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A novel, automated, quantification of abnormal lung parenchyma in patients with COVID-19 infection: Initial description of feasibility and association with clinical outcome - 27/11/20

Doi : 10.1016/j.accpm.2020.10.014 
Eric Noll a, , Luc Soler d, e, Mickael Ohana f, Pierre-Olivier Ludes a, c, Julien Pottecher a, c, Elliott Bennett-Guerrero g, Francis Veillon h, Bernard Goichot i, Francis Schneider j, Nicolas Meyer k, Pierre Diemunsch a, b, c
a Department of Anesthesiology and Intensive Care, Hautepierre Hospital, Strasbourg University Hospital, France 
b Institut Hospitalo-Universitaire “Image-Guided Surgery”, Strasbourg University Hospital, Strasbourg, France 
c Equipe d’Accueil 3072, Medical School, Strasbourg University, Strasbourg, France 
d Digestive and Endocrine Surgery Department, Nouvel Hôpital Civil, Strasbourg, France 
e Visible Patient, Strasbourg, France 
f Department of Radiology, Nouvel Hôpital Civil, Strasbourg University Hospital, France 
g Department of Anesthesiology, Stony Brook Medicine, New-York, USA 
h Department of Radiology, Hautepierre Hospital, Strasbourg University Hospital, France 
i Department of Internal Medicine, Hautepierre Hospital, Strasbourg University Hospital, France 
j Médecine Intensive-Réanimation, Hautepierre Hospital, Strasbourg University Hospital, Strasbourg, France 
k Department of Biostatistics, Strasbourg University Hospital, France 

Corresponding author at: Department of Anesthesiology and Intensive Care, Hautepierre Hospital, Strasbourg, France.Department of Anesthesiology and Intensive CareHautepierre HospitalStrasbourgFrance

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Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le Friday 27 November 2020
Cet article a été publié dans un numéro de la revue, cliquez ici pour y accéder

Summary

Objective

Ground-glass opacities are the most frequent radiologic features of COVID-19 patients. We aimed to determine the feasibility of automated lung volume measurements, including ground-glass volumes, on the CT of suspected COVID-19 patients. Our goal was to create an automated and quantitative measure of ground-glass opacities from lung CT images that could be used clinically for diagnosis, triage and research.

Design

Single centre, retrospective, observational study.

Measurements

Demographic data, respiratory support treatment (synthetised in the maximal respiratory severity score) and CT-images were collected. Volume of abnormal lung parenchyma was measured with conventional semi-automatic software and with a novel automated algorithm based on voxels X-Ray attenuation. We looked for the relationship between the automated and semi-automated evaluations. The association between the ground-glass opacities volume and the maximal respiratory severity score was assessed.

Main results

Thirty-seven patients were included in the main outcome analysis. The mean duration of automated and semi-automated volume measurement process were 15 (2) and 93 (41) min, respectively (p=8.05*10−8). The intraclass correlation coefficient between the semi-automated and automated measurement of ground-glass opacities and restricted normally aerated lung were both superior to 0.99. The association between the automated measured lung volume and the maximal clinical severity score was statistically significant for the restricted normally aerated (p=0.0097, effect-size: −385mL) volumes and for the ratio of ground-glass opacities/restricted normally aerated volumes (p=0.027, effect-size: 3.3).

Conclusion

The feasibility and preliminary validity of automated impaired lung volume measurements in a high-density COVID-19 cluster was confirmed by our results.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : COVID-19, ARDS, CT-scan, Triage, Severity assessment, Infectious disease


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