Оцінка діагностичної ефективності КТ грудної клітки для виявлення коронавірусної інфекції SARS-CoV-2 незалежно від наявності клінічних проявів захворювання

Комп'ютерна томографія грудної клітки з використанням Класифікаційної системи збору, обробки та обліку даних про COVID-19 (CO-RADS) продемонструвала сприятливу діагностичну ефективність у пацієнтів з клінічними проявами коронавірусної інфекції. Цей метод може бути використаний як додатковий інструмент медичного сортування (тріажа).

Комп'ютерна томографія грудної клітки (КТ) може бути корисна при визначенні стадії захворювання (хронології) і тяжкості пневмонії, викликаної коронавірусною інфекцією (COVID-19). На ранній стадії реплікації коронавіруса (день 0-4) затемнення по типу «матового скла» є найбільш значущими патологічними змінами, тоді як симптом «бруківки» («божевільна смугастість») є ознакою посиленої активізації запальних клітин в інтерстиціальних тканинах легень на стадії прогресування захворювання (день 5-8). Стадія піку (день 10-13) характеризується консолідацією з фіброзом і дифузним ураженням альвеол.

Рентгенологічні синдроми ураження також спостерігаються при інших неінфекційних запальних захворюваннях легень і вірусній пневмонії. Однак в умовах пандемії вони можуть володіти діагностичним потенціалом щодо коронавірусної інфекції, особливо для тріажа пацієнтів. Еталонний метод діагностування коронавіруса - полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) на SARS-CoV-2 - є дуже специфічним. Однак він характеризується перемінною чутливістю, яка може бути низькою і досягати 70%.

Медичним установам, з огляду на тривалі терміни виконання та обмежені можливості проведення ПЛР, було запропоновано проводити КТ грудної клітки в якості альтернативного інструменту для сортування пацієнтів з коронавірусом або методу діагностування. Дослідження на підтримку КТ як методу діагностування коронавіруса першої лінії викликали безліч запитань до методології. Багато з таких досліджень містили недостатню кількість даних і мали серйозні помилки відбору, при якому були включені лише пацієнти з симптомами коронавіруса, а у 40-50% учасників існував апріорний ризик вірусної інфекції. Також в них використовувалася бінарна шкала оцінки результатів комп'ютерної томографії без стандартизованого тлумачення результатів, що проводиться саме для діагностування коронавіруса.

Після зіставлення з процедурними ризиками і вартістю комп'ютерної томографії, виникли суперечки. Це призвело до консенсусних заяв Американської колегії радіологів, Центру по контролю і профілактиці захворювань, Товариства торакальної радіології, Американського товариства екстреної радіології, Товариства Флейшнера і Радіологічного товариства Північної Америки (RSNA), які не підтримали ідею використання комп'ютерної томографії в якості методу діагностування коронавіруса першої лінії.

Це дослідження присвячено порівнянню діагностичної потужності комп'ютерної томографії грудної клітки і тесту методом ПЛР на SARS-CoV-2 з використанням класифікаційної системи CO-RADS. Голандське радіологічне товариство розробило класифікацію CO-RADS для того, щоб виділити рівні підозри на наявність коронавірусної інфекції. Ця класифікаційна система зазвичай збігається зі структурованою системою обліку результатів RSNA і встановлює п'ятирівневу шкалу підозри на наявність коронавіруса, де CO-RADS 1 означає «негативний» результат, CO-RADS 2 - «атиповий», CO-RADS 3 і 4 - «середній» рівень зі «зниженою» або «підвищеною вірогідністю» наявності захворювання, а CO-RADS 5 збігається з категорією «типового» результату згідно RSNA. За допомогою цих даних можна визначити потенційну роль комп'ютерної томографії грудної клітки в сортуванні (тріажі) пацієнтів з коронавірусом на основі більш доказової медицини.

Обгрунтування дослідження

До цієї роботи не проводилися дослідження діагностичного потенціалу комп'ютерної томографії з класифікацією CO-RADS щодо інфекції SARS-CoV-2. Тому було проведено вторинний аналіз даних одноцентрового проспективного дослідження.

Мета

Мета дослідження - оцінити ефективність комп'ютерної томографії з класифікацією CO-RADS при діагностуванні SARS-CoV-2 у пацієнтів з симптомами коронавіруса і позитивним результатом тесту методом ПЛР, а також провести скринінг при безсимптомному перебігу інфекції SARS-CoV-2 у контрольної групи пацієнтів в умовах підвищеної поширеності вірусних інфекцій.

Кінцеві точки дослідження

• Основною кінцевою точкою був визначений показник по класифікаційній системі CO-RADS.

Кінцеві точки

Вихідний рівень: статистично значущих відмінностей між групами не виявлено.

Кінцеві точки дослідження

• КТ з бальною оцінкою за класифікацією CO-RADS демонструє сприятливу діагностичну ефективність щодо коронавірусної пневмонії як у пацієнтів без клінічних проявів (площа під кривою [ППК] = 0,70), так і у пацієнтів з проявами захворювання (ППК = 0,89)
• У пацієнтів з клінічними проявами (42% ПЛР +), показник за класифікацією CO-RADS ≥ 3 означав позитивний результат тесту методом ПЛР з прийнятними чутливістю (89%) і специфічністю (73%), що призвело до позитивного прогностичного значення 70%
• У пацієнтів без клінічних проявів (5% ПЛР +), показник за класифікацією CO-RADS ≥ 3 означав наявність інфекції SARS-CoV-2 з низьким рівнем чутливості (45%), але підвищеною специфічністю (89%) і позитивним прогностичним значенням 18 %

Метою аналізу було визначення значущості комп'ютерної томографії грудної клітки з використанням класифікації CO-RADS для скринінгу випадків коронавірусної інфекції, що протікають без симптомів, а також оцінки її діагностичного потенціалу у пацієнтів з симптомами захворювання в експоненційній фазі поширення коронавіруса. У пацієнтів з клінічними проявами ймовірність наявності коронавірусної інфекції до проведення дослідження зросла до 41,7%, що було підтверджено числом позитивних результатів ПЛР.

Показник CO-RADS ≥ 3 статистично значимо підвищував ймовірність наявності коронавірусної інфекції після проведення тесту до 69,8%, а при показнику 5 по класифікації CO-RADS така ймовірність зростала до 89,4%. Таким чином, при розробці методів контролю поширення інфекції, показник 5 по класифікації CO-RADS можна використовувати як інструмент сортування (тріажа) пацієнтів для поміщення осіб з клінічними проявами на карантин в разі неможливості провести тест ПЛР. Однак навіть показник нижче 3 за класифікацією CO-RADS все ще свідчить про можливу наявність захворювання в 9,7% випадків (що відповідає негативному прогностичному значенню 90,3%). Це означає, що комп'ютерна томографія грудної клітки не може замінити собою тест ПЛР в якості діагностичного методу.

Поширеність позитивних результатів тесту ПЛР на SARS-CoV-2 в контрольній групі осіб без клінічних проявів склала 5,3%, що відповідає частоті вторинного ураження на рівні популяції в 6,6% в експоненційної фазі поширення коронавіруса. Отже, ця контрольна група підходила для аналізу комп'ютерної томографії грудної клітки в якості методу скринінгу коронавірусної інфекції, що протікає без симптомів. Також у осіб без клінічних проявів комп'ютерна томографія з використанням класифікації CO-RADS продемонструвала високий рівень діагностичної ефективності. При цьому численні сценарії дихотомізаціі не змогли забезпечити високу чутливість, необхідну при скринінгу.

Було виявлено, що для результатів КТ з показниками за шкалою CO-RADS ≥ 4 рівень чутливості становив 31,7%. Негативний результат тесту (CO-RADS <4) знижував вірогідність наявності коронавірусної інфекції до і після проведення тесту з 5,3% до 3,9%, що недостатньо для обґрунтування процедурного ризику комп'ютерної томографії. Спостерігалася підвищена специфічність при показнику CO-RADS ≥ 4 у осіб без клінічних проявів (94,4%), що призвело до статистично значущого підвищення ймовірності наявності захворювання після проведення тесту до 24,1%.

В умовах пандемії такий випадковий результат слід швидше вважати «таким, що не суперечить коронавірусній пневмонії», ніж ознакою «вірусної пневмонії», як пропонує RSNA. Такий результат свідчить про необхідність проведення тесту ПЛР на SARS-CoV-2 або синдромного панельного тесту ПЛР на інші збудники, перш ніж виключити неінфекційні запальні захворювання легень.

Розробники класифікаційної системи CO-RADS спостерігали сприятливу діагностичну ефективність під час пілотного дослідження за участю 105 пацієнтів з симптомами коронавіруса і позитивними результатами тесту методом ПЛР в 50,5% випадків з площею під кривою (ППК) операційних характеристик (ROC) 0,91. Це було підтверджено в ході цього дослідження за допомогою порівнянної ППК на вибірці більшого обсягу. У порівнянні з попередніми дослідженнями, проведеними на підтримку комп'ютерної томографії грудної клітки в якості методу скринінгу або діагностування коронавіруса, ця робота містить сукупність підтверджених даних. Проспективний план роботи з пацієнтами, які послідовно надійшли, неселективно відібраними з порівнянними поєднаними захворюваннями і демографічними даними, та попередньо згрупованими в клінічних умовах з урахуванням присутності або відсутності симптомів коронавіруса, знижує ризик помилок відбору.

У цьому дослідженні використовувалася структурована система обліку результатів комп'ютерної томографії грудної клітки, а для кожного рівня підозри було встановлено своє відношення правдоподібності. До сих пір у великих дослідженнях використовувалася дихотомізація результатів комп'ютерної томографії на негативні і позитивні, часто без належного визначення позитивного результату КТ. У Китаї в ході випробування чутливість комп'ютерної томографії грудної клітки з метою діагностування коронавіруса склала 97%, при цьому специфічність виявилася на низькому рівні і склала всього 25%. Можливо, це було пов'язано зі зниженим порогом суб'єктивного тлумачення, завдяки якому вдалося підвищити чутливість.

Як і специфічність і чутливість, відношення правдоподібності є властивостями тесту, які у деяких популяцій пацієнтів не залежать від поширеності захворювання. Справжні клінічні значення позитивного результату тесту з метою підтвердження (позитивне прогностичне значення) або негативного результату тесту з метою виключення (негативне прогностичне значення) захворювання в значній мірі залежать від поширеності захворювання. Використовуючи відношення правдоподібності, ймовірність наявності захворювання після проведення тесту в якості індикатора позитивного прогностичного значення можна розрахувати, прийнявши поширеність позитивних результатів тесту методом ПЛР за ймовірність наявності захворювання перед проведенням тесту. Негативне прогностичне значення дорівнює 1 мінус ймовірність наявності захворювання після проведення тесту. На позитивне прогностичне значення в математичному сенсі найбільший вплив чинить специфічність.

Мета-аналіз продемонстрував низьку об'єднану специфічність комп'ютерної томографії грудної клітки з дихотомічною шкалою на рівні 37% при діагностуванні коронавіруса з низьким пов'язаним позитивним прогностичним значенням від 1,5 до 8,3% в умовах низької поширеності (<10%). Згідно з даними, класифікаційна система CO-RADS покращує специфічність і таким чином розкриває зв'язок між підвищеним позитивним прогностичним значенням і високими відношеннями правдоподібності.

Чутливість чинить статистично значущий вплив на негативне прогностичне значення. У сукупності даних цього дослідження чутливість комп'ютерної томографії грудної клітки була недостатньо високою для виключення коронавірусної інфекції як при наявності клінічних проявів, так і при їх відсутності. Це свідчить на користь того, що комп'ютерну томографію грудної клітки не слід використовувати в якості діагностичного методу. Хоча не пропонується використовувати комп'ютерну томографію для скринінгу коронавірусних інфекцій, що протікають без симптомів, випадковий бал CO-RADS ≥ 3 у осіб без клінічних проявів має досить високе позитивне прогностичне значення для того, щоб провести контрольний тест на SARS-CoV-2 методом ПЛР.

На закінчення можна сказати, що комп'ютерна томографія зі структурованим бальним оцінюванням за класифікацією CO-RADS продемонструвала сприятливу діагностичну ефективність щодо коронавірусної пневмонії, однак вона не може замінити собою тест на SARS-CoV-2 методом ПЛР в якості діагностичного методу. Її можна використовувати в якості альтернативного способу сортування (тріажа) пацієнтів з симптомами коронавіруса, але не для скринінгу коронавірусної інфекції безсимптомного перебігу, оскільки чутливість у осіб без симптомів була недостатньо високою для обґрунтування використання КТ в якості методу скринінгу першої лінії.