Emphysema Quantification Using Low Dose Chest CT: Changes in Follow-Up Examinations of Asymptomatic Smokers

Abstract

Purpose: To evaluate the changes of emphysema quantification in a follow-up low dose CT compared with pulmonary function test (PFT) results in asymptomatic smokers.

Materials and Methods : We selected 66 asymptomatic smokers (> 40 years old) who underwent a follow-up low dose CT at least one year after the first CT as well as PFT within the same time period. Emphysema quantification was performed using an automated measurement software and an emphysema index (EI) was calculated using multiple threshold values (-970--900 HU). The interval change of EI (ΔEI) was compared with the change in the PFT values.

Results: Mean follow-up %forced expiratory volume in 1 second (88.1), %forced vital capacity (FVC) (89.5) and forced expiratory flow between 25 and 75% of vital capacity (3.21) were significantly lower compared with the values of initial tests (93.3, 93.1, 3.48). The mean EIs (2.4-25.6%) increased on follow-up CTs compared with initial EIs (2.1-24.5%), though the increase was not statistically significant. In a group with a follow-up period of 2 years or more (n = 32), EI significantly increased when using -900 HU as the threshold. The ΔEIs were poorly correlated with the ΔPFT values, but significantly correlated with ΔFVC (r = -0.32--0.27).

Conclusion: Emphysema quantification using low dose CT was not effective for the evaluation of short-term changes in less than a 2-year period, but may be used for long term follow-up series in asymptomatic smokers.

목 적: 호흡기 증상이 없는 흡연자에서 저선량흉부 CT를 사용한 추적검사에서 폐기종 정량화의 변화를 알아보고 폐기능검사(pulmonary function test; 이하 PFT) 결과의 변화와 비교하고자 하였다.

대상과 방법: 저선량 CT를 시행한 40세 이상의 무증상 흡연자들 중 1년 이상의 추적검사가 시행된 66명을 선별하였다. 모든 환자는 CT와 같은 날에 PFT를 시행하였고, 자동화된 측정 소프트웨어를 사용하여 1차와 2차 저선량 CT에 대한 폐기종 정량화를 시행하고 폐기종 지수(emphysema index; 이하 EI)를 다수의 역치(-970 HU~-900 HU)를 사용하여 계산하였다. 추적기간 동안의 EI의 변화(ΔEI)를 PFT값의 변화와 비교하였다.

결 과: 2차 검사의 %forced expiratory volume in 1 second (88.1), %forced vital capacity (이하 FVC) (89.5), forced expiratory flow between 25 and 75% of vital capacity (3.21)는 1차 검사(93.3, 93.1, 3.48)에서보다 통계적으로 유의한 감소를 보였다. 2차 검사에서 EI 평균값(2.4~25.6%)은 모든 역치에서 1차 검사(2.1~24.5%)보다 증가하였지만 통계적으로 유의하지 않았다. 2년 이상 추적검사를 시행한 그룹(n = 32)에서는 -900 HU를 역치로 사용했을 때 EI가 유의하게 증가하였다. ΔEI는 PFT값의 변화와는 상관관계가 낮았고 ΔFVC와 의미 있는 상관관계(r =-0.32~-0.27)를 보였다.

결 론: 무증상 흡연자에서 저선량 CT를 사용한 폐기종의 정량화는 2년 미만의 단기간의 변화를 보는 데는 효과가 낮으며 보다 장기적인 추적검사에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.