Kronik obstrüktif akciğer hastalığı olgularında kantitatif volümetrik bilgisayarlı tomografi analizi ile pulmoner fonksiyon testi verilerinin korelasyonu
Correlation between quantitative volumetric computed tomography analysis and pulmonary function in patients with chronic obstructive pulmonary disease
Yazar: EYÜP ÇETİN
Danışman: PROF. DR. BANU ALICIOĞLU
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Radyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine

Özet:
Amaç: Bu retrospektif çalışmanın amacı Kronik Obstrüktif Akciğer Hastalığına sahip hastalarda fizyolojik ölçümlerle belirlenen pulmoner fonksiyon ile kantitatif Bilgisayarlı Tomografi analizi sonuçları arasında korelasyon varlığının araştırılmasıdır.

Gereç ve yöntem: Ekim 2021 ve Mart 2024 tarihleri arasında Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi Tıp Fakültesi Göğüs Hastalıkları Anabilim Dalı'nda muayene olan hastalar klinik bulguları, spirometri ve pletismografi verileri ile değerlendirildi. Kronik Obstrüktif Akciğer Hastalığı tanısı alan ve bu fizyolojik ölçümler hastalardan 128 kesitli Bilgisayarlı Tomografi cihazında yapılmış inspiryum ve ekspiryum toraks Bilgisayarlı Tomografi görüntüleri bulunanlar çalışmaya alındı. 18 yaşın altındaki hastalar ile hastanemizde yapılmış SFT, pletismografi tetkikleri ile inspiryum ve ekspiryum fazları bulunan yüksek rezolüsyonlu toraks BT görüntülemesi tetkiklerinden en az bir tanesi eksik olanlar, akciğer malignitesi veya malign kuşkulu nodül mevcudiyeti, tanılı interstisyel akciğer hastalığı, pnömokonyoz veya pulmoner masif fibrozis varlığı, pnömotoraks, plevral efüzyon, yaygın buzlu cam opasiteleri, toraks deformitesi, lobar kollaps, geniş boyutlu atelektazi mevcudiyeti, geçirilmiş akciğer cerrahisi ve toraksa yönelik radyoterapi öyküsü bulunanlar çalışma dışında bırakıldı. Uygun kriterleri karşılayan 41 hasta çalışmaya sahil edildi. İş istasyonu yazılımı üzerinden inspiryum görüntülemelerinden TAHin, TASin, p15in ve OADin; ekspiryum görüntülemelerinden TAHeks, TASeks, p15eks ve OADeks; bu ölçümler üzerinden yüzdesel fark hesaplanarak bulunan TAHdif, TASdif, p15dif ve OADdif parametreleri kullanıldı. Pulmoner fonksiyonu değerlendirmek için spirometri ve pletismografi ölçümlerinden FEV1 (mL), FEV1pred%, FVC (mL), FVCpred%, FEV1/FVC (%), TLC (mL), TLCpred%, RV (mL), RVpred%, RV/TLC (%), DLCO (%) ile hava akışı kısıtlılığına denk gelen GOLD grubu kullanıldı. Tüm istatistiksel analizler IBM SPSS v29.0.2.0 programında yapıldı.

Bulgular: Çalışmaya 34 erkek, 7 kadın olmak üzere toplam 41 hasta dahil edildi. Bu hastalardan 12 tanesinin GOLD 2, 21 tanesinin GOLD 3, 8 tanesinin ise GOLD 4 grubu ile uyumlu hava akış kısıtlılığına sahip olduğu görüldü. TAHin TLC ile kuvvetli (r=0,73, p<0,0001); RV (r=0,613, p<0,0001), FEV1/FVC (r=-0,505, p=0,001), RV/TLC (r=0,428, p=0,005) ile orta dereceli; FEV1pred% (r=-0,343 p=0,028) ile daha düşük dereceli korelasyon gösterdi. TAHeks; RV (r=0,675), RV/TLC (r=0,589), TLC (r=0,573), FEV1/FVC (r=-0,564, p<0,0001) ve FEV1pred% (r=-0,445, p=0,004) ile orta kuvvetli; RVpred% (r=0,31, p=0,049) ile daha az kuvvetli korelasyona sahipti. İnspiryum ve ekspiryum amfizem skorlarıyla başta FEV1/FEVC (sırasıyla r=-0,727, p<0,0001; r=-0,687, p<0,0001) ve FEV1 (sırasıyla r=0,375, p=0,025, r=-0,431, p=0,005) başta olmak üzere spirometri verileriyle arasında orta ve yüksek kuvvete sahip istatiksel korelasyonlar saptandı. İnspiryum ve ekspiryum p15 parametreleri de amfizem skorlarına benzer şekilde FEV1/FVC başta olmak üzere (sırasıyla r=0,721, p<0,0001; r=0,724, p<0,0001) çeşitli pulmoner fonksiyon verileriyle orta ve yüksek kuvvete sahip korelasyon gösterdi. Genel olarak ekspiryum p15 ölçümlerinin korelasyon katsayılarının inspiryum p15 ölçümlerine göre nispeten daha yüksek olduğu gözlendi. OADin FEV1/FVC (r=0,593), RV (r=-0,591), TLC (r=-0,545, p<0,0001), başta olmak üzere çeşitli fonksiyon verileriyle orta derecede kuvvetli; OADeks ise FEV1/FVC (r=0,616), RV/TLC (r=-0,610), RV (r=-0,528, p<0,0001) başta olmak üzere çeşitli fonksiyon verileriyle orta derecede kuvvetli korelasyonlara sahip olarak bulundu. p15dif ile FEV1%pred arasında (r=0,423, p=0,006) orta dereceli kuvvetli pozitif korelasyon saptandı. Bunun dışında diğer yüzdesel diferansiyel parametrelerin başta TASdif ile FEV1 (r=0,471, p=0,002) ve TAHdif ve FEV1 (r=0,450, p=0,003) arasında olmak üzere çeşitli fonksiyon verileriyle orta derecede anlamlı korelasyonları görüldü. DLCO ile en güçlü korelasyonun p15eks parametresinde olduğu saptandı (r=0,557, p<0,0001).

Sonuçlar: Çalışmada BT ile ölçülen akciğer hacimleriyle pletismografide ölçülen hacimler arasında yüksek kuvvetli korelasyon saptandı. Amfizem skorları ve p15 parametreleriyle FEV1/FVC arasında da kuvvetli korelasyonlar olduğu görüldü. Genel olarak ekspiryum BT parametreleriyle hava akış kısıtlılığının güçlü bir göstergesi olduğu düşünülen RV/TLC arasında inspiryum BT parametrelerine oranla daha yüksek istatistiksel anlamlı korelasyonlar bulundu. Dinamik veri sağlayabileceği düşünülen p15dif parametresi FEV1, FEV1%pred ve RV/TLC ile orta dereceli kuvvete sahip korelasyon gösterdi. Akciğerlerin difüzyon kapasitesini gösteren DLCO ile başta p15eks olmak üzere tüm amfizem skorları ve p15 parametreleri arasında orta derecede kuvvete sahip korelasyonlar saptandı. KOAH hastalarında obstrüksiyonun derecesine göre dayanan GOLD sınıfları üzerinde yapılan analizde, inspiryum ve ekspiryum amfizem skorları ile inspiryum ve ekspiryum p15 değerlerinin hastalık derecesi ile paralel değişim gösterdiği için; p15 parametreleri ve özellikle amfizem skorlarının hava akış kısıtlılığı derecesinin bir göstergesi olabileceği değerlendirildi.

Anahtar Kelimeler: Amfizem, Kantitatif BT, Kronik obstrüktif akciğer hastalığı, Pulmoner fonksiyon testi

Abstract:
Objective: The aim of this retrospective study is to investigate the correlation between pulmonary function determined by physiological measurements and the results of quantitative Computed Tomography analysis in patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease

Matherial and methods: Between October 2021 and March 2024, patients diagnosed with Chronic Obstructive Pulmonary Disease based on clinical findings, spirometry, and plethysmography data were evaluated at the Department of Pulmonology, Faculty of Medicine, Zonguldak Bülent Ecevit University. Patients who underwent high-resolution thoracic CT imaging using a 128-slice Computed Tomography device in our hospital radiology unit, with inspiratory and expiratory thoracic CT images available in our hospital's PACS imaging archive, were included in the study. Patients under the age of 18, those with at least one missing test result of spirometry, plethysmography, or high-resolution thoracic CT imaging, those with lung malignancy or suspicious nodules, diagnosed interstitial lung disease, pneumoconiosis or massive pulmonary fibrosis, pneumothorax, pleural effusion, diffuse ground-glass opacities, thoracic deformities, lobar collapse, extensive atelectasis, history of lung surgery, or having a history of thoracic radiotherapy were excluded from the study. A total of 41 patients meeting the inclusion criteria were included in the study. Parameters derived from inspiratory and expiratory imaging, including TAHin, TASin, p15in, OADin, TAHexp, TASexp, p15exp, OADexp, as well as the percentage differences calculated from these measurements (TAHdif, TASdif, p15dif, OADdif), were used for analysis. Pulmonary function was assessed using spirometry and plethysmography measurements, including FEV1 (mL), FEV1pred%, FVC (mL), FVCpred%, FEV1/FVC (%), TLC (mL), TLCpred%, RV (mL), RVpred%, RV/TLC (%), and DLCO (%), along with GOLD classification corresponding to airflow limitation. All statistical analyses were performed using IBM SPSS v29.0.2.0 software.

Results: A total of 41 patients were included in the study, comprising 34 males and 7 females. Among these patients, 12 were classified as GOLD 2, 21 as GOLD 3, and 8 as GOLD 4, indicating varying degrees of airflow limitation. Strong correlations were observed between TAHin and TLC (r=0.73); moderate correlations were found with RV (r=0.613, p<0.0001), FEV1/FVC (r=-0.505, p=0.001), and RV/TLC (r=0.428, p=0.005), while a lower degree of correlation was noted with FEV1pred% (r=-0.343, p=0.028). TAHexp exhibited moderate to strong correlations with RV (r=0.675), RV/TLC (r=0.589), TLC (r=0.573), FEV1/FVC (r=-0.564, p<0.0001), and FEV1pred% (r=-0.445, p=0.004), and a weaker correlation with RVpred% (r=0.31, p=0.049). Moderate to high correlations were observed between inspiratory and expiratory emphysema scores and spirometry data, particularly with FEV1/FVC (r=-0.727, p<0.0001; r=-0.687, p<0.0001) and FEV1 (r=0.375, p=0.025; r=-0.431, p=0.005). Similarly, inspiratory and expiratory p15 parameters demonstrated moderate to high correlations with various pulmonary function data, primarily with FEV1/FVC (r=0.721, p<0.0001; r=0.724, p<0.0001). Overall, expiratory p15 measurements exhibited relatively higher correlation coefficients compared to inspiratory p15 measurements. OADin showed moderate correlations with various function data, notably with FEV1/FVC (r=0.593), RV (r=-0.591), and TLC (r=-0.545, p<0.0001), while OADexp demonstrated moderate correlations with FEV1/FVC (r=0.616), RV/TLC (r=-0.610), and RV (r=-0.528, p<0.0001). A moderate positive correlation was observed between p15dif and FEV1%pred (r=0.423, p=0.006). Additional significant moderate correlations were noted between TASdif and FEV1 (r=0.471, p=0.002) and between TAHdif and FEV1 (r=0.450, p=0.003). The strongest correlation with DLCO was observed in the p15exp (r=0.557, p<0.0001)

Conclusion: In this study, a strong correlation was found between lung volumes measured by CT and those measured by plethysmography. Strong correlations were also observed between emphysema scores and p15 parameters with FEV1/FVC. Generally, expiratory CT parameters demonstrated statistically significant correlations with the RV/TLC ratio, which is considered a strong indicator of airflow limitation, compared to inspiratory CT parameters. Against the expectation from the study p15dif parameter which we believed could provide dynamic data, demonstrated only moderate correlations with FEV1, FEV1%pred, and RV/TLC. Moderate correlations were found between DLCO, a measure of lung diffusion capacity, and all emphysema scores, as well as p15 parameters, with the strongest being with the p15exp parameter. In the analysis we conducted on GOLD classifications based on the degree of obstruction in COPD patients, inspiratory and expiratory emphysema scores showed parallel changes with the severity of the disease, as did inspiratory and expiratory p15 values. We concluded that the p15 parameter, especially emphysema scores, could serve as indicators of the degree of airflow limitation.

Key Words: Emphysema, Quantitative CT, Chronic obstructive pulmonary disease, Pulmonary function test