SAND 4 – Can we make single energy CT perform as good as dual energy CT in differentiating urinary acid stones from other urinary stones?
SAND 4 – Can we make single energy CT perform as good as dual energy CT in differentiating urinary acid stones from other urinary stones?
Project number : 247111
Created by: Johan Jendeberg, 2018-04-17
Last revised by: Johan Jendeberg, 2019-04-25
Project created in: FoU Region Örebro län

PublishedPublished
2018-05-26
Rekrytering/datainsamling pågår

Registeranmälan

  1. SAND 4 – Can we make single energy CT perform as good as dual energy CT in differentiating urinary acid stones from other urinary stones?, Registeranmälan
  2. SAND 4 – Can we make single energy CT perform as good as dual energy CT in differentiating urinary acid stones from other urinary stones?, Projektbeskrivning

Titel och sammanfattning

Akronym

SAND 4

Populärvetenskaplig sammanfattning

Många människor bildar stenar i njurarna som kan fastna i urinledaren och ge njurkolik, infektioner och skada njurarnas funktion. De flesta av dessa, ca 75-90%, fortsätter ned till urinblåsan av sig själva, medan andra måste behandlas med t.ex. laser, kirurgi eller stötvåg. En typ av dessa stenar bildas av urinsyra. Det speciella med denna stentyp är att den kan behandlas mediciniskt, genom s.k. alkalisering av urinen, varpå den kan upplösas och försvinna. På vanlig CT kan man inte säkert skilja en sådan sten från övriga sorter, men sedan ett tiotal år har man med en s.k. dubbelenergi-CT klarat att göra det. Tyvärr är detta dyr högteknologisk utrustning som inte är tillgänglig på alla sjukhus och i allmänhet måste patienten genomgå en extra undersökning när man misstänker att det rör sig om en urinsyrasten, med ökad strålbelastning och fördröjning av handläggning som följd. 

I ett på vår klinik utfört forskningsprojekt utvecklades en nyligen publicerad metod att skilja urinsyrastenar från andra stenar med vanlig CT med mycket lovande resultat. Träffsäkerheten hos denna metod behöver dock testas på ett större antal patienter för att säkert kunna användas i klinisk praxis i framtiden. I den planerade studien ska vi testa denna metods träffsäkerhet på ca 300 patienter med dubbelenergi-CT som facit. Vi kommer också att jämföra den med träffsäkerheten hos en metod som bara mäter tätheten i stenarna.   

Sammanfattning på engelska

Many people form kidney stones, that sometimes pass to the ureter, where they can get stuck and cause renal colic, infections and damage the kidney function. Most of the stones, approximately 75-90%, pass to the urinary bladder, while others must be treated with laser, surgery or shock wave lithotripsy. Some of these stones are made of uric acid. This stone type constitutes a special case and can be treated by alkalization of the urine, after which the stone is dissolved and disappears. On conventional CT this stone type cannot be differentiated from other stones, but since a decade this is possible with so-called dual energy CT. Unfortunately, this is expensive high technology equipment not available at all hospitals and the patient normally has to undergo an additional examination when there is suspicion of a uric acid stone, leading to additional radiation exposure, delayed treatment and additional health care costs.

In a recently performed study at our institution a method to differentiate uric acid stones from other stone types was developed and showed promising results. The accuracy of this method remains to be tested on a larger group of patients to be able to be used in a clinical setting in the future. In the planned project we will test the accuracy of this method on approximately 300 patients, using dual energy CT as reference standard. It will also be compared to a method using only the density of the stones.

Projektspecifik information

Ämnesord

checked Radiologi och bildbehandling
checked Urologi och njurmedicin


(Only selected options are displayed. Click here to display all options)

Studietyp

Prövning av diagnostik

Randomiserad studie

Nej

Diagnoskod för huvuddiagnos

N20-N23 Sten i urinvägarna

Multicenterstudie

Nej

Etikprövningsmyndighetens diarienummer

18RS4111 (2018/240)

Inklusionsstatus

 Planerat antalAntal tillfrågadeScreen-failureAntal randominserade
n=3000  

Vetenskaplig sammanfattning

Vetenskaplig frågeställning

Kan konventionell enkel-energi CT urinvägar förutsäga en njur- eller uretärstens kemiska sammansättning (uratsten/icke uratsten) med hjälp av kvantitativa parametrar med säkerhet jämförbar med dubbel-energi CT (DECT)?

Bakgrund/Områdesöversikt

Det är känt att en uratsten i genomsnitt har lägre täthet, s.k. attenuering, på CT än en kalciumsten. Det finns dock betydande överlappning mellan dessa stentypers attenuering, framför allt hos små stenar. Därtill finns andra stentyper, som infektionsrelaterade struvitstenar och de ovanliga cystinstenarna, som har täthetsvärden som överlappar med andra stentyper.

Sedan ett knappt decennium har man använt dubbelenergi-CT för att skilja uratstenar från icke-uratstenar. Dubbelenergi-CT har enligt tidigare studier en sensitivitet och specificitet på upp till 98 % (100 % över 2 mm) för att skilja uratstenar från icke-uratstenar och är således ett kraftfullt differentialdiagnostiskt verktyg. I allmänhet utförs dock CT urinvägar på datortomografer utan denna funktion. En eventuell dubbelenergiundersökning utförs oftast först senare vilket ger både en fördröjning i handläggningen av och en ökad stråldos till patienten.

I en nyligen publicerad retrospektiv studie från Örebro Universitet på 126 urinvägsstenar i kliniska CT-undersökningar visade sig en kombination av i bilden uppmätbara bildparametrar kunna förutsäga uratstentyp med hög sensitivitet och specificitet.

I den aktuella studien vill vi prospektivt evaluera denna metod med dubbelenergi-CT som referens-undersökning.

Syfte

Att validera en metod för att med enkelenergi-CT skilja rena uratstenar från icke-uratstenar med dubbelenergi-CT som referens och jämföra testmetoden med en metod baserad enbart på attenueringen i enkelenergibilden (single energy HU-metoden).

Hypotes/Frågeställning

  1. Testmetoden kan förutsäga ren uratstentyp med specificitet och sensitivitet jämförbar med Dubbelenergi-CT (DECT).
  2. Testmetoden har bättre accuracy än metoden baserad enbart på attenuering i enkelenergibilden (single energy HU-metoden).

Metod

Inklusionskriterier för patient:

  • Patienten remitterad för undersökning DT urinvägar/DT njurar/DT dubbel-energi urinvägar eller liknande.
  • Frågeställning sten i urinvägar eller liknande, alternativt stentypsbestämning/uratsten/stenanalys eller liknande.
  • Patienten är över 18 år vid undersökningen
  • Det finns minst en intrarenal sten, eller sten i proximala uretären, med ett största mått på axialbilder som är ≥3 mm och ≤20 mm och som inte ligger direkt intill en annan sten, kateter eller liknande.

Exklusionskriterier för patient:

  • Gravid eller potentiellt gravid enligt egen uppgift
  • Patient kan inte förstå given information
  • Kateter, stent eller annat störande material på platsen för stenen
  • Omfattande artefakter från högtätt material på platsen för stenen
  • Tidigare inkluderad i den aktuella studien
  • Patient för stor för att den sten som är tänkt att inkluderas ska få plats i field of view i dubbel-energi-CT (ca 32 cm).

Alla uratstenar 3-20 mm i största på mått på axialsnitt hos en patient inkluderas. Vad gäller icke-uratstenar inkluderas i första hand en proximal uretärsten med storleken 3-20 mm. Finns bara intrarenala stenar inkluderas den mest kaudalt belägna inkluderbara stenen mellan 3 och 20 mm. Vi kan även komma att använda övriga stenar i njurar eller uretärer för beräkningarna.

Analysen kommer även att göras med subgruppering efter stenstorlek.

Förväntad könsfördelning man/kvinna: 2-3:1 och ålder: 18-100, medel 50 år.

Testmetod

- Testmetoden bygger på en nyligen publicerad rent kvantitativ metod

- Single energy HU-metoden

Dubbelenergi-undersökningen – referensmetod

Referensmetoden dubbelenergi-CT utförs på en datortomograf 2 x 128 kanaler (Somatom Definition Flash, Siemens) med FoV 300 mm, DE 0.5, series A+B+M, filter D30f, rotationstid 0.5 s, ackvisition 32 x 0.6 mm, care dose 100 140 kV.

Stenarna analyseras med mjukvaran syngo.CT DE Calculi Characterization i syngo.via Siemens Healthcare och görs av en av studieledarna i nära anslutning till inklusionen.

Om stenen kodas röd av mjukvaran definieras den som uratsten av referensmetoden. 

Bildmaterialet från enkel- och dubbelenergiundersökningarna anonymiseras och sparas med snitt endast över de undersökta stenarna och exporteras till en bilddatabank i PACS där enkelenergiundersökningen och dubbelenergiundersökningen är separerade och anonymiserade. Enkelenergi-undersökningarna granskas separat av två oberoende granskare med mätning av längd, bredd och max attenuering i mjukdelsfönster (C50/W400) och x8 förstoring, utan vetskap om resultatet från dubbelenergi-undersökningen.

Preliminär statistisk metod:

Enkelenergibilderna analyseras med olika beräkningsmetoder i Matlab. Med DECT som referens beräknas sensitivitet, specificitet, PPV, NPV och accuracy för testmetoden och single energy HU-metoden.

Involverade parter

Arbetsplats

Added workplaces

Regioner - Region Örebro Län - Hälso- och sjukvård - Område thorax kärl diagnostik - Röntgenkliniken workplace verified by Region Örebro län on 2018-06-14

Medarbetare i projektet

Marcin Popiolek
Överläkare, Urologiska kliniken

Roll i projektet

checked Medarbetare

Supervisor

Mats Lidén
Överläkare, Röntgenkliniken
Ove Andrén
Överläkare, Urologiska kliniken
Per Thunberg
MR-fysiker, Kliniskt forskningscentrum, Avdelningen för Sjukhusfysik, Röntgenkliniken

SAND 4 – Can we make single energy CT perform as good as dual energy CT in differentiating urinary acid stones from other urinary stones?, from FoU Region Örebro län
http://www.researchweb.org/is/en/fourol/project/247111