积描记法和MBW。
方法
招聘
孩子之前招聘到伦敦的CF囊性纤维化协作研究(LCFC),一起健康的年龄组,有资格获得这项研究如果年龄在6岁到10年。招聘的全部细节,包含和排除标准已报告之前,131819并总结了在网上补充(OLS)。这项研究是由伦敦大学学院的研究伦理委员会批准,儿童健康研究所和大奥蒙德街医院。充分告知父母或监护人的书面同意了孩子,和孩子的同意也获得。
测试程序
肺功能测量都是在伦敦大学的儿科呼吸系统实验室,儿童健康研究所当所有儿童免费急性呼吸道感染了至少三个星期,和CF临床稳定(至少2周自去年恶化)。孩子与CF通常上午气道间隙治疗前评估。所有的父母首先回答一份调查问卷关于他们孩子最近的症状,和儿童进行了体检。儿童的家长问卷与CF补充孩子的医生提供的附加信息。作者记录的咳嗽在前一周的测试中,口服给药和静脉注射抗生素的数量的额外课程管理增加呼吸道症状前12个月,并存在喘息或陶瓷器皿在临床检查时间的测试。
肺功能
所有儿童进行MBW,肺量测定法和体积描记法根据标准实验室协议严格遵循ATS /人(有关详细信息,请参阅OLS)的建议。六氟化硫百分之四通过偏差流装置MBW用作示踪气体,这些测量之前进行肺量测定法或体积描记法以避免任何偏见由于深吸入或强迫过期记录值。主要结果测量是LCI功能余气量(FRCMBW)也被报告。20 - 22肺量测定法进行了如前所述,2324与FEV1、用力肺活量(FVC)和用力呼气流量25至75%的体积(FEF到期25 - 75)报告。Plethysmographic测量特定的气道阻力(sRaw)1125和分区的肺容积(FRCpleth剩余容积(RV)和肺活量(TLC))26也承担。
HRCT
所有CT扫描进行大奥蒙德街儿童医院,伦敦的早上肺功能测试。扫描进行无镇静使用西门子感觉16探测器单元(德国西门子,埃朗根)。HRCT执行期间与各向同性容积采集灵感(旋转时间:0.5秒;情节:1;准直:16×0.75),三个额外的1毫米厚片过期。有效辐射剂量变化从1.2到2.0毫西弗,这取决于孩子的大小。有兴趣的两个顾问儿科放射学家胸部放射学(CMO, AC)进行扫描,蒙蔽主题识别或临床状态。Brody-II分数计算;总分> 5%;气体捕获得分> 6; or any evidence of bronchial dilatation and bronchial wall thickening (bronchiectasis) was defined as abnormal.27(见表E1, OLS详情)。Inter-observer协议CT评分评估(OLS)。
出生体重和当前身高和体重在标准偏差表示性别z得分。2829日LCI的值是相对独立的高度,在健康受试者年龄和性别,正常的上限(意思是+ 2 sd)学龄儿童定义为7.5。1113151620.22所有剩余肺功能结果调整性别、年龄和身高z分数表达结果。2530-33sRaw计算既有效(sReff)和总(sRtot)气道阻力根据最近的建议。25限制正常的肺功能异常的识别为±1.96 z分数所有测试除了plethysmographic和MBW肺容积,结果被列为异常如果他们下跌意味着+ 1.96以上SD z得分来自于健康对照组,调整发表偏见的参考价值那些最近报道的结果。34
统计分析
之间的不同融通的结果之间的相关性以及各种的肝功能和HRCT计算使用枪兵,非参数方法。Bland-Altman分析35被用来评估协议两种不同措施的相同的结果,例如FRC使用MBW和体积描记法。Bland-Altman分析也用于评估协议总CT评分两个观察者,而Kappa统计数据被用来计算协议,纠正的机会,这两个CT结果(正常/异常)。
结果
结果在60临床稳定的CF的儿童,平均(SD) 7.8(1.3)岁(范围6 - 10)归纳了其中的细节表1。时的测试,与CF(5%)三个孩子有任何喘息和6个(10%)在听诊发出爆裂声,但40例(67%)咳嗽家长报告称在过去的七天。研究样本通常代表临床人口从它被绘制(有关详细信息,请参阅OLS)。13肺功能测定在54个健康对照组年龄相仿的人(7.9 (1.2 y)),尽管高和比儿童CF重时的测试(表2)。
肺功能
在调整年龄、身高和性,有高度显著差异在所有肺功能结果,FRC除外MBWCF患儿和健康对照组之间(表3,图1)。与CF的孩子中,有更多的异常检测到LCI(85%(47/56))比其他任何低频的结果(图E1A B)。除了一个FEF略微减少25 - 75在一个孩子(图E1),正常LCI杜绝异常的存在在任何其他融通的。
儿童的肺功能比较∼8年CF和健康对照组。之间有显著差异(p < 0.001)患儿CF和健康对照组融通的结果说明(见上方表3更多细节)。
sReff和sRtot措施增加的阻力和/或恶性通货膨胀二次气道阻塞,发现了一个类似的异常比例(分别为35%和30%,数据未显示)。有一个逆z-sReff和z-FEV之间的关系1(r =−0.47),这两种技术检测类似比例的异常,虽然不一定在同一个孩子(图E2 OLS)。异常升高FRCpleth提示恶性通货膨胀,房车被确定在19个孩子CF(分别为40%和42%的技术上成功的结果,明白了表3),而TLC只是异常在9个(20%)。FRCpleth和FRC之间有显著相关性MBWCF (r = 0.63)和控制(r = 0.76)(图E4, OLS)。FRCpleth略高于FRC吗MBW在健康对照组(平均(95% CI)区别:13%(8到19%)),这些差异在CF的孩子更显著(40%(51%)28日),表明显著程度的气体捕获那些CF(图E4 OLS)。
HRCT
之间没有显著差异在CT评分观察员在交叉分析:意思是总分的差异(95%置信区间CI: 1.2(−0.2到2.7)。分类扫描分布时,两个观察员同意22/25(88%)的double-scored扫描(18异常和4正常;κ= 0.66)。当得分单个组件的CT值之间有良好的相关性(R > 0.7)观察员对支气管扩张,粘液堵塞支气管旁增厚,但这是低困气(R = 0.59)和薄壁组织(R = 0.4)(表E2、OLS)。
布罗迪(范围)总得分中值为9.5%(范围0 - 51%)。扫描被列为异常与CF: 51/60(85%)的儿童最大39得分> 5%,而九得分< 5%有支气管扩张,三没有支气管扩张的“困气”的得分≥6。所有的孩子总CT分数> 5%也有支气管扩张的证据和/或一个“困气”的得分≥6。测量不能完成当天的三个孩子由于技术困难的质谱仪。对比HRCT和融通的发现在以下部分仅限于儿童谁测试都执行相同的早晨。
肺功能指标与CT相比
57的CF CTs的儿女在同一天进行肺功能,扫描被列为异常在48 (84%)。53岁的孩子谁LCI和CT, 44岁有一个异常LCI(> 7.5)和44了CT异常的结果。结果是一致的和不正常的39/53(74%)的孩子,而他们整合和正常的四个孩子(即整体和合CT总分为81%)。九个孩子的正常LCI 5 56%(95%可信区间(81%)27日)有一个异常CT,同样与普通CT异常LCI (5/9表4;图2一个)。相比之下,异常CT和肺量测定法的结果只有在32%(18/57)的儿童使用FEV时CF1(图2 b,表4如果基于FEF)和40% (23/57)25 - 75。时也获得了类似的调查结果相一致的各种低频(检查结果和“支气管扩张”的得分表5)。尽管FRC探测到的异常偏少pleth比在使用和/或房车LCI“CT总分和支气管扩张”的得分总是异常的恶性通货膨胀被体积描记法(表4和5)。
FEV) LCI和B)之间的关系1总得分CT测量儿童在同一天与CF FEV1表示为z分数调整为身高、年龄和性别。百分之七十四的儿童有异常结果CT和LCI(> 7.5),而异常FEV1(< 1.96 z分数)中只有32%的异常的CT。实心三角形表示那些有困气和/或支气管扩张的证据,尽管CT总分< 5。布罗迪分数在那些与正常LCI范围从0到6.7%。LCI那些与正常HRCT从6.1到8.7不等。
布罗迪总评分之间的相关性和LCI (R = 0.77,图2一个)是比与其他肺功能结果(见表E3, OLS),与那些得分最高的CT也有更高的LCI值。同样,LCI显示支气管扩张的相关性最强,粘液堵塞,空气滞留和支气管旁增厚组件的CT (图3),恶性通货膨胀的措施(FRC紧随其后pleth房车和RV / TLC,表E3)。虽然显著,CT小分和之间的关系比电阻或肺量测定的结果较弱,而CT和TLC或FRCmbw之间并不显著。(表E3, OLS)。
LCI和CT的各个元素之间的关系得分。除了与总分的关系,LCI显著相关的所有单个元素除了实质分数(数据没有显示,r = 0.16)。详情见表E3 OLS。
讨论
本研究的主要发现是,在6至10岁儿童与临床诊断:CF)很少有一个正常的HRCT或者LCI;b) LCI更敏感比肺活量的或plethysmographic结果HRCT的存在异常(包括对总分和个人异常);和(c)与以前的工作,17正常LCI不能排除HRCT异常的存在在这个人口。小说的主要发现是,虽然HRCT是几乎总是异常(39/44,89%)如果LCI异常,一个正常的结果在测量不是一个正常的预测结果。从辐射剂量与HRCT是一个问题,作者建议,在临床实践中,应该执行LCI第一,,只有它是正常的孩子应该有一个HRCT。采纳这一政策将hrct表现在人口的数量减少了83%,这是来自53只九个科目。
之前的研究在这个领域
HRCT和LCI都有可能被认为是早期CF肺部疾病的标记。措施都是异常儿童与CF仍有正常的肺量测定法;211 - 13173738随着年龄的增长而恶化横断面研究,11151737在纵向研究和时间;143940和提高CF疗法。4142因此很有可能,这些措施都可以检测早期CF肺部疾病。然而,应该注意的是,这两个指标检测不同,尽管重叠,CF病理学的各个方面。HRCT检测主要是早期的结构变化,包括那些尚未可见普通x光照片;困气是远端气道阻塞的代理。LCI是肺功能的测量,特别是衡量非齐次通风分布。其他几个肺功能指标被用于这项研究。正如所料,肺量测定法不检测异常HRCT或LCI一样频繁。作者之前的研究表明,plethysmographic特定气道阻力优于肺量测定法,但不如LCI检测功能异常与CF学龄前儿童,12然而,在这个人口的年轻学生,作者发现恶性通货膨胀的措施(FRCpleth和RV)(通常是没有可衡量的学龄前儿童)均优于sReff对检测肺功能异常(表4和5从旧的学龄儿童),证实了先前的报道。4043同样,尽管FRC之间的关联pleth房车和结构变化对CT弱于那些看到LCI他们都大大强于与特定的气道阻力或肺量测定的结果(表E3, OLS)。
以前的研究有两种比较LCI CF患者HRCT。Gustafsson和同事回顾性分析临床资料收集44学科与CF 5至20岁。17所有的受试者肺量测定法,MBW, HRCT的年度审查,收集的数据虽然还不清楚所有扫描和肝功能进行相同的日期。从Gustafsson的研究数据17收集和分析从本研究使用不同的方法。首先,而Gustafsson CT的研究采用间歇采样协议,这项研究的作者收集了低剂量完成吸气容积数据集缺失畸形的风险降到最低。第二,比较CT和肺功能的数据在这个研究旨在识别方法和之间的整体一致性,通过招募当代对照组,确定孩子的程度与正常结果由一个方法可能被另一个正常/异常结果。在较小的一项研究中,Ellemunter和他的同事报告CT和LCI高度选择组34课题6 - 26岁,所有正常FEV1。38虽然前瞻性地收集了这些数据,但根据临床协议,扫描进行高达243天两个调查。与目前的研究相比,是不可能计算布罗迪II评分,目前被认为是最全面的,系统的和健壮的系统使用CF,从先前的研究,很难直接比较的结果。此外,这些研究都有一个现代的对照组,及其结构比较局限于肺量测定法和LCI而在这项研究中,功能评估的范围扩展到包括plethysmographic肺容积和阻力,已被证明是儿童早期肺病的敏感标记与CF。114043
的优点和缺点
本研究有一些重要方面的设计需要突出显示。首先,本研究是针对特定年龄段的儿童学龄早期。这个年龄段被选中,因为测试的相对轻松地与幼儿或学龄前儿童相比,和这些孩子的可能性只会有轻微的疾病。OLS中讨论,CF的孩子通常是代表那些在伦敦参加诊所的研究。13
前瞻性地收集了数据,HRCT和肺功能测试执行的几小时内。HRCT协议旨在提供一个平衡的最大信息与最低的辐射剂量。辐射剂量明显高于所有的胸体积是包括在扫描范围内,(0.6毫米薄片平行容积扫描),与传统的方法相比“取样”薄片肺片(例如,1毫米每隔10或20 mm)。后者技术将分流部分肺,不会被辐射,这是特别重要的高度辐射敏感的组织(如乳房组织)内直接入射辐射光束。另一方面,在障碍影响肺斑片状分布(尤其是在疾病的早期阶段过程)连续的整体体积数据收购将帮助询问整个体积的组织,因此检测早期体积小的变化更敏感的方式。在这项研究中,吸气的数据集作为一个整体收购肺体积的研究在低辐射剂量使审讯,在TLC整个肺容积的得分。作为妥协的呼气阶段收购只包括三个薄片肺扫描通过上执行,中期和更低的胸解剖部分。
一个潜在的方法论问题当使用CT评估肺实质疾病定义什么是“正常”的表象,因为这样的成像是很少有道理的主题与正常肺。小肺结构异常,如线性肺不张的小面积和感染性结节性整合,常见的是偶然发现的。困气可能是最具挑战性的问题:虽然空气滞留在CT是远端儿童呼吸道疾病的一个重要标志与CF和其他类型的non-CF呼吸道疾病,4445田中等显示广泛的困气可以在呼气CT发现在看似健康的人。46因此,使用零分定义“正常”可能导致健康受试者被归类为“异常”。为了克服这个问题,最近的出版物“异常”定义为复合改性布罗迪HRCT分数> 5%,或存在任何支气管扩张,困气涉及> 30%的肺。1747使用了类似的定义在这项研究中,只在困气的定义不同。事实上,包含5%的标准是多余的在这项研究中,所有患者的综合得分为> 5%有支气管扩张的证据和/或一个“困气”的得分> 6。这些定义,然而,仍然是任意的,没有研究的对照组,本质上未经验证。
一系列的措施是用来评估功能变化,和未来的健康对照组被招募。儿童恶性通货膨胀的程度不仅与CF明显plethysmographic之间的差异和气体冲刷的评估FRC但FRCpleth高架z分数的和房车。然而,后者将被严重低估了作者简单地表达结果根据出版的参考数据而不是直接比较健康对照组(表3,图E1 OLS)。有趣的是,除了LCI正是这些恶性通货膨胀的措施显示一致性和相关性最强的总得分CT和“支气管扩张”的得分(表4和5、表E3 OLS)。
最后,当解释这些结果,作者避免呈现敏感性和特异性的计算,这意味着存在一个黄金标准CF肺部疾病的检测。作者认为这样一个标准目前并不存在。而异常HRCT在儿童或LCI CF几乎肯定会反映肺部疾病的存在,这并不一定意味着一个正常的结果从一个或两个措施确认没有疾病。因此作者提出这些结果异常的频率和相一致的措施。
临床意义和结论
已经证明,HRCT和LCI都敏感,早期CF肺部疾病。相较于之前的研究,这项研究表明,正常LCI不是一个正常的HRCT的预测。一致性在更严重的肺部疾病的孩子很好,它是那么强势的孩子非常轻微的疾病。换句话说,一些孩子与正常LCI HRCT轻微异常,反之亦然。
两个措施仍有挑战需要解决。LCI的优势是它相对容易衡量,安全,便宜。过去的十年里,大多数的研究在这一领域一直在执行少量的专业实验室,没有商业MBW制造系统。这种情况在未来几年内很可能会改变。相比之下,HRCT扫描是广泛使用,良好的接受和验证评分系统。然而有一些争论是否计分系统可能更适合更敏感,还是定量自动得分可能更合适。48或许最重要的是,对相关的辐射存在担忧,重复的CT扫描。7910这个问题会限制CT扫描的数量,可以执行单个病人监控的目的,并限制其作为临床干预措施后的结果。
尚不可能确定其中一个比另一个更好的测试。长期随访需要确定哪些测试更准确地预测儿童的临床过程非常轻微或早期疾病,并测试是对肺部疾病的变化更敏感,这可能需要不同的方法根据具体研究或临床问题被提出。许多中心现在提倡在CF的年度HRCT扫描。然而,鉴于累积辐射暴露的潜在风险,作者建议,报告的数据的基础上,应该执行LCI第一调查学龄儿童评估CF肺部疾病的存在。只有在LCI是正常的HRCT可能是必要的。这种方法将允许更频繁的监测早期CF肺病,和增强的安全。这一政策将导致大量减少辐射CF人口负担,和可观的成本节约。
确认
作者感谢所有LCFC和儿童和家庭的成员,参与了这项研究。他们也感谢Sooky亮度无价的帮助与数据管理、卡罗尔年轻和伊冯·沙利文坚定不移的热情和帮助在CT扫描,每Gustafsson教授对他持续的支持和建议关于MBW技术和K Costeloe教授J博士Hawdon和员工Homerton大学和伦敦大学学院医院为他们协助招聘许多健康对照组。这项研究是由CF信任,英国史密斯医疗和哮喘。
引用
补充材料
脚注
伦敦囊性纤维化的成员协作P极光,我贝尔福林恩,布什,卡尔,J戴维斯,R Dinwiddie, f Hoo, W Kozlowska,亮度,C奥利弗·C·欧文斯,普拉萨德,J价格,Ranganathan, M罗森塔尔,克鲁伊斯,一个Shankar Stanojevic, J股票,J Stroobant, R .苏瑞,沃利斯韦德,C和H怀亚特
资金这项研究是由CF信任,英国史密斯医疗和哮喘。
相互竞争的利益一个也没有。
出处和同行评议不是委托;外部同行评议。