Effects of Airway Pressure on Contrast Enhancement and Diameter of Pulmonary Artery using Pulmonary CT Angiography in Dogs

Abstract

전산화단층촬영 폐혈관조영술 (Pulmonary Computed Tomography Angiography, PCTA)은 빠르고 비침습적이며, 폐혈전 진단에 있어 높은 민감도와 특이도를 보여 현재 인의에서 폐혈전증이 의심되는 환자에서 가장 일반적으로 사용되는 진단 검사법이다. 폐동맥의 조영에 영향을 주는 요인들에 대해 다양한 연구가 진행되어 왔으나 개의 PCTA에서 기도 압력의 변화가 심폐혈관계에 끼치는 영향에 대한 보고는 아직까지 없다. 따라서 본 연구에서 기도 압력이 폐동맥의 조영과 직경에 미치는 영향을 평가하고 개의 PCTA에서 가장 적절한 기도 압력을 결정하고자 하였다. 본 연구에서는8 마리의 건강한 비글견을 사용하였으며 64채널 multidector-row CT를 이용하여 PCTA 를 진행하였다. 횡와 자세에서 과환기를 통해 일시적 무호흡을 유발한 후 호기 말 (0 cmH₂O) 및 강제 흡기 말 (10 및 20 cmH₂O) 시에 촬영을 실시하였다. Test bolus를 이용하여 주폐동맥에서 time-attenuation curve를 얻었다. 그리고 혈관 내 300 mgI/kg의 조영제를 주입하여 peak enhancement time 에 촬영을 시작하였다. 각 압력에서 CT 영상을 얻은 후, peak enhancemenet time, 후대 정맥으로부터 우심으로의 혈액 환류량 비율 (KCdVC), 그리고 페동맥의 조영 및 직경을 비교 평가 하였다. 모든 개에서 기도 압력이 증가함에 따라 peak enhancement time 이 지연 되었다. KCdVC는 기도 압력 증가에 따라 점차적으로 증가하였으며, 20 cmH₂O 기도 압력에서 유의적으로 낮은 조영 증강과 함께 폐동맥의 filling defect의 개수 증가가 관찰되었다. 또한 모든 폐동맥의 직경은 기도 압력이 증가할수록 현저하게 증가되었으며, 0, 10, 20 cmH₂O 의 기도 압력에서 직경 3 mm 이하의 폐동맥 총 개수는 각각 16, 8, 1 개로 감소하였다. 해부학적 폐 영역에 따른 폐동맥 확장 정도는 중력 아래에 위치한 앞쪽 폐 영역이 뒤쪽 폐 영역보다 크게 측정되었다. PCTA 촬영에서 기도 압력의 변화는 time to peak enhancement, KCdVC, 그리고 폐동맥의 조영과 직경에 영향을 미치는 것이 확인되었다. 따라서 실제 임상환자에서PCTA 를 적용할 때 기도 압력에 따른 심혈관계의 변화가 고려되어야 할 것이다. 본 실험 결과를 미루어 볼 때 적절한 폐동맥의 조영과 확장을 나타내기 위해서는 10 cmH₂O의 기도 압력이 추천된다.

Pulmonary CT angiography (PCTA) is fast, noninvasive, and, at present, the most commonly used first-choice diagnostic test in human patients with suspected pulmonary thromboembolism. Recently, the increased availability of multidetector-row CT in veterinary medicine has raised concern about evaluating PTE using PCTA in dogs. Although several factors that influence the contrast enhancement of pulmonary artery were investigated, cardiovascular effects of airway pressure in PCTA have not been studied in dogs. The purpose of this study is to evaluate the effect of airway pressure on contrast enhancement and diameter of pulmonary artery and determine an optimal airway pressure for PCTA in dogs. Eight clinically healthy beagle dogs underwent PCTA scans using a 64-row multidetector CT. Transient apnea was induced by manual hyperventilation and PCTA was performed during end-expiration (0 cmH₂O) and positive end-inspiration (10 and 20 cmH₂O) in sternal recumbency. Time attenuation curves were obtained from main pulmonary trunk using a test bolus approach. Contrast medium of 300 mgI/kg was intravenously administered to each dog during each air pressure and CT scan started at the peak enhancement time. At each airway pressure, time to peak enhancement and the ratio of blood flow to the right heart contributed by the caudal vena cava (KCdVC) as well as enhancement characteristics and diameter changes in pulmonary arteries were evaluated. All dogs showed significant delay of time to peak enhancement of pulmonary artery as airway pressure increased. The KCdVC was progressively increased as airway pressure increased, along with significantly low contrast enhancement and increased number of filling defect of pulmonary arteries on airway pressure at 20 cmH₂O. Also, all pulmonary arteries showed marked increases in diameter as airway pressure increased. The number of pulmonary arteries less than 3 mm was 16, 8, and 1 at pressure of 0, 10, and 20 cmH₂O, respectively. Arterial distensibility in gravity-dependent cranial region was greater than that in the gravity-independent caudal region as airway pressure increased. In conclusion, airway pressure affected the time to peak enhancement, KCdVC, contrast enhancement and diameter of pulmonary artery in healthy dogs. Therefore, cardiovascular effects by different airway pressures should be considered during PCTA in clinical practice. Results suggested that an airway pressure of 10 cmH₂O could be optimal for PCTA in dogs.