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Künstliche Intelligenz (AI) basierenden Quantifizierung der pulmonalen HRCT (AIpqHRCT) bei entzündlich rheumatischen Erkrankungen und interstitieller Lungenerkrankungen – eine vergleichende Studie zur Lungenfunktion und HRCT-Mustern
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Veröffentlicht: | 18. September 2024 |
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Einleitung: Die Lungenbeteiligung (ILD) ist eine häufige Organmanifestation bei Patienten mit entzündlich-rheumatischen Erkrankungen (ERE). Die Lungenfunktionsuntersuchung als auch die hochauflösende Computertomografie der Lunge (HRCT) stellen die Basisuntersuchungsmethoden in Bezug auf eine ILD bei ERE dar. Die AIpqHRCT ist eine neue Methodik zur Quantifizierung des Lungenparenchyms bei ERE. Ziel dieser Studie ist eine vergleichende Untersuchung der Lungenfunktionsparameter und HRCT-Muster zum AIqpHRCT bei Erstdiagnose einer ERE mit einer ILD.
Methoden: In die Studie wurden 50 Patient*innen (15 Männer und 35 Frauen, mittleres Alter: 57,2±12,8 Jahren) mit einer ERE (rheumatoide Arthritis, ANCA assoziierte Vaskulitis, Myositis und Kollagenosen) sowie ILD eingeschlossen. Alle Patienten erhielten eine Lungenfunktionsuntersuchung (forcierte Vitalkapazität [FVC], totale Lungenkapazität [TLC] und Transferfaktor für Kohlenmonoxid [DLCO]) als auch ein HRCT. Entsprechend dem HRCT-Muster (Milchglastrübungen [GGO], nicht spezifische interstitielle Pneumonie [NSIP] und gewöhnliche interstitielle Pneumonie [UIP]) erfolgte eine Einteilung entsprechend der folgenden Gruppierung: Milchglastrübungen (GGO, n=10, 20,0%), nicht spezifische interstitielle Pneumonie (NSIP, n=25, 50,0%), gewöhnliche interstitielle Pneumonie (UIP, n=12, 24,0%) und granulomatöse Veränderungen (n=3, 6,0%). Zusätzlich wurde eine Quantifizierung der ILD mittels AIpqHRCT (SATORI, RACOON Lung Analysis Platform Version 1.8.0, Fraunhofer, MEVIS, Bremen, Deutschland) vorgenommen. Das AIpqHRCT-Protokoll umfasste die Bestimmung des Lungenvolumens (Volumetrie), Milchglastrübungen (GGO), Retikulationen, des High Attenuated Volume (HAV), des Honigwaben-Musters und des Gesamtausmaßes der Fibrose.
Ergebnisse: Die Analyse der 50 Patienten zeigte eine signifikante Zunahme der ILD gemessen mittels AIqpHRCT-Daten von 10,7±28,3% (GGO) auf 13,8±17,6% (NSIP) und 18,9±12,4% (UIP). Die Regressionsanalyse zwischen den Lungenfunktionsparametern und AIqpHRCT ergab eine signifikante negative Korrelation von FVC (ρ=-0,501), TLC (ρ=-0,622) und DLCO (ρ=-0,693) mit dem Gesamtausmaß der Fibrose. Für die GGO wurde eine signifikant negative Korrelation zur DLCO (ρ=-0,699), TLC (ρ=-0,580) und FVC (ρ=-0,423) evaluiert.
Schlussfolgerung: Die AIqpHRCT zeigt eine Zunahme der ILD von GGO über NSIP zu UIP. Gleichzeitig ist die Abnahme der DLCO mit einer Zunahme der GGO und die Reduktion der FVC ist mit einem fibrotischen Lungengerüstumbau assoziiert. Schlussfolgernd korreliert die DLCO mit dem Auftreten von GGO und die FVC-Reduktion mit dem Ausmaß der Fibrose. Folglich sollten alle Patienten mit einer reduzierten DLCO bzw. FVC einer HRCT-Untersuchung zur Beurteilung einer ILD zugeführt werden.