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航空公司告诉一个故事:测量气道体积变化使用呼吸功能成像可以区分稳定和进步的特发性肺纤维化在CT扫描# imagebiomarkers # ipfhttp://bit.ly/2M8KVLl
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特发性肺纤维化(IPF)是进步的条件不清楚病因学和患者减少异构轨迹。同时antifibrotic疗法能减缓疾病进展(1,2),确定一个人的疾病的能力当然是有限的测量肺功能(肺功能测试(击球))和视觉评估计算机断层扫描(CT)扫描,两者都有局限性。击球时影响病人技术和操作体验(3];CT扫描依靠放射科医师专业知识正确解释疾病稳定/进展和受interobserver可变性(4]。最近,自动化分析血管的体积可以预测疾病进展(5]。我们提出一种新的测量气道体积使用呼吸功能成像(星期五)可以确定CT扫描有更多进步的疾病。星期五是一个半自动的分割技术胸CT解剖,包括航空公司第七代,结合流模拟推导体积和电阻测量6]。图像通常比较完整的灵感(肺活量(TLC))和功能余气量(被动过期)阻力计算。然而,成像在TLC单独是充分的测量肺部和气道体积。星期五已经验证的健壮性阻塞性气道疾病,和IPF一直在探索少数患者作为国际内部审计师协会的《职业pamrevlumab审判阶段的一部分(6)和autotaxin抑制剂GLPG1690花絮”阶段试验。虽然这第二项研究没有动力显示改变用力肺活量(FVC),差异在气道体积和抵抗的治疗药物与安慰剂相比,但安慰剂组是有限的,只有三个病人(7]。
我们序列数据库进行分析来确定两个不同的组每组(n = 12) IPF患者(现称为“稳定”或“进步的”)在英国从一个专业中心。目的是确定,两个CT时间点,星期五可以区分患者更多clinicoradiological疾病恶化的证据。入选标准是IPF的多学科小组(联合化疗)的诊断,治疗天真antifibrotic疗法和两个CTs足够的质量(由一个专家胸放射科医师)≥3个月,与击球紧密结合与每个CT(3个月内)。排除标准用力呼气量在1 s / FVC < 0.7,另一半呼吸道病理学包括肺气肿> 15%,CT(由放射科医师)或IPF恶化的CT的证据。
受试者被分配到稳定集团是否有≤10%绝对FVC CTs之间下降及clinicoradiological疾病稳定的证据证实在重复联合化疗。病人分配到进步集团是否有≥10%绝对FVC CTs之间下降及进展的证据,再次证实了联合化疗。CT数据都是匿名,并进行了分析(星期五图1一个)。分析师对临床信息也不清楚。肺部和气道卷用于肺总,个人叶、中央第二代(第一)和远端(第三至第七代)航空公司。特定的气道体积(siV亚历山大-伍尔兹)计算肺气道体积除以体积。这允许interpatient比较患者的气道体积的不同的肺容积和intrapatient比较,考虑到肺容积成像之间预计将下降(4]。这项研究是在我们的机构伦理委员会批准(ref S02467)。首次使用R版本3.6.1执行统计分析(R统计计算的基础,维也纳,奥地利);使用棱镜v.8.1.1图和集团之间的比较(美国GraphPad拉霍亚,CA)。
两组匹配的人口统计数据和基线击球。之间没有差异(p = 0.5)组CT对击球的时机;大多数在2个月内进行成像。成像之间的间隔变化之间的174和1059天(平均间隔366(稳定)和695(进步),p = 0.05)。两组之间FVC CT扫描表现出下降下降较小值稳定组(−140毫升)与进步集团(−400毫升)(p = 0.005)。类似的研究结果中观察到的变化转移因子组之间的肺一氧化碳(稳定−7%,进步−17%;p = 0.02)。支持FVC的变化,两组肺容积星期五的下降。这是小的稳定(−270毫升)与进步(−740毫升)组(p = 0.03)。
我们使用分析和随机森林out-of-bag交叉验证来确定参数,星期五最好区分组(纠正和未修正的气道/肺容积和阻力测量整体和个体叶;最小节点1,最大48)。有七个参数与基尼系数> 0.65,在这些参数中,siV亚历山大-伍尔兹测量比未修正的预测在区分组气道卷。
起初CT扫描,气道卷中值稳定和进步团体分别为53和60毫升相似,与siV亚历山大-伍尔兹值14.9和15.6毫升·L−1(克鲁斯卡尔-沃利斯,p = 0.48)。然后在si显著增加V亚历山大-伍尔兹进步集团(中位数变化+ 6毫升·L−1)较稳定组(中位数变化−0.57毫升·L−1)(p = 0.0002)。这种差异是复制的分析局限于上部或下部叶时,或当比较中央或远端气道,比例较大的远端增加航空公司(图1 b)。回归分析显示,如果之间的弱相关V亚历山大-伍尔兹和间隔变化FVC (r2= 0.39)(图1 c)。改变特定的气道阻力也是衡量。有更大的进步的总电阻下降与稳定组但这不是统计学意义(−0.023与−0.001 kPa·s, p = 0.14)。
以前的工作表明,牵引支气管扩张预测死亡率IPF (8,9),它的存在与成纤维细胞的活动增加当比较CT和病理样本(10]。随着IPF的发展,航空公司扩大近端和远端气道扩张越来越曲折和囊性,可能最终导致蜂窝。这是由于部分拖引部队collagenisation和收缩引起的胸膜下,上皮细胞外基质,但也由于直接影响疾病的气道(11,12]。肺部经验增加剪切应变应力在通风由于nondistensible和僵化的航空公司之间的相互依存,脉管系统和薄壁组织(13]。在细胞水平上,这个过程的转导放大成纤维细胞活动(14]。我们已经演示了一个增加气道体积和疾病进展之间的联系,加强了对这些数据。
我们的研究有局限性固有的回顾数据。这是专门设计来评估差异两CT扫描,但没有考虑变动率,因为我们无法标准化CTs的时机。没有控制的充分性吸气和呼气成像虽然我们计算气道阻力,缺乏标准化可以解释为什么我们组间未见显著差异。
尽管如此,我们首次展示气道体积可以用来识别从IPF进行性疾病患者CT扫描。几个正在进行的临床试验antifibrotic治疗的重点是进行性纤维化肺病non-IPF障碍(15];然而,目前不可能可靠地预测哪些患者会进展并使用基线数据将保持稳定。星期五是一个安全的、健壮的机制来评估气道体积和si的变化是可能的V亚历山大-伍尔兹与现有的评估工具一起使用更敏感的IPF进展比FVC下降或独自CT表现。需要进一步评估与潜在的数据来回答这个问题。
确认
感谢(英国剑桥)皮耶罗Ricchiuto援助与统计分析。
脚注
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- 收到了2019年10月22日。
- 接受2019年12月11日。
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