Quantitative computed tomography analysis of the airways in patients with cystic fibrosis using automated software: correlation with spirometry in the evaluation of severity / Análise quantitativa por tomografia computadorizada das vias aéreas, usando programa automático, em pacientes com fibrose cística: avaliação da gravidade em correlação com a espirometria

ABSTRACT

Abstract Objective: To perform a quantitative analysis of the airways using automated software, in computed tomography images of patients with cystic fibrosis, correlating the results with spirometric findings. Materials and Methods: Thirty-four patients with cystic fibrosis were studied-20 males and 14 females; mean age 18 ± 9 years-divided into two groups according to the spirometry findings: group I (n = 21), without severe airflow obstruction (forced expiratory volume in first second [FEV1] > 50% predicted), and group II (n = 13), with severe obstruction (FEV1 ≤ 50% predicted). The following tracheobronchial tree parameters were obtained automatically bronchial diameter, area, thickness, and wall attenuation. Results: On average, 52 bronchi per patient were studied. The number of bronchi analyzed was higher in group II. The correlation with spirometry findings, especially between the relative wall thickness of third to eighth bronchial generation and predicted FEV1, was better in group I. Conclusion: Quantitative analysis of the airways by computed tomography can be useful for assessing disease severity in cystic fibrosis patients. In patients with severe airflow obstruction, the number of bronchi studied by the method is higher, indicating more bronchiectasis. In patients without severe obstruction, the relative bronchial wall thickness showed a good correlation with the predicted FEV1.

RESUMO

Resumo Objetivo: Realizar a análise quantitativa das vias aéreas utilizando programa automático, em imagens de tomografia computadorizada de pacientes com fibrose cística, correlacionando com a espirometria. Materiais e Métodos: Foram estudados 34 pacientes com fibrose cística - 20 masculinos e 14 femininos; idade de 18 ± 9 anos -, divididos em dois grupos segundo a espirometria grupo I (n = 21) - sem obstrução grave ao fluxo aéreo (volume expiratório forçado no primeiro segundo [VEF1] > 50% previsto); grupo II (n = 13) - com obstrução grave (VEF1 ≤ 50% previsto). Foram automaticamente obtidos diâmetro, área, espessura e atenuação da parede da árvore traqueobrônquica. Resultados: Na média, foram estudados 52 brônquios por paciente. O número de brônquios analisados foi maior no grupo II. A correlação com a espirometria foi melhor no grupo I, principalmente entre a espessura relativa da parede da terceira a oitava geração brônquica e o VEF1 previsto. Conclusão: A análise quantitativa das vias aéreas em imagens de tomografia computadorizada pode ser útil na avaliação da gravidade da doença na fibrose cística. Nos pacientes com obstrução grave ao fluxo aéreo, o número de brônquios estudados pelo método é maior, indicando mais bronquiectasias. Nos pacientes sem obstrução grave, a espessura relativa da parede dos brônquios tem boa correlação com o VEF1 previsto.