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客观的Pre-capillary肺动脉高压(PHT)的特点是进步的肺血管闭塞和血管储备的损失。在卫生、区域肺灌注重新分配在重力的影响下由于recruitable血管的存在。我们调查了一个结合单光子发射计算机断层扫描/ CT (SPECT / CT)方法量化评估肺循环的重力依赖肺灌注的再分配。
设计描述的患者与健康对照组。
病人患者15 pre-capillary PHT和11健康对照组。
设置大学医院诊所。
干预地区肺灌注用SPECT / CT测量在两个不同的姿势(仰卧位与直立)。灌注再分配指数(PRI)被用来量化cranial-caudal转变区域肺灌注造成引力(姿势)的变化。
主要结果测量革命制度党之间的比较情况下和控制,与标记相关的疾病严重病例。
结果患者pre-capillary PHT相比明显减少PRI控件(0.02±0.06 vs 0.28±0.15正常灌注/厘米,p < 0.0001)。革命制度党与预后显著相关参数,比如6分钟步行距离(r = 0.60, p = 0.018),功能类(p = 0.008),三尖瓣环平面收缩偏差(r = 0.58, p = 0.022)。接受者操作特性曲线表明,革命制度党分化患者pre-capillary PHT从控制AUC = 0.94 (p < 0.001)。
结论SPECT / CT,重力依赖肺灌注的再分配可以量化使用革命制度党来源于仰卧位和直立灌注分析。PRI的潜在效用PHT的非侵入性检测和评估疾病严重程度需要进一步研究。
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介绍
肺血管疾病的特点是进步的消灭和改造的肺动脉导致损失的血管储备和开发pre-capillary肺动脉高压(PHT)。1正常的肺循环阻力较低,高电容电路能够满足整个心输出量在低动脉压力。2正常肺循环的一个重要特性是存在血管储备可用于招聘。3在直立的姿势,大多数血管储备位于顶端的船只由于重力地区肺灌注的影响。4,5在仰卧的姿势,灌注重新分配向肺血管储备位于顶端导致更均匀cranial-caudal灌注概要文件。6因此,肺灌注正常重力的影响下重新分配,和相关功能的存在血管储备。
单光子发射计算机断层扫描(SPECT)已经应用多年研究肺灌注的体内,和肺栓塞的诊断。6 - 8与SPECT、区域肺灌注可以使用放射性示踪剂,研究仍然暂时困在肺循环后管理。因此,重力的影响(或姿势)地区肺灌注期间可以通过注入放射性示踪剂研究直立和懒散的身体位置。
本研究的目的是评估客观定量测量重力依赖使用SPECT / CT灌注成像灌注再分配。我们提出重力依赖患者肺灌注的重新分配将减毒pre-capillary PHT,与健康对照组相比。此外,我们旨在评估量化灌注再分配是否能准确区分健康对照组患者pre-capillary PHT,和评估疾病严重程度的灌注再分配和标记之间的关系。
方法
研究对象
共有26个学科进行SPECT / CT灌注成像与仰卧位和正直的放射性示踪剂注射。11名健康受试者所有非吸烟者没有心脏或呼吸系统疾病作为控制的历史。十五受试者pre-capillary PHT(确定创的权利核心catheterisation (RHC)由一个平均肺动脉压(PAP)≥25毫米汞柱和肺毛细血管楔压< 15毫米汞柱)是从皇家王子阿尔弗雷德医院招募PHT诊所。十个受试者肺动脉高血压(多环芳烃)和五个慢性血栓栓塞PHT (CTEPH)诊断类别显示最近的欧洲心脏病学会/欧洲呼吸协会的指导方针。188bet官网地址9重要的内在肺部疾病患者(1 s,用力呼气量1)< 70%预测或预测用力肺活量< 70%)被排除在研究之外。SPECT / CT成像之间的平均时间和最后RHC 34个月(差—42个月)。超声心动图和6分钟步行距离(6随钻测量)都是1周内获得SPECT / CT成像。超声心动图参数包括收缩期PAP源自三尖瓣返流速度和三尖瓣环平面收缩期峰值偏移(TAPSE)作为测量右心室收缩功能。研究协议是经当地伦理委员会批准,是为了保持所有科目低于总辐射剂量限制在国家指导方针建议。所有科目提供知情同意参与这项研究。
放射性示踪剂管理
每个主题进行SPECT与仰卧位和正直的放射性示踪剂政府收购,以随机顺序。仰卧的管理对象最初指示躺仰卧位至少3分钟。其次是吸入99米Tc-Technegas (Technegas CycloMedica,悉尼,澳大利亚)在潮汐呼吸达到25 - 35兆贝可内的放射性肺。收购后SPECT通风数据,对象仍然在同一个仰卧位,100 - 110的兆贝可99米大颗粒Tc白蛋白(MAA) (DraxImage MAA,欢欣鼓舞DraxImage Inc,魁北克,加拿大)是静脉注射获得灌注数据。正直的政府,受试者坐在正直3分钟吸入Technegas之前,和保持直立的2分钟前吸入后躺到仰卧位通风SPECT的采集数据。受试者被要求坐直作为静脉注射前3分钟前99米Tc-MAA。同样,受试者保持直立的前2分钟后注入仰卧时扫描。受试者被要求维持正常的潮汐放射性示踪剂执政期间的呼吸。作为Technegas和99米Tc-MAA迅速成为被困在肺部和固定管理后,仰卧位和正直的放射性示踪剂政府将捕捉注射的代表肺生理姿势。仰卧位和直立SPECT数据集获得至少48小时,允许完全消除放射性示踪剂的活动。
SPECT / CT采集和图像重建
SPECT收购与双探测器γ相机使用128×128矩阵在15秒/预测120年预测(60 /检测器,3°径向增量)装有低能量、高分辨率的准直仪。其次是CT扫描在功能性残余体积使用电子束电流30 mA,管电压的130千伏峰值,间距为1.5片4毫米的厚度。SPECT图像获得使用SymbiaEγ相机(美国莫尔文西门子医疗)或天窗γ相机(美国飞利浦,苗必达)其次是CT上获得一个PQ5000 CT扫描仪(美国克利夫兰选择集团)或放映机未经中华人民共和国交通部。S / 64 CT(美国莫尔文西门子医疗)。
研究重建使用迭代重建使用expectation-maximisation有序子集的算法与八投影数据的子集和四个迭代。10重建后,数据过滤与3 d巴特沃斯滤波器(1.2的订单,截止0.8周期/像素)。衰减和散射校正使用CT派生衰减地图进行CT Hounsfield单位转换生成的线性衰减系数(μ)99米Tc提供定量准确的SPECT图像。11传输相关的散射校正方法正确使用CT数据被用来分散的投影数据。12图像重建后,所有图像集被共同注册的口口相传CT扫描空间对齐,从而允许基于体积比较。每个主题的总有效剂量的辐射进行SPECT / CT∼4毫西弗(低剂量CT, 1.1毫西弗;SPECT(仰卧位+直立),2.95 mSv)。
灌注梯度和灌注再分配
SPECT数据集进行分析使用自定义软件使用交互式数据语言编程开发平台(美国博尔德IDL, ITT)。保持通风的灌注数据纠正活动自动衰减校正后图像减法的过程。通风数据获得,以确保我们当前的主题没有灌注缺陷造成重大通风异常,以及潜在的能力来分析区域V / Q比率(数据没有提交)。鉴于总通风活动大约四倍低于总灌注活动,这个减法算法有最小影响灌注图像结合放射性衰变。13
主题有不同的肺山庄,我们选择一个预先确定感兴趣的区域(ROI)跨越14厘米沿着cranial-caudal平面进行分析。用解剖co-localisation co-registered CT扫描,ROI是集中在一个参考平面对齐支气管中间部的中点,沿着cranial-caudal轴接近中层的肺。ROI也避免包含肺灌注数据极端最高的和最低的地区由于边缘效应(图1)。
SPECT / CT灌注数据的采集。受试者接受仰卧位和直立放射性示踪剂注入(随机顺序)获得灌注地图对应的姿态。感兴趣的区域(ROI)沿着cranial-caudal轴被选为灌注数据分析。这ROI是集中在一个参考平面,与肺的变化沿cranial-caudal轴。
轴向CT片被手动分割的视觉描述肺边缘结合内部软件算法自动提取的肺部CT数据。每个肺片的体积决定从横截面面积和切片厚度。考虑到实际剂量的略有不同99米Tc-MAA交付为每个扫描和不同程度的γ光子吸收不同大小的对象,总发现放射性事件不同。灌注数据实现正常化首先重建事件除以每一块在总事件记录在肺ROI。这提供了“部分灌注/肺片”(即总将总和为100%)。每片是4毫米厚,每个横片然后乘以40为了获得最后的正常化灌注数据代表部分灌注/厘米。斜角从高到低线性回归是用来计算区域灌注渐变为各自的姿势。
为了量化程度的肺灌注仰卧位和直立姿势之间的再分配,仰卧位扫描的正常化灌注情节是减去正常灌注阴谋的垂直扫描(为每个相应的肺片)来生成Δ(仰卧位−直立)正常灌注阴谋。Δ的(仰卧位−直立)正常灌注情节量化灌注的程度再分配与体位变化有关。一个日益Δ的斜率为正(仰卧位−直立)情节是直立时再分配灌注肺的基地。Δ进行线性回归(仰卧位−直立)情节与斜率定义为灌注再分配指数(PRI) (图2)。
从研究对象代表灌注情节。一块生成每个轴的正常灌注肺片感兴趣的地区。x轴,0厘米是指肺的参考中层,与尾地区向左向右和颅地区。仰卧的灌注图(红色),灌注情节(蓝色)和Δ正直的人仰卧位−直立灌注情节(绿色)显示左、右肺。Δ的斜率仰卧位−直立灌注阴谋被定义为灌注再分配指数(PRI)。革命制度党当时调整微分灌注左、右肺的贡献。(上层板)在一个健康的控制,仰卧位和直立灌注情节显然是不同的,导致Δ仰卧位−直立灌注情节显著正斜率表示再分配的肺灌注造成体位改变(PRI = 0.26正常灌注/厘米)。(中间板)患者肺动脉高血压(PAH)展示了几乎相同的仰卧位和直立灌注情节,导致Δ仰卧位−直立灌注情节斜率接近于零,表明损失灌注再分配(PRI = 0.01正常灌注/厘米)。(较低的面板)患者慢性血栓栓塞肺动脉高压(CTEPH)类似的减少灌注再分配(PRI = 0.06正常灌注/厘米)。由于大型船舶在不同的动脉血管阻塞领土,仰卧位(直立)灌注的概要文件是不均匀的。
计算加权平均为每个主题是革命制度党然后调整总量的比例每个左、右肺肺灌注提供:
革命制度党(PRI左×(%总灌注左肺)+革命制度党正确的×总肺灌注到右(%)
分析
所有的结果提出了均值±SD,除非另有说明。主要结果测量指标是PRI健康控制和患者之间的差异pre-capillary PHT。一个预先确定的亚组分析基于PHT亚型(多环芳烃或CTEPH)也执行。比较组间进行使用单向方差分析(方差分析),如果重要,使用独立的子组比较t检验分析。Mann-Whitney U测试如果使用数据偏离了常态。革命制度党之间的关系和临床变量(6随钻测量、子宫颈和TAPSE)得到枪兵的相关性。接受者操作特征(ROC)曲线是用来评估PRI区分控制和案件的能力。多元线性回归模型被用来检查PHT之间的关系和革命制度党,共变量的调整。统计学意义是推断一个双边p值< 0.05,分析SPSS V.15.0(美国芝加哥SPSS公司)。
结果
归纳了研究对象的临床特点表1。控制受试者基线人口统计学没有显著不同于那些pre-capillary PHT。受试者pre-capillary PHT显示一系列疾病严重程度从轻微到严重的疾病的范围的功能类,6随钻测量和血液动力学的错乱。
模式的地区肺灌注
对照组的直立姿势,灌注情节通常显示增加灌注肺基地,虽然具有改善工程量变化区域灌注梯度之间的学科。正直的灌注梯度的平均值为0.29±0.21正常化为左肺灌注/厘米,和0.23±0.22正常的肺灌注/厘米(p = 0.001和0.003 vs零梯度,分别)。在仰卧位,灌注是转向了建筑学极点导致意味着区域梯度−0.02±0.13正常化为左肺灌注/厘米,和−0.01±0.13正常的肺灌注/厘米,这两个没有显著不同于零梯度(p = 0.58和0.78 vs零梯度,分别)。
在pre-capillary PHT集团,目视检查灌注的概要文件显示不同的多环芳烃和CTEPH对象之间的差异。大血管阻塞的结果在不同的地理区域在CTEPH cranial-caudal灌注剖面不均匀,左派和右派的肺之间的不同。PAH主题,另一方面,展示一个更均匀灌注概要文件(图2)。
重力依赖灌注再分配
患者pre-capillary PHT显示相比明显减毒PRI控件(0.02±0.06 vs 0.28±0.15正常灌注/厘米,p < 0.0001)。当分层根据PHT亚型,PRI的多环芳烃和CTEPH团体仍然明显低于控件(0.03±0.07,0.01±0.05正常灌注/厘米,分别为控制相比)(p < 0.05图3后)。调整年龄、性别、体重指数、肺活量、存在pre-capillary PHT仍是一个独立的预测因子PRI (表2)。
(上半部分)灌注再分配指数(PRI)控制和pre-capillary肺动脉高压的主题。个人数据点和PRI显示组的意思。革命制度党在控制为0.28±0.15正常灌注/厘米,比0.03±0.07正常灌注/厘米肺动脉高血压(PAH)组(p = 0.0002 vs控制)和0.01±0.05正常灌注/厘米慢性血栓栓塞肺动脉高压(CTEPH)组(p = 0.002 vs控制)。革命制度党在多环芳烃和CTEPH组没有显著不同(p = 0.6)。根据世卫组织功能(下图)PRI类(FC)的地位。Pre-capillary肺动脉高压患者更好的FC状态(1或2)相比有更高的PRI降低FC (3) (0.08±0.05 vs−0.01±0.05正常灌注/厘米,p = 0.008)。
革命制度党之间的相关性和PHT疾病严重程度的标志
PHT科目中,革命制度党将积极与6随钻测量(r = 0.60, p = 0.018)和TAPSE (r = 0.58, p = 0.022)。革命制度党没有与超声心动图测定收缩压PAP (r =−0.40, p = 0.14)。革命制度党是高功能类1或2患者相比,功能3班(0.08±0.05 vs−0.01±0.05正常灌注/厘米,p = 0.008) (图3B)。
中华民国的PRI直立灌注相比,梯度分析
ROC曲线分析表明优秀的PRI的区分能力pre-capillary PHT和对照组(AUC = 0.94, p < 0.001)。当组织的比较,分析其区域灌注梯度在直立位置,歧视减少(AUC = 0.76, p = 0.02) (图4)。
接受者操作特征(ROC)曲线比较灌注再分配指数(PRI)与直立灌注梯度pre-capillary肺动脉高压的存在。使用革命制度党,ROC曲线显示优秀的控制之间的歧视和pre-capillary肺动脉高压(PHT)组(AUC = 0.94, p < 0.001)。斜角从高到低但是,如果区域灌注梯度(仅从直立的测量),歧视主题之间有或没有pre-capillary PHT是减少(AUC = 0.76, p = 0.02)。
讨论
在本研究中,我们报告一位SPECT / CT技术的评估依赖于重力分配肺灌注肺血管疾病的标志。我们证明对象与pre-capillary PHT显示明显的衰减在正常重力依赖肺灌注的再分配。
重力的影响地区肺灌注最早被西方等1450年前,随后被其他研究者证实。6,15—在这个重力依赖模型,肺灌注是由肺动脉的相互作用决定的,肺部静脉,肺泡的压力。虽然重力和动脉几何的相对贡献决定肺灌注分布仍然是辩论,月19 - 21日有共识,重力中扮演一个重要的管理角色在健康受试者肺血管流分布。
灌注再分配量化使用革命制度党时,受试者pre-capillary PHT相比有明显减少革命制度党控制,表明失重附近依赖灌注再分配。此外,这种技术在检测敏感灌注再分配的损失无论大型容器或小血管疾病,当多环芳烃和CTEPH组分别比较。
重力依赖灌注再分配依赖于低休息动脉压(正常的意思是人民行动党∼15毫米汞柱)和膨胀的能力和/或招募之前under-perfused血管。然而,随着人民行动党增加,重力的影响地区肺灌注按比例变得不那么重要了。14重要的是,血管储备的损失造成阻塞性血管病变减少船舶招聘,因此流量再分配的能力。因此,潜在的病理生理机制可能导致丧失灌注再分配pre-capillary PHT科目recruitable血管储备的损失。
以前的核研究使用传统平面技术提供了相互矛盾的证据的效用分析区域肺灌注PHT的检测。22总的来说,这些研究大多为主题与post-capillary PHT由于心脏病和评估灌注在直立位置。使用平面显像和研究131年I-MAA特别检查了建筑学PAH人口,发现区域灌注比率PAH直立对肺的增加相比,控制(左肺不能评估由于干扰心脏室的技术用于这项研究)。28然而,从我们的研究的观察结果显示:依靠直立灌注分析可能产生误导。我们发现有显著的控制和斜角从高到低情况下如果重叠区域灌注梯度来源于测量仅仅被认为是正直的人。这是由于直立灌注的相对较大的色散渐变控制和案例。然而,我们的研究结果表明,PRI的使用显著提高控制之间的歧视和pre-capillary PHT, ROC曲线所示。这表明姿态相关的评估灌注再分配(通过比较正直和懒散的灌注测量)优于从直立的测量分析区域灌注肺血管疾病的检测。SPECT / CT成像技术的使用也使提高精度的量化区域肺灌注相比,平面技术。在我们的研究中,区域灌注数量调整基于co-registered解剖肺容积CT图像,与平面技术是不可能的。
我们发现与TAPSE PRI显著关联(右心室收缩性的标志),6随钻测量,功能类状态。这些参数是已知疾病严重程度和预后标记9这表明革命制度党可能传达相关信息的功能状态肺循环。有趣的是,革命制度党没有明显与收缩压PAP超声心动图。缺乏与收缩压PAP的可能不准确的超声心动图PAP的评估,29日和PAP的事实并没有被证明是一个重要的预后标记在pre-capillary PHT在先前的研究。9我们没有试图分析PRI和入侵血流动力学参数之间的关系,进行SPECT / CT成像在不同时间段后,初步诊断RHC。
最近的兴趣都集中在利用核磁共振和电子束CT肺灌注生理成像的,考虑到这些技术的高空间分辨率SPECT相比。电子束CT和MRI研究已经证明损失ventral-to-dorsal灌注梯度PHT学科仰卧。30.,31日然而,SPECT的主要优势是,肺生理身体可以学习在任何位置的放射性示踪剂管理感兴趣的在相应的位置。相比之下,MRI和CT技术只允许身体灌注成像在水平位置。因此,研究肺灌注仰卧位之间的再分配和直立位置,只有可能是使用radionucleotide技术。
我们的研究必须的上下文中解释以下的局限性。这是一个概念验证研究旨在确定pre-capillary PHT(由于多环芳烃或CTEPH)会导致失去重力依赖灌注再分配,使用定量SPECT / CT技术。我们的研究是相对较小的,我们比较健康对照组受试者建立疾病。我们丰富我们的研究人群与温和的疾病,与七15例的功能类1或2的状态。然而,这种技术的实用检测pre-capillary PHT(特别是早期疾病)是未经证实的,需要前瞻性验证从一个独立的主题呈现呼吸困难或疑似肺血管疾病。SPECT / CT技术要求的性能比较与常规多普勒超声心动图等形式,目前仍是标准的非侵入性检测PHT的工具。
我们目前的研究没有注册post-capillary患者(或被动)PHT因心脏病离开了。因此,我们不能确定革命制度党是否减少那些肺部静脉高血压但没有专门肺动脉血管病变。然而,在设定的肺部静脉压力升高,有招聘的肺微循环,重力的影响区域灌注减少,肺是主要区域3的条件下32这意味,PRI的设置也可以减毒post-capillary PHT。这也将是研究感兴趣的灌注再分配内在肺病患者有或没有PHT建立。最后,我们所有的科目pre-capillary PHT在特定的血管舒张药治疗。然而,肺血管舒张药不太可能会占重力损失依赖灌注再分配的疾病组。
总之,受试者pre-capillary PHT显示明显损害依赖重力分配可以被客观测定肺灌注和病理生理改变的小说SPECT / CT派生指数。确定灌注的程度再分配可能允许见解的功能性血管储备肺循环。PRI的效用的非侵入性检测早期pre-capillary PHT和评估疾病严重程度需要进一步研究。
关键信息
已知在这个问题上是什么
的正常肺循环有大量储备recruitable血管。Pre-capillary肺动脉高压的特点是进步的肺血管闭塞和血管储备的损失。
这个研究增加了
灌注再分配指数(PRI),源自核SPECT / CT成像,被用来量化依赖重力变化区域肺灌注肺血管储备的一个标志。革命制度党在pre-capillary肺动脉高压明显减弱,与疾病严重程度的标志。
这可能会如何影响临床实践呢
革命制度党可能提供见解的功能储备肺循环。PRI检测肺动脉高压的潜在效用需要进一步研究。
引用
脚注
贡献者EMTL导致了研究设计、招聘、数据收集、数据分析、解释结果,和起草、审查和手稿的最终批准。他还负责这项研究的数据的准确性和完整性。下文了研究设计、数据分析、解释结果,并起草、审查和批准的手稿。EAB导致招聘、数据收集、审查和批准的手稿。PJT导致招聘,解释结果,审查和批准的手稿。PJR和GPS研究设计,审查和批准的手稿。TJC导致研究设计,解释结果,并起草、审查和批准的手稿。DSC导致了研究设计、数据分析、解释结果,并起草、审查和批准的手稿。
资金国家卫生和医学研究委员会(NHMRC)项目资助512404;NHMRC /心脏基金会633136年研究生奖学金。
相互竞争的利益一个也没有。
病人的同意获得的。
伦理批准伦理审查委员会(战区)。
出处和同行评议不是委托;外部同行评议。