Multirotations-CT während kontinuierlicher Beatmung: Vergleich unterschiedlicher Dichtebereiche bei gesunden Lungen und im Lavage-ARDS Modell

Zusammenfassung

Ziel: In dieser tierexperimentellen Studie werden die verschiedenen im CT erfaßbaren Dichtebereiche der Lunge während der Beatmung verglichen. Dabei werden gesunde Lungen und Lungen in einem lavageinduzierten Adult-Respiratory-Distress-Syndrom (ARDS)-Modell untersucht. Material und Methode: An 5 Schweinen erfolgte die CT in Multirotationstechnik in einer Schicht (1 mm Schichtdicke, effektive zeitliche Auflösung 250 ms). Hierbei wurde eine Inspiration bzw. eine Exspiration durch eine stufenweise Erhöhung bzw. Erniedrigung des Atemwegdruckes durchgeführt. Bei einer planimetrischen Auswertung sämtlicher CT-Aufnahmen wurde der untere Schwellenwert bei -910 HE festgelegt, der obere Schwellenwert hingegen von -800 HE bis -200 HE in Stufen von 100 HE variiert. Ergebnisse: Bei gesunden Lungen zeigt sich während der Inspiration die größte Flächenzunahme anhand des Dichtebereiches von -910 bis -700 HE. Nach ARDS-Induktion weist der Dichtebereich von -910 bis -300 HE die größten Veränderungen auf. Dies läßt sich mit einer Rekrutierung von atelektatischen Lungenbereichen (Dichtebereiche >-300 HE) und deren Überführung in Dichtebereiche von -700 bis -300 HE erklären. Schlußfolgerung: Multirotationsaufnahmen in der CT sind eine geeignete Methode, Veränderungen der ventilierten Alveolarfläche während des Atemzyklus zu bestimmen. Diese finden beim ARDS in anderen Dichtebereichen statt als unter physiologischen Bedingungen.

Summary

Purpose: In this animal study, density ranges for CT-based quantification of ventilated lung area were determined. Healthy lungs and ARDS lungs were compared during artificial respiration. Material and Methods: CT-scans were performed in 5 anesthetized pigs using a dynamic multi-scan CT option on a predefined transverse slice (slice thickness 1 mm; effective temporal resolution, 250 ms). During continuous CT acquisition, airway pressure was increased or decreased in a stepwise manner. In all images, areas of defined HU ranges were determined planimetrically. The lower threshold was set to -910 HE in all images. The upper threshold was varied from -800 HE to -200 HE in steps of 100 HE. Results: During inspiration in healthy lungs the HU-range of -910 to -700 HU showed the largest increase in area. During inspiration in ARDS lungs the HU range from -910 to -300 HU allowed the most sensitive assessment of area changes. These findings can be explained by recruitment of atelectases (HU-range >-300 HU) and their transition to a HU range from -700 to -300 HU. Conclusion: Dynamic multiscan CT acquisitions are a useful method to determine changes of ventilated lung area during a respiratory cycle. Different HU-ranges are required to access volume changes in healthy lungs and in ARDS lungs.

Schlüsselwörter:

Computertomographie (CT), Quantifizierung - Lunge, Ventilation - Lunge, Dichte - Adult Respiratory Distress Syndrome (ARDS) - Schwein

Key words:

Computed tomography (CT), quantitative - Lung, ventilation - Lung, density - Adult Respiratory Distress Syndrome (ARDS) - porcine model