Tresoldi S, Kim YH, Baker SP, Kandarpa K. MDCT of 220

Radiol med (2008) 113:373–384
DOI 10.1007/s11547-008-0262-9
CHEST RADIOLOGY
RADIOLOGIA TORACICA
MDCT of 220 consecutive patients with suspected acute pulmonary
embolism: incidence of pulmonary embolism and of other acute or
non-acute thoracic findings
TCMD di 220 pazienti consecutivi con sospetto di embolia polmonare
acuta: incidenza di embolia polmonare e di altri reperti toracici acuti
o non acuti
S. Tresoldi1 • Y.H. Kim2 • S.P. Baker3 • K. Kandarpa2
1
Department of Diagnostic and Interventional Radiology, University of Milan, San Paolo Hospital, Via A. Di Rudinì 8, 20142 Milan,
Italy
2
Department of Radiology, Umass Memorial Medical Center, University of Massachusetts, 55 Lake Avenue North, Worcester,
MA 01655, USA
3
IS Bioinformatics Unit, University of Massachusetts Medical School, 55 Lake Avenue North, Worcester, MA 01655, USA
Correspondence to: S. Tresoldi, Tel. +39-333-3111021, Fax: +39-02-50323393, e-mail: [email protected]
Received: 19 July 2007 / Received: 24 August 2007 / Published online: 25 April 2008
© Springer-Verlag 2008
Abstract
Purpose. This study was undertaken to evaluate the
incidence of pulmonary embolism (PE) and other clinically
relevant thoracic findings discovered on contrast-enhanced
multidetector computed tomography (MDCT) examination
in patients with a suspicion of acute PE.
Materials and methods. We retrospectively reviewed 220
reports of 40-row MDCT exams in consecutive patients
(101 men, 119 women; mean age 55 years⫾18) suspected
for acute PE. Presenting symptoms and risk factors were
recorded. Image quality and incidence of PE and other
clinically relevant thoracic findings were evaluated.
Results. MDCT were diagnostic in 96.8% of patients.
Nineteen patients (8.6%) were positive for PE. Signs and
symptoms were present in 82.7% (182) and risk factors in
38.2% (84) of the population. Clinically relevant thoracic
findings were detected in 45.9% (101) of the patients. Ten
patients had PE and other thoracic findings. Half of the
patients (110) had neither PE nor other clinically relevant
thoracic findings.
Conclusions. Chest MDCT, with an excellent overall
image quality, provided an explanation for the clinical
presentation in about 50% of emergency department
patients studied and was useful in detecting PE and other
thoracic diseases with symptoms mimicking PE. However,
half of the exams were negative.
Riassunto
Obiettivo. Scopo dello studio è valutare l’incidenza di
embolia polmonare (EP) e di altri reperti toracici
clinicamente rilevanti, in esami di tomografia
computerizzata multi-detettore (TCMD) con mezzo di
contrasto, in pazienti con sospetta embolia polmonare
acuta.
Materiali e metodi. Abbiamo analizzato retrospettivamente
i referti TC 40-strati di 220 pazienti consecutivi (101
maschi, 119 femmine; età media 55⫾18 anni) con sospetto
di EP acuta. Sono stati raccolti sintomi e fattori di rischio.
Abbiamo valutato la qualità delle immagini e l’incidenza
di EP e di altri reperti toracici clinicamente rilevanti.
Risultati. La TCMD è risultata diagnostica nel 96,8% dei
pazienti. L’82,7% (n=182) dei pazienti aveva
segni/sintomi, il 38,2% (n=84) fattori di rischio. All’8,6%
dei pazienti (n=19) è stata fatta diagnosi di embolia
polmonare, al 45,9% (n=101) sono stati identificati altri
reperti toracici clinicamente rilevanti. Dieci pazienti
avevano sia EP sia altri reperti toracici. Metà della
popolazione (n=110) non aveva né EP né altri reperti
toracici clinicamente rilevanti.
Conclusioni. La 40-TCMD del torace, grazie anche ad
un’eccellente qualità dell’immagine, ha fornito una
spiegazione alla presentazione clinica in circa metà dei
pazienti studiati, risultando utile nell’identificazione
374
Keywords Thoracic diseases · Pulmonary artery ·
Pulmonary embolism · Computed tomography
Radiol med (2008) 113:373–384
dell’embolia polmonare e di altre patologie toraciche con
sintomi simili. Tuttavia la metà degli esami è risultata
negativa.
Parole chiave Patologia toracica · Arteria polmonare ·
Embolia polmonare · Tomografia computerizzata
Introduction
Introduzione
Pulmonary embolism (PE) is a common, potentially fatal
condition. It is the third most common cause of cardiovascular death and the most frequent cause of death following
elective surgery. Clinically occult PE has a high morbidity
and mortality, especially in patients with comorbid diseases
[1–3]. Early diagnosis and anticoagulation therapy can reduce mortality from 30% to 2%–10% [4, 5]. Due to its varied, nonspecific clinical presentation, PE is often a difficult
clinical diagnosis to make [3, 6–8]. D-dimer analysis has
proved useful only in excluding PE [3, 6].
PE diagnosis often depends on medical imaging. Multidetector computed tomography (MDCT) was shown to have
high sensitivity, specificity and interobserver agreement
[5, 6]. MDCT is a fast, accurate, noninvasive diagnostic tool
capable of evaluating both PE and deep venous thrombosis
(DVT), with an excellent cost-benefit ratio. MDCT may also provide alternative aetiologies to patients’ presenting
symptoms [2, 6, 7]. However, prior studies performed to
evaluate imaging diagnosis of PE were performed using
MDCT with 16 or fewer detector rows. We evaluated the
benefits of 40-detector-row MDCT on image quality and diagnostic value.
The goal of this study was to evaluate the incidence of
pulmonary embolism and of other clinically relevant thoracic findings discovered on thoracic contrast-enhanced 40detector-row MDCT examination in patients with a clinical
suspicion of acute PE presenting to the emergency department of a tertiary care centre.
Materials and methods
L’embolia polmonare (EP) è una patologia comune, potenzialmente fatale. È la terza più comune causa di morte cardiovascolare e la più frequente causa di morte in seguito ad
interventi chirurgici in elezione. L’embolia polmonare clinicamente silente ha un’alta morbilità e mortalità specialmente nei pazienti con patologie concomitanti [1–3]. Una
diagnosi ed una terapia anticoagulante tempestive sono in
grado di ridurre la mortalità dal 30% al 2%–10% [4, 5]. La
diagnosi di embolia polmonare è spesso difficile a causa
della presentazione clinica aspecifica [3, 6–8] ed il dosaggio del D-dimero si è dimostrato efficace solo nell’escludere la presenza di embolia [3, 6].
Attualmente la diagnosi di embolia polmonare spesso si
basa sull’imaging. È stato dimostrato che la tomografia
computerizzata multidetettore (TCMD) ha elevata sensibilità, specificità e accordo tra gli osservatori [5, 6]. La
TCMD è una metodica diagnostica veloce, accurata e non
invasiva, capace di valutare nello stesso esame la presenza
di embolia polmonare e di trombosi venosa profonda (TVP)
con un eccellente rapporto costo-beneficio. Inoltre la
TCMD può aiutare a scoprire una diversa causa che giustifichi la sintomatologia del paziente [2, 6, 7]. Finora tutti gli
studi mirati alla valutazione della diagnostica per immagini
dell’embolia polmonare sono stati condotti con TC a non
più di 16 file di detettori. Noi analizzeremo i vantaggi della
TC a 40 file di detettori (40-TCMD) in termini di qualità
dell’immagine e di valore diagnostico.
Scopo del nostro studio è valutare l’incidenza di embolia
polmonare e di altre patologie toraciche clinicamente rilevanti identificate in esami 40-TCMD in pazienti giunti in
pronto soccorso con sospetta embolia polmonare acuta.
Approval was granted by the Institutional Review Board,
and informed patient consent was not required.
Materiali e metodi
Demographics
Between January and May 2006, 220 consecutive outpatients with a clinical suspicion of acute PE (101 men, 119
women; age range 18–98 years; mean age 55±18 years) underwent 40-detector-row thoracic MDCT examination and
indirect pelvic/lower extremity CT venography.
Lo studio è stato approvato dal Comitato Etico; data la sua
natura retrospettiva non è stato richiesto alcun consenso
informato.
Popolazione
Abbiamo selezionato 220 pazienti consecutivi (101 maschi,
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Image acquisition
Data were acquired cephalocaudally, extending from the
clavicles to the superior aspect of the abdomen during a single breath-hold with a MDCT scanner (Philips Brilliance
40-channel, Philips Medical Systems) at 0.625-mm collimation, 1-mm section thickness, 0.5-mm reconstruction increment, pitch 0.876, 0.75-s rotation time, 210 mAs, and 120
kVp after intravenous injection of 100–150 ml of 370
mgI/ml iopamidol (Isovue 370, Bracco Diagnostics, Princeton, NJ, USA) at a flow rate of 4 ml/s. After administration
of the intravenous contrast medium bolus, a 25-ml saline
solution flush was administered using a double-syringe
power injector (Stellant D CT injector, Medrad, Indianola,
PA, USA). The scan delay was determined with bolustracking software using a trigger threshold of 100 HU at the
level of the main pulmonary artery. Image acquisition began
automatically at the enhancement threshold. All data were
saved in both lung window (window width 2,000 HU; window level –700 HU) and mediastinal window (window
width 700 HU, window level, 70 HU) following reconstruction with edge enhancement and soft-tissue algorithms, respectively. Coronal reformatted images of the thoracic images were obtained in all cases.
CT venography was performed at a fixed 3-min delay
following contrast medium injection at 5-mm collimation at
20-mm intervals extending from the popliteal area to the
level of L3 vertebral body. CT venography was deferred on
one case because of pregnancy.
Image interpretation and data analysis
Images were displayed and interpreted on a PACS workstation (IDX Imagecast). Sixty-eight percent of the exams were
read by one of two staff thoracic radiologists. The remaining
32% were read by board-certified staff general radiologists.
The radiology reports were reviewed retrospectively.
CT chest image quality was assessed using a 4-point
scale to evaluate contrast enhancement (1 no enhancement;
2 poor enhancement; 3 satisfactory-adequate to evaluate the
main lobar arteries; 4 good enhancement) and a 3-point
scale to evaluate motion artefacts (1 severe; 2 moderate; 3
no motion). If the description of motion and degree of contrast enhancement in the radiological report was unclear, the
interpreting radiologist reviewed the case retrospectively.
Frequency of PE and other clinically relevant thoracic
findings was evaluated on the basis of the radiological report as well as the frequency of DVT. Thoracic findings not
known before the MDCT exam were classified as acute (if
they required prompt medical or surgical intervention) or
nonacute (if they required medical or surgical intervention
at a later time). Acute findings included the following: moderate or severe consolidation/pneumonia (if not specified by
375
119 femmine; età compresa tra 18 e 98 anni; età media
55±18 anni) con sospetta embolia polmonare acuta, sottoposti, tra gennaio e maggio 2006, ad esame 40-TCMD del
torace e degli arti inferiori.
Acquisizione delle immagini
Gli esami sono stati acquisiti in senso cranio-caudale dalle
clavicole al diaframma, durante un’unica apnea, con
un’apparecchiatura TCMD (Philips Brilliance 40-canali,
Philips Medical Systems), con i seguenti parametri: configurazione dei detettori 40×0,625 mm, spessore di strato 1
mm, incremento di ricostruzione 0,5 mm, pitch 0,876, tempo
di rotazione 0,75 s, 210 mAs, 120 kVp. Sono stati somministrati endovena, tramite doppio iniettore (Stellant D CT
injector, Medrad, Indianola, PA), 100–150 ml di iopamidolo alla concentrazione di 370 mgI/ml (Isovue 370, Bracco
Diagnostics, Princeton, NJ) a 4 ml/s, seguiti da un bolo di
25 ml di soluzione fisiologica. Il ritardo di scansione è stato determinato automaticamente mediante software di bolus
tracking con regione di interesse (ROI) posizionata a livello dell’arteria polmonare principale ed inizio della scansione al raggiungimento della soglia prestabilita (+100
HU). Tutti i dati sono stati salvati con finestra per il parenchima polmonare (ampiezza 2000 HU; livello –700 HU) e
per il mediastino (ampiezza 700 HU; livello 70 HU) con ricostruzioni con filtro dedicato e con algoritmo per i tessuti
molli, rispettivamente. In tutti i casi sono state ottenute ricostruzioni sul piano coronale.
Lo studio degli arti inferiori è stato condotto con un ritardo di 3 minuti dall’iniezione del mezzo di contrasto con
collimazione di 5 mm ad intervalli di 20 mm dal poplite ad
un livello corrispondente al corpo vertebrale di L3. In un
caso, in cui la paziente era in presunto stato di gravidanza,
le vene degli arti inferiori non sono state studiate.
Interpretazione delle immagini ed analisi dei dati
Le immagini sono state visualizzate su una workstation
PACS (IDX Imagecast). Il 68% degli esami è stato letto da
radiologi esperti in radiologia toracica. Il rimanente 32%
da radiologi di radiologia generale. I referti sono stati interpretati retrospettivamente.
Abbiamo valutato la qualità delle immagini degli esami
TC del torace con una scala di valori da 1 a 4 per valutare
l’enhancement (1, nessun enhancement; 2, enhancement
scarso; 3, soddisfacente, adatto alla valutazione delle arterie polmonari principali; 4, buon enhancement) e una scala
da 1 a 3 per valutare gli artefatti da movimento (1, numerosi; 2, alcuni; 3, nessun artefatto). In caso nel referto la descrizione del grado di enhancement e di movimento non fosse chiara, sono state riguardate le immagini retrospettivamente dall’esecutore dello studio.
376
Fig. 1 Acute thoracic finding in a pulmonary embolism (PE)-negative patient: contrast-enhanced multidetector computed tomography (MDCT) axial image showing a severe pericardial effusion (asterisks) that can surely
justify the patient’s shortness of breath and dyspnoea. This patient was
found to also have a mediastinal mass classified as a nonacute thoracic
finding.
Fig. 1 Esempio di reperto toracico acuto in un paziente in cui la TC ha
escluso la presenza di embolia polmonare: immagine assiale TCMD con
mezzo di contrasto che documenta un importante versamento pericardico
(asterischi), probabile causa della dispnea e tachipnea lamentate dal paziente. A questo paziente è stata diagnosticata anche una massa mediastinica classificata come reperto non acuto.
the report, “severe” was defined as involving at least two
pulmonary lobes and “moderate” as involving at least one
pulmonary lobe), patchy pneumonia; moderate or severe
pleural effusion, severe pericardial effusion (Fig. 1), severe
pulmonary emphysema, pulmonary oedema, right-sided
heart failure (contrast medium refluxes within the hepatic
veins), pneumomediastinum, pneumothorax, and inappropriate endotracheal tube (ETT) location. Nonacute findings
included enlarged (>1 cm) mediastinal or hilar lymph nodes,
moderate pulmonary emphysema, pulmonary hypertension
(main pulmonary artery diameter >3 cm), mediastinal masses (>1 cm), alveolitis, severe or moderate lung atelectasis,
pulmonary nodules (>3 mm), vertebral lesions suspicious
for malignancy, ectatic thoracic aorta (diameter >3 cm),
bronchial artery dilatation and lymphangitic spread of malignancy. Nonacute or nonclinically relevant findings on
chest CT images were not considered. Patient symptoms
and risk factors were reviewed.
Statistical analysis
We determined frequencies of PE, DVT and other thoracic
findings. The proportion between PE positives, PE negatives and DVT positives were evaluated with the chi-square
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L’incidenza di embolia polmonare, di altri reperti toracici clinicamente rilevanti e di trombosi venosa profonda è
stata valutata sulla base del referto radiologico. I reperti toracici non noti prima dell’esame TC sono stati classificati
in acuti (quando richiedevano un intervento medico o chirurgico immediato) o non acuti (quando richiedevano un
intervento medico o chirurgico posticipabile in un secondo
momento). Sono stati considerati acuti i seguenti reperti:
polmonite di grado moderato o severo (se non specificato
nel referto abbiamo considerato di grado severo una polmonite con coinvolgimento di almeno due lobi e di grado
moderato una polmonite con coinvolgimento di almeno un
lobo), polmonite a mosaico; versamento pleurico di grado moderato o severo, versamento pericardico massivo
(Fig. 1), enfisema polmonare grave, edema polmonare;
scompenso cardiaco destro (reflusso di MdC nelle vene sovraepatiche), pneumomediastino, pneumotorace, malposizionamento di cannula endotracheale. Sono stati considerati non acuti i seguenti reperti: linfonodi mediastinici od ilari >1 cm, enfisema polmonare moderato, ipertensione polmonare (diametro arteria polmonare principale >3 cm),
masse mediastiniche >1 cm, alveolite, atelettasia polmonare di grado moderato o severo, noduli polmonari >3 mm,
lesioni vertebrali sospette per lesioni neoplastiche, ectasia
dell’aorta toracica (diametro>3 cm), ectasia delle arterie
bronchiali e linfangite carcinomatosa. Non abbiamo considerato i reperti non acuti né clinicamente rilevanti. Di ciascun paziente sono stati classificati i sintomi di presentazione ed i fattori di rischio.
Analisi statistica
Abbiamo calcolato l’incidenza di embolia polmonare, di
trombosi venosa profonda e degli altri reperti toracici. Abbiamo valutato con il χ2 le proporzioni tra i pazienti con
embolia, senza embolia e con TVP. Tutte le analisi sono state fatte con l’utilizzo di SPSS Statistical Software Package,
versione 14.0 (SPSS, Chicago, Ill).
Risultati
In Tabella 1 è riassunta la valutazione della qualità delle
immagini. Nel 75% dei casi (n=165) l’esame TC del torace
è risultato ottimale, scevro da artefatti da movimento e dotato di buon contrast enhancement (Figg. 1, 2). Sulla base
dei referti radiologici il 96,8% (n=213) degli esami TC del
torace sono stati considerati diagnostici; il 3,2% (n=7) non
diagnostici. In 19 (8,6%) pazienti è stata fatta diagnosi di
embolia polmonare (Tabella 2). Dei 16 pazienti con diagnosi di embolia polmonare all’esame TC ed esame TC degli arti inferiori considerato diagnostico 9 (56,2%) sono risultati affetti da TVP mentre dei 148 pazienti senza embolia
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377
test. All analyses were performed using the SPSS Statistical
Software Package, version 14.0 (SPSS, Chicago, IL, USA).
Results
Image quality evaluation is shown in Table 1. CT scans of
the thorax showed no motion artefacts and good contrast enhancement in 75% (165) of patients (Figs. 1, 2). Based on
the radiological reports, 96.8% (213) of the thoracic CT examinations were considered diagnostic for the evaluation of
PE; 3.2% (7) were regarded as nondiagnostic. PE was identified in 19 (8.6%) patients (Table 2). Of 16 PE-positive patients with diagnostic MDCT examination for both PE and
DVT, nine (56.2%) were affected by DVT (Fig. 2), whereas
of 148 PE-negative patients, seven (4.7%) were affected by
DVT, with a significant difference in proportion (p<0.001,
chi-square test).
Either major or minor risk factors for PE (Table 3) were
reported in 38.2% (84) of the patient population. More than
one risk factor was found in 14.5% (32) of patients, and 136
patients (61.8%) had no risk factors. Symptoms suggesting
the clinical diagnosis of PE were found in 82.7% (182) of
patients and are listed in Table 4; 10.9% (24) of patients
presented with two symptoms and 17.3% (38) had no symptoms. Among the 19 patients with PE, six (31.6%) presented with symptoms and risk factors, nine (47.4 %) with
symptoms but lack of risk factors and four (21%) had risk
factors but no symptoms. Twenty-one patients had neither
risk factors nor any of the symptoms listed in Table 4, but
the clinicians considered them suspicious for PE. The rea-
polmonare 7 (4,7%) sono risultati affetti da TVP, con una
differenza statisticamente significativa (p<0,001, χ2).
Il 38,2% (n=84) della popolazione aveva fattori di rischio maggiori o minori per embolia polmonare (Tabella
3). Il 14,5% (n=32) dei pazienti aveva più di un fattore di rischio e 136 (61,8%) pazienti non avevano fattori di rischio.
L’82,7% (n=182) dei pazienti presentava sintomi suggestivi
per embolia polmonare (Tabella 4); il 10,9% (n=24) dei
pazienti aveva due sintomi ed il 17,3% (n=38) non aveva
nessuno dei sintomi considerati. Tra i 19 pazienti con embolia polmonare, 6 (31,6%) avevano sia sintomi sia fattori
di rischio, 9 (47,4 %) sintomi ma non fattori di rischio e 4
(21%) fattori di rischio ma non sintomi. Ventuno pazienti
non avevano né fattori di rischio né alcuno dei sintomi elencati in Tabella 4 ma sono stati comunque considerati clinicamente sospetti di embolia polmonare. Le ragioni per cui
sono stati sottoposti a TCMD erano: D-dimero positivo
(n=3), dolore addominale (n=3), storia di patologia polmoa
Table 1 Image quality
Enhancement
Motion
Result
No. patients
Percent patients
Good
Satisfactory
Poor
Absent
No motion
Moderate
Significant
174
39
6
1
200
18
2
79.1
17.7
2.7
0.5
90.9
8.2
0.9
Tabella 1 Qualità dell’immagine
Enhancement
Artefatti da
movimento
Risultati
N pazienti
% pazienti
Buono
Soddisfacente
Scarso
Assente
Assenti
Alcuni
Numerosi
174
39
6
1
200
18
2
79,1
17,7
2,7
0,5
90,9
8,2
0,9
b
Fig. 2a,b Segmental pulmonary embolism (PE) in the artery for the medial segment of the middle lobe (white arrow in a) associated with type B
chronic aortic dissection (black arrows). Dissection was not considered a
relevant finding, as it was already known at the time of the multidetector
computed tomography (MDCT) exam. Delayed MDCT venogram of the
same patient shows the presence of deep venous thrombosis in the left
femoral vein (white arrow in b).
Fig. 2a,b Esempio di embolia polmonare segmentaria nell’arteria per il
segmento mediale del lobo medio (freccia bianca in a) associata a dissezione cronica di tipo B dell’aorta toracica (frecce nere); la dissezione non
è stata considerata un reperto rilevante in quanto già nota al momento
dell’esame. Lo studio TCMD degli arti inferiori ha documentato, nello
stesso paziente, la presenza di TVP nella vena femorale di sinistra (freccia
bianca in b).
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Table 2 Computed tomography pulmonary angiography outcomes
Yield
No. patients
Percent patients
PE positive
PE negative
Nondiagnostic
Total
19
194
7
220
8.6
88.2
3.2
100
PE, pulmonary embolism
Tabella 2 Risultati degli esami angio-TCMD delle arterie polmonari
Risultati
N pazienti
% pazienti
Positivo per EP
Negativo per EP
Non diagnostico
Totale
19
194
7
220
8,6
88,2
3,2
100
EP, embolia polmonare
sons these patients underwent MDCT were positive Ddimer test (3), abdominal pain (3), history of chronic obstructive pulmonary disease (3), hypoxaemia (2), weakness
(1), pneumonia (1), haemoptysis (1), pain in the back (1),
nare cronica ostruttiva (n=3), ipossiemia (n=2), astenia
(n=1), polmonite (n=1), emottisi (n=1), dolore al dorso
(n=1), dolore cronico (n=1), ascesso con sospetta embolia
settica (n=1), storia di infezione al piede (n=1), tachicardia
e diaforesi (n=1), iposodiemia (n=1), dubbia storia di trombosi (n=1). A nessuno di questi pazienti è stata fatta diagnosi di embolia polmonare alla TCMD.
Sono stati identificati 154 reperti toracici clinicamente
significativi nel 45,9% (n=101) dei pazienti. Settantacinque
(48,7%) dei 154 reperti sono stati classificati come acuti e
79 (51,3%) come non acuti. I 75 reperti classificati come
acuti sono stati identificati in 56 (25,5%) dei 220 pazienti. I
79 reperti non acuti sono stati identificati in 62 (28,2%) dei
220 pazienti (Tabella 5). In 39 pazienti (17,7%) è stato
identificato più di un reperto toracico. Dieci pazienti (4,5%)
avevano sia l’embolia polmonare sia altri reperti toracici,
tra questi, 6 avevano anche TVP. A quattro pazienti senza
embolia polmonare né altri reperti toracici è stata diagnosticata una TVP. I pazienti con diagnosi di TVP erano, in
totale, il 7,3% (n=16) della popolazione. Metà (n=110) dei
pazienti in esame non avevano né embolia polmonare né altri reperti toracici clinicamente rilevanti.
Table 3 Incidence of risk factors in the patient population
Major risk factor
Minor risk factor
Characteristics
No. patients
Percent patients
Recent major surgery
Malignancy
Orthopaedic surgery
Prior PE/DVT
Leg/pelvic fracture
Obstetrics
Obesity
Cerebrovascular accident
History of heart failure
Trauma
Overdose
26
22
13
12
2
1
19
8
7
4
2
11.8
10
5.9
5.5
0.9
0.5
8.6
3.6
3.2
1.8
0.9
Caratteristiche
N pazienti
% pazienti
Recente intervento di chirurgia maggiore
Neoplasia maligna
Intervento di chirurgia ortopedica
Storia di EP/TVP
Frattura arti inferiori/bacino
Cause ostetrico/ginecologiche
Obesità
Accidenti cerebrovascolari
Storia di scompenso cardiaco
Trauma
Overdose
26
22
13
12
2
1
19
8
7
4
2
11,8
10
5,9
5,5
0,9
0,5
8,6
3,6
3,2
1,8
0,9
PE, pulmonary embolism; DVT, deep venous thrombosis
Tabella 3 Incidenza di fattori di rischio nella popolazione in esame
Fattori di rischio maggiori
Fattori di rischio minori
EP, embolia polmonare; TVP, trombosi venosa profonda
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Table 4 Patient symptoms suggesting pulmonary embolism
Tabella 4 Sintomi di presentazione suggestivi per embolia polmonare
Symptom
No. patients
Percent patients
Sintomo
N pazienti
% pazienti
Chest pain
Shortness of breath
Dyspnoea
Arm/leg swelling
Respiratory distress
91
79
22
8
6
41.4
35.9
10
3.6
2.7
Dolore toracico
Tachipnea
Dispnea
Gonfiore arto sup/inf
Distress respiratorio
91
79
22
8
6
41,4
35,9
10
3,6
2,7
chronic pain (1), abscess with suspected septic emboli (1),
history of foot infection (1), tachycardia and diaphoresis (1),
hyponatraemia (1) and uncertain history of blood clot (1).
None of these patients was diagnosed with PE at CT.
There were 154 other clinically relevant thoracic findings in 45.9% (101) of the patients. Seventy-five (48.7%) of
the 154 findings were considered acute and 79 (51.3%)
nonacute. The 75 acute thoracic findings were found in 56
(25.5%) of the 220 patients. The 79 nonacute findings were
found in 62 (28.2%) of the 220 patients (Table 5). Thirtynine patients (17.7%) had more than one other thoracic finding. Ten patients (4.5%) had both PE and other thoracic
findings, six of whom also had DVT. Four patients with neither PE nor other thoracic findings were diagnosed with
DVT. Patients with DVT were 7.3% (16) of the population.
Half of the patients (110) had neither PE nor other clinically relevant thoracic findings.
Discussion
The incidence of PE in the United States is estimated at
650,000 new cases per year [5]. Technological advances of
MDCT scanners have improved the noninvasive visualisation of the pulmonary arteries for patients suspected of having acute PE [2]. As reported by Trowbridge et al. [9], the
number of patients referred for PE testing increased markedly and the use of ventilation perfusion scanning and pulmonary angiography fell after the helical CT scan became
available.
In our study, the incidence of nondiagnostic CT pulmonary angiograms was 3.2%, comparable with the 4% reported by Brunot et al. [10] and somewhat better than the
rates (6.1%–10.4%) reported previously in other studies;
none of those studies was performed with MDCT with more
than 16-slice equipment [11–14]. This suggests an improved
incidence of diagnostic exams using 40-slice MDCT. We
found that 40-MDCT increased the confidence level in diagnosing PE by decreasing motion artefacts (90.9% of the
exams were free of motion artefacts). Furthermore, the double injection is likely to have decreased contrast-induced
artefacts from the superior vena cava.
The availability of MDCT in the emergency department
Discussione
L’incidenza di embolia polmonare negli USA è stimata attorno a 650000 nuovi casi all’anno [5]. Le innovazioni tecnologiche delle TCMD hanno migliorato la visualizzazione
non invasiva delle arterie polmonari nei pazienti con sospetta embolia polmonare acuta [2]. Secondo quanto riportato da Trowbridge et al. [9], il numero di pazienti sottoposti a test diagnostici per escludere l’embolia polmonare è in
aumento e l’uso della scintigrafia e dell’angiografia polmonare è drasticamente diminuito da quando è stato introdotto l’utilizzo della TC.
Nel nostro studio l’incidenza di esami TC, mirati allo
studio delle arterie polmonari, considerati non diagnostici è
del 3,2%, paragonabile con il 4% di Brunot et al. [10] ed un
po’ meglio dei dati (6,1%–10.4%) riportati in studi precedenti; nessuno di questi studi è stato condotto su TC a più di
16 file di detettori [11–14]. Questo suggerisce un aumento
del numero di esami considerati diagnostici con l’utilizzo di
una TC a 40 file di detettori. L’aumento del livello di confidenza nella diagnosi di embolia polmonare con la TC a 40
file di detettori è dovuto alla minore incidenza di artefatti
da movimento (90,9% degli esami non avevano artefatti da
movimento). Inoltre, grazie al doppio iniettore, vi è una diminuzione degli artefatti dovuti alla presenza di MdC in vena cava superiore.
La disponibilità di un’apparecchiatura TCMD in pronto
soccorso la rende la modalità diagnostica di scelta nella
valutazione dell’embolia polmonare [2, 7]. Questo è stato
confermato da un recente studio sulla pratica clinica che riporta un trend crescente di valutazione dell’embolia polmonare tramite TC senza che ci sia alcuna variazione nel
numero di pazienti sottoposti a test diagnostico per escludere la presenza di embolia polmonare [9]. Studi precedenti
riportano un’incidenza di embolia polmonare correlata alle caratteristiche della popolazione in esame. Anderson et
al. [11] hanno descritto una prevalenza di tromboembolia
del 9,6% che raggiunge il 16,8% dopo l’esclusione di pazienti con una bassa probabilità pre-test e valori di D-dimero nella norma. Anche nello studio prospettico di Perrier et
al. [15], che riporta il 26% di esami positivi per embolia
polmonare, sono stati esclusi i pazienti con valori normali
di D-dimero e bassa probabilità clinica di tromboembolia.
380
Radiol med (2008) 113:373–384
Table 5 Classes of thoracic findings (acute and non-acute); number of cases and correlation with pulmonary embolism
Acute thoracic findings
Severe consolidation/pneumonia
Severe pleural effusion
Moderate consolidation/pneumonia
Moderate pleural effusion
Patchy pneumonia
Severe pulmonary emphysema
Pulmonary oedema
Heart failure
Pneumomediastinum
Pneumothorax
Severe pericardial effusion
Wrong position endotracheal tube
Total
Nonacute thoracic finding
Lymph nodes (>1 cm)
Moderate pulmonary emphysema
Pulmonary hypertension
Mass (>1 cm)
Alveolitis
Moderate atelectasis
Nodule (>5 mm)
Nodule (3–5 mm)
Vertebral lesion (suspicious for metastasis)
Severe atelectasis
Ectatic thoracic aorta
Bronchial artery dilatation
Lymphangitic spread
Total
Total acute and nonacute
No.
PE positive
PE negative
20
11
11
10
7
5
3
2
2
2
1
1
75
2
2
18
9
11
10
7
5
3
2
1
1
1
1
69
11
11
8
8
8
8
6
5
4
3
3
3
1
79
154
1
1
6
1
1
2
2
2
8
14
11
11
7
8
8
7
4
5
4
1
3
1
1
71
140
PE, pulmonary embolism
makes it the diagnostic imaging modality of choice to evaluate for PE [2, 7]. This is confirmed by a recent study on clinical practice that reports a trend towards increased evaluation
for PE via CT pulmonary angiography without any change in
the likelihood of PE among patients referred for testing [9].
Prior research reports a range of prevalence of PE that correlates with patient demographics. Anderson et al. [11] reported an overall prevalence of thromboembolism of 9.6% that
increased to 16.8% after excluding patients with a low
pretest probability and normal D-dimer test. Even in the
prospective trial by Perrier et al. [15], who reported 26% of
PE-positive exams, patients with normal D-dimer test and
low clinical probability of thromboembolism were excluded
from the study. We could assess for elevated D-dimer in
eight patients only (3.6%). Thus, it is likely that we included
patients with a low pretest probability compared with prior
studies. Our study population was composed of emergency
department patients. Prologo et al. [8] reported a prevalence
of PE in emergency department patients of 4.3%. Kim et al.
[14] reported a prevalence of PE of 15% in outpatients and
Nel nostro studio solo in 8 pazienti (3,6%) erano riportati
valori di D-dimero alti. Quindi è probabile che siano stati
inclusi pazienti con bassa probabilità pre-test in confronto
agli studi precedenti. La nostra popolazione è interamente
composta da pazienti di pronto soccorso. Prologo et al. [8]
hanno riportato una prevalenza di embolia polmonare in
pazienti di pronto soccorso del 4,3%. Kim et al. [14] una
prevalenza di embolia polmonare del 15% nei pazienti
esterni e del 23% nei pazienti interni. La popolazione studiata da Brunot et al. [10] (EP: 19,5%) è composta interamente da pazienti interni con età media superiore di 10 anni a quella della nostra popolazione. Due studi retrospettivi
[2, 7] che analizzano reperti accessori in pazienti con sospetta embolia polmonare riportano una prevalenza di embolia polmonare dell’8,5% e del 10%. La prevalenza di embolia polmonare nel nostro studio è dell’8,6%.
Il rischio di embolia polmonare aumenta da 5 a 20 volte
in seguito a chirurgia maggiore e chirurgia addominale,
chirurgia ortopedica degli arti inferiori, fratture degli arti
inferiori, neoplasie maligne e varie condizioni ostetrico-gi-
Radiol med (2008) 113:373–384
381
Tabella 5 Classificazione reperti toracici: acuti o non acuti; numero di casi e correlazione con la presenza di embolia polmonare
Reperti toracici acuti
Polmonite di grado severo
Versamento pleurico massivo
Polmonite di grado moderato
Versamento pleurico di grado moderato
Polmonite a mosaico
Enfisema polmonare grave
Edema polmonare
Scompenso cardiaco
Pneumomediastino
Pneumotorace
Versamento pericardico massivo
Errato posizionamento cannula endotracheale
Totale
Reperti toracici non acuti
Linfonodi >1 cm
Enfisema polmonare di grado moderato
Ipertensione polmonare
Masse mediastiniche >1 cm
Alveolite
Atelettasia polmonare di grado moderato
Noduli polmonari (>5 mm)
Noduli polmonari (3–5 mm)
Lesioni vertebrali (sospette per metastasi)
Atelettasia polmonare di grado severo
Ectasia dell’aorta toracica
Ectasia delle arterie bronchiali
Linfangite carcinomatosa
Totale
Acuti e non acuti
N
EP
No EP
20
11
11
10
7
5
3
2
2
2
1
1
75
2
2
18
9
11
10
7
5
3
2
1
1
1
1
69
11
11
8
8
8
8
6
5
4
3
3
3
1
79
154
1
1
6
1
1
2
2
2
8
14
11
11
7
8
8
7
4
5
4
1
3
1
1
71
140
EP, embolia polmonare
23% in inpatients. The population studied by Brunot et al.
[10] (PE 19.5%) was composed entirely of inpatients whose
mean age was 10 years older than our population. Two retrospective studies [2, 7] analysing different findings in patients
suspected of PE reported a prevalence of PE of 8.5% and
10%. We found a prevalence of PE of 8.6%.
Risk of PE increases 5–20 times following major abdominal surgery, lower-limb orthopaedic surgery, leg fractures,
malignancy, several obstetric conditions (e.g. late pregnancy, caesarean section), prior venous thromboembolic disease and in cases of prolonged immobilisation [3, 6, 16]. In
our population, risk factors were reported in 38.2% (84) of
patients. The prevalence of PE in patients with risk factors
was 11.9% (10 of 84), and 30% (3 of 10) of them presented
with no symptoms. White et al. [17] reported that MDCT
provides a comprehensive evaluation of most cardiac or extracardiac causes of chest pain in the emergency department. In our study, chest pain was the most common symptom (41.4%), but it was present only in four (21%) patients
with PE, whereas shortness of breath was present in 47.4%
necologiche (per esempio gravidanza a termine, parto cesareo), precedenti episodi tromboembolici e in caso di prolungata immobilizzazione [3, 6, 16]. Nella nostra popolazione sono stati decritti fattori di rischio nel 38,2% (n=84)
dei pazienti. La prevalenza di embolia polmonare nei pazienti con fattori di rischio era dell’11,9% (10 su 84) il 30%
dei quali (3 su 10) asintomatico. Secondo White et al. [17]
la TCMD può fornire una valutazione globale della maggior parte delle cause di dolore toracico cardiaco o noncardiaco. Nel nostro studio il sintomo più comune è il dolore toracico (41,4%), presente però solo in 4 (21%) pazienti
con embolia polmonare mentre la tachipnea era presente
nel 47,4% dei pazienti con embolia polmonare (n=9). Sicuramente la valutazione clinica e la gestione dei pazienti di
pronto soccorso con dolore toracico o dispnea è più facile
con la TC che con la scintigrafia ventilatoria/perfusionale
per il risultato univoco della TC e la sua abilità nell’identificare patologie alternative. In futuro si dovrà sviluppare un
algoritmo per la valutazione del dolore toracico; dovrà valutare l’embolia polmonare, l’infarto miocardico e la disse-
382
of the patients with PE (9). Surely, the clinical evaluation
and management of emergency department patients with
chest pain or dyspnoea is easier with CT than with ventilation perfusion scan because of its binary result and its ability to identify alternative disease processes. Future studies
should be performed to develop an algorithm to evaluate
chest pain, which must address PE, myocardial infarction
and aortic dissection. Systematic D-dimer assays and clinical assessment along with new electrocardiogram-gated 40and 64-MDCT will help achieve this goal [16, 17].
Concurrent evaluation of thoracic structures in addition
to the pulmonary vessels represents a diagnostic advantage
for MDCT over ventilation perfusion scintigraphy [14, 18].
Ninety-one (45.3%) of the 201 patients without PE had an
alternative diagnosis on MDCT consistent with the prevalence in prior studies [1, 7, 14, 18, 19]. An explanation for
the clinical presentation could be offered to 51.8% (114) of
our population undergoing MDCT evaluation for suspected
PE [2, 6, 7, 14, 18]. According to Richman et al. [7], the
most common acute finding was severe (20) or moderate
(11) consolidation/pneumonia. Another common acute finding was severe (11) or moderate (10) pleural effusion that,
according to Shah et al. [18], was seen in a similar percentage of patients with PE (2; 7.7% of PE patients) and without
PE (21; 10.8% of non PE patients). Enlarged lymph nodes
and moderate emphysema were found to be the most common nonacute findings.
In our study, CT angiography was always followed by
CT venography. While the combination of CT angiography
and CT venography increases the average effective dose,
the risk-to-benefit ratio remains low considering the potential morbidity and mortality related to thromboembolism,
especially in elderly patients. We found that approximately
half of the patients with DVT did not have concurrent PE,
confirming the value of the combined CT pulmonary angiography and CT venography to rule out thromboembolic
disease [11, 13]. Loud et al. [20] found 17% of DVT in the
pelvic or abdominal veins. In our study, two patients had
DVT in the inferior vena cava and two in the iliac veins.
This region is not evaluated well by lower-extremity ultrasonography [1, 20]. Furthermore, the increase in radiation
exposure [13] is balanced by the expanded diagnostic value
of MDCT angiography, which is often the only exam performed. Trowbridge et al. [9] report increased confidence in
a negative result with helical CT scanning as a single imaging modality. Also, Eyer et al. [12] cite seven clinical outcome studies of patients with negative findings at CT who
were untreated.
Even though with 40-detector-row CT in the emergency
department, we found a prevalence of PE that lies within the
range of previous reports [2, 7, 8, 10, 11, 15]. The possibility of easily obtaining a CT exam, useful to study every kind
of thoracic disease, can influence the behaviour of clinicians
Radiol med (2008) 113:373–384
zione dell’aorta toracica. Risulteranno utili, a tale scopo,
oltre al dosaggio del D-dimero e alla valutazione clinica, le
nuove apparecchiature TCMD a 40 e 64 strati [16, 17].
La possibilità di valutare non solo i vasi polmonari ma
tutte le strutture toraciche rappresenta un vantaggio della
TCMD rispetto alla scintigrafia [14, 18]. Novantuno
(45,3%) dei 201 pazienti senza embolia polmonare hanno
ricevuto una diagnosi alternativa alla TCMD, dato concorde con la prevalenza riportata in studi precedenti [1, 7, 14,
18, 19]. Una spiegazione alla presentazione clinica è stata trovata nel 51,8% (n=114) della nostra popolazione sottoposta a TCMD nel sospetto clinico di embolia polmonare
[2, 6, 7, 14, 18]. In accordo con Richman et al. [7], i reperti acuti più frequenti sono stati polmonite di grado severo (n=20) o moderato (n=11). Un altro reperto acuto frequente è stato il versamento pleurico massivo (n=11) o moderato (n=10) che, in accordo con Shah et al. [18], è stato
visto in un’analoga percentuale di pazienti con embolia
polmonare (n=2; 7,7% dei pazienti con EP) e senza EP
(n=21; 10,8% dei pazienti senza EP). Linfonodi ingranditi
ed enfisema moderato sono stati i reperti non acuti più frequenti.
Nel nostro studio alla TCMD del torace seguiva sempre
una TC degli arti inferiori. Se da un lato lo studio, nella
stessa seduta TC, del torace e degli arti inferiori aumenta la
dose media, il rapporto rischio-beneficio rimane basso in
considerazione della potenziale morbilità e mortalità associate alla tromboembolia, soprattutto nei pazienti più anziani. Abbiamo scoperto che circa la metà dei pazienti con
TVP non aveva un’embolia polmonare, dato che conferma il
valore aggiunto dell’esame TC combinato del torace e degli
arti inferiori nell’escludere una patologia tromboembolica
[11, 13]. Loud et al. [20] riportano 17% di TVP nelle vene
della pelvi o dell’addome. Nel nostro studio in 2 pazienti è
stata fatta diagnosi di trombosi della vena cava inferiore ed
in 2 di trombosi delle vene iliache. Questa sede è difficilmente valutabile con l’ecodoppler [1, 20]. Inoltre, l’aumento dell’esposizione alle radiazioni [13] è bilanciato dall’aumentato valore diagnostico della TCMD che spesso risulta
l’unico esame effettuato. Trowbridge et al. [9] riportano
un’aumentata confidenza in un risultato negativo con la TC
spirale come unica metodica d’imaging. Eyer et al. [12] citano sette studi di follow-up in cui pazienti con TC negative
per embolia polmonare non sono stati trattati.
Anche se con la 40-TCMD in pronto soccorso abbiamo
trovato una prevalenza di embolia polmonare nel range di
studi precedenti [2, 7, 8, 10, 11, 15], la possibilità di ottenere facilmente un esame TC, utile nello studio di ogni tipo
di patologia toracica, può influenzare il comportamento dei
clinici che possono ordinare TC per escludere embolia polmonare anche se la loro reale motivazione è escludere altre
patologie [7]. Nel nostro studio all’8,6% (n=19) dei pazienti è stata fatta diagnosi di embolia polmonare ma i pa-
Radiol med (2008) 113:373–384
383
who can order CT scans to rule out PE even if their real motivation is to rule out other, more common, problems [7]. In
our study, 8.6% (19) of patients were found to have PE, but
patients with no PE and with other thoracic findings were
about five times (91) more frequent. Moreover, we found
that half of the patients who underwent chest MDCT examination had neither PE nor clinically relevant thoracic findings; all these patients had neither risk factors nor symptoms suggesting a diagnosis of PE. This should be seriously
evaluated as on one hand, we can say that the CT exam was
useful to rule out different problems but on the other, it
could mean saving time and money.
Our study has limitations. First, the protocol used in our
hospital does not include a noncontrast CT scan of the entire
thorax that could be useful in identifying calcified thrombi
[10]. Second, it does not include a systematic review of longterm patient outcome. Third, we did not consider coronary
artery disease; many radiologists are unaccustomed to evaluating cardiac disease on MDCT scans. Fourth, our collection
of thoracic findings was dependent on findings described in
the radiological report. The incidence of such findings can
also be affected by study population demographics.
zienti senza embolia e con diagnosi alternative erano circa
cinque volte più numerosi (n=91). In più, metà dei pazienti
sottoposti a TCMD del torace non aveva né embolia polmonare né reperti toracici clinicamente rilevanti; tutti questi
pazienti non avevano né fattori di rischio né sintomi sospetti per embolia polmonare. Questo deve essere valutato attentamente in quanto se, da un lato, si può affermare che
l’esame TC è stato utile per escludere varie patologie,
dall’altro non vanno sottovalutati i costi, anche in termini di
tempo.
Il nostro studio ha dei limiti. Primo: il protocollo utilizzato non include una fase precontrastografica dell’intero
torace che può essere utile nell’identificare trombi calcifici
[10]. Secondo: il nostro studio non include una sistematica
analisi del follow-up dei pazienti. Terzo: non abbiamo considerato la patologia delle coronarie in quanto attualmente
molti radiologi non sono abituati a valutare le patologie
cardiache sugli esami TC. Quarto: il nostro elenco di reperti toracici era strettamente dipendente dai reperti descritti nei referti radiologici.
Conclusioni
We found that, accompanied by an excellent overall image
quality, thoracic contrast-enhanced 40-detector-row MDCT
examination provided an explanation for the clinical presentation in about 50% of emergency department patients with
suspected PE. This diagnostic technique can detect both PE
and other significant thoracic or mediastinal diseases with
symptoms mimicking PE, with a gain in terms of justifying
patients’ symptoms and starting adequate therapy. However,
clinicians should be careful not to order CT if there is no
specific indication: in our experience, half of the exams
turned out to be negative.
Il nostro studio dimostra che, grazie anche ad un’elevata
qualità dell’immagine, l’esame 40-TCMD del torace può
fornire una spiegazione alla presentazione clinica del paziente in circa il 50% dei pazienti giunti in pronto soccorso
per sospetta embolia polmonare acuta. Questa metodica
può rilevare la presenza sia di embolia polmonare sia di
altre patologie toraciche o mediastiniche con sintomi di
presentazione simili a quelli dell’embolia polmonare, con
un guadagno in termini di tempestività diagnostica e terapeutica. Tuttavia i clinici devono essere attenti a non richiedere esami TC se non ci sono indicazioni specifiche:
nella nostra esperienza metà degli esami sono risultati negativi.
Acknowledgements The authors thank F. Sardanelli for his valuable contribution to this work.
Ringraziamenti. Gli autori ringraziano F. Sardanelli per il contributo di revisione di questo lavoro.
Conclusions
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