Laju progresi fibrosis paru idiopatik—penyakit yang membuat paru-paru mengeras—kini dapat diukur secara kuantitatif dengan kecerdasan buatan (AI). Peneliti juga menetapkan patokan untuk memperkirakan arah perkembangan penyakit.
Tim peneliti gabungan yang dipimpin Prof. Choi Ju-ae dari Departemen Radiologi dan Prof. Kim Ho-cheol dari Divisi Pulmonologi, Seoul Asan Medical Center, bersama Prof. Lee Ho-yeon dari Departemen Radiologi, Samsung Medical Center, mengumumkan pada 3 bahwa analisis AI terhadap citra CT (computed tomography) dada menunjukkan nilai ambang: bila skor fibrosis paru meningkat setidaknya 4,05%p dalam 1 tahun, risiko kematian atau menjalani transplantasi paru meningkat. Temuan ini dipublikasikan pada edisi daring 24 Mei di jurnal internasional 〈American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine〉.
tanggal 3 bahwa analisis AI terhadap citra CT (computed tomography) dada menunjukkan nilai ambang: bila skor fibrosis paru meningkat setidaknya 4,05%p dalam 1 tahun, risiko kematian atau menjalani transplantasi paru meningkat. Temuan ini dipublikasikan pada edisi daring 24 Mei di jurnal internasional 〈American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine〉.
Perubahan yang bisa luput dari tes fungsi paru, dikonfirmasi lewat CT
Fibrosis paru idiopatik adalah penyakit ketika jaringan paru normal berubah menjadi seperti jaringan parut tanpa penyebab yang jelas. “Idiopatik” berarti penyebabnya tidak diketahui. “Fibrosis” merujuk pada perubahan ketika jaringan yang semula lunak menjadi menebal dan mengeras seperti jaringan parut.
Seiring penyakit memburuk, paru-paru menjadi kaku sehingga sulit menarik napas dalam. Kemampuan paru menyalurkan oksigen ke darah juga menurun. Karena bagian yang sudah rusak sulit dikembalikan ke kondisi semula, penting untuk menangkap laju progresi sejak dini.
Saat ini, perkembangan penyakit terutama dipantau melalui tes fungsi paru. Forced vital capacity (FVC) adalah pemeriksaan yang mengukur volume udara yang dapat dihembuskan sekuat mungkin setelah menarik napas sedalam-dalamnya. Selain itu, terdapat tes kapasitas difusi paru terhadap karbon monoksida (DLCO) untuk menilai seberapa baik paru menyalurkan gas seperti oksigen ke dalam darah.
Kedua tes tersebut berguna untuk memahami perubahan fungsi paru secara keseluruhan. Namun, sulit mengetahui bagian paru mana yang mengeras dan seberapa besar tingkatnya. Ada pula keterbatasan karena nilai pengukuran dapat berubah tergantung tingkat kerja sama pasien atau kondisi napas saat pemeriksaan.
CT memungkinkan melihat bagian dalam paru secara langsung. Namun, membandingkan perubahan kecil hanya dengan pengamatan visual tenaga medis tidaklah mudah. Penilaian dapat berbeda antar pembaca, dan juga sulit menampilkan secara angka yang presisi seberapa luas area yang mengeras dibandingkan setahun sebelumnya.
Skor fibrosis dihitung dengan menggabungkan perubahan pola jaring dan sarang lebah
Tim peneliti menggunakan perangkat lunak AI untuk secara otomatis menghitung luas area “opasitas retikular” dan “opasitas pola sarang lebah” pada citra CT.
Opasitas retikular adalah tampilan pada CT ketika garis-garis halus terlihat saling berjalin seperti jaring. Opasitas pola sarang lebah adalah tampilan ketika kantong-kantong udara kecil tampak berkumpul berlapis-lapis pada paru yang kerusakannya makin berat. Tim peneliti menjumlahkan proporsi kedua temuan tersebut terhadap keseluruhan paru dan menyajikannya sebagai “skor fibrosis”.
Tim peneliti terlebih dahulu menganalisis data 524 pasien yang didiagnosis fibrosis paru idiopatik di Seoul Asan Medical Center. Mereka menjalani CT dan tes fungsi paru pada pemeriksaan pertama serta pemeriksaan tindak lanjut sekitar 1 tahun kemudian.
Berikutnya, patokan ini diterapkan pada 224 pasien Samsung Medical Center yang memenuhi kondisi yang sama. Tujuannya untuk memastikan apakah patokan yang ditemukan di satu rumah sakit juga berlaku pada pasien rumah sakit lain.
Dari perbandingan CT pertama dan citra 1 tahun kemudian pada total 748 pasien, terlihat bahwa semakin tinggi kenaikan skor fibrosis, tes fungsi paru juga menunjukkan penyakit memburuk.
Pada kasus FVC turun 5%, skor fibrosis naik rata-rata 2,72%p. Pada kasus DLCO turun 10%, skor fibrosis naik rata-rata 4,52%p.
Jika naik 4,05%p dalam setahun, risiko kematian dan transplantasi 2,78 kali lipat
Ambang yang paling baik membedakan risiko kematian atau transplantasi paru adalah 4,05%p. Pasien yang skor fibrosinya meningkat setidaknya sebesar ambang ini setelah 1 tahun dibandingkan pemeriksaan pertama memiliki risiko lebih tinggi untuk meninggal atau menjalani transplantasi paru.
Pola yang sama juga muncul pada data pasien Samsung Medical Center. Bahkan setelah memperhitungkan faktor yang dapat memengaruhi—seperti usia, jenis kelamin, dan fungsi paru awal—pasien dengan kenaikan skor fibrosis setidaknya 4,05%p memiliki risiko 2,78 kali lebih tinggi untuk meninggal atau menjalani transplantasi paru. Jika periode observasi dibatasi menjadi 3 tahun, risikonya tercatat 2,88 kali.
Angka ini tidak berarti probabilitas kematian individu pasien semata-mata meningkat 2,78 kali. Artinya, laju relatif terjadinya kematian atau transplantasi paru selama periode penelitian berlangsung lebih cepat sebesar itu.
Pasien berusia 75 tahun yang diperkenalkan dalam artikel ilmiah tersebut mengalami kenaikan skor fibrosis dari 11,66% menjadi 15,77% dalam 1 tahun, dan pada periode yang sama kapasitas paru serta kapasitas difusi paru juga menurun.
Tim peneliti menambahkan skor fibrosis pada CT pertama serta besaran perubahannya selama 1 tahun ke metode penilaian yang sudah ada, yang memperkirakan perjalanan penyakit berdasarkan jenis kelamin, usia, dan fungsi paru. Hasilnya, kemampuan membedakan risiko kematian atau transplantasi paru meningkat.
Dengan demikian, analisis AI dapat menjadi indikator pendukung yang menampilkan secara angka perubahan pada pencitraan yang sulit ditangkap hanya dengan tes fungsi paru.
Terlalu dini menjadikan skor fibrosis sebagai satu-satunya dasar keputusan terapi
Namun, masih terlalu dini menjadikan ambang 4,05%p sebagai dasar langsung untuk mengubah terapi. Studi ini merupakan penelitian observasional yang menganalisis rekam medis masa lalu, dan jumlah pasien untuk verifikasi di rumah sakit lain juga 224 orang. Diperlukan penelitian tambahan untuk memastikan apakah ambang yang sama dapat diterapkan meski perangkat dan metode pemindaian CT, serta program AI, berbeda.
Dari penelitian ini saja juga tidak bisa disimpulkan bahwa semua pasien harus menjalani CT setiap tahun. Pasalnya, pemindaian CT berulang akan meningkatkan paparan radiasi.
Karena itu, terapi tidak boleh diubah hanya berdasarkan satu skor fibrosis. Fungsi paru, gejala, saturasi oksigen yang menunjukkan seberapa jenuh darah oleh oksigen, serta perubahan pada CT perlu ditinjau bersama.
Pasien dapat menanyakan di ruang praktik berapa %p skor fibrosinya berubah dibandingkan tahun lalu. Penting pula memastikan apakah kedua CT diambil dalam kondisi yang serupa, dan apakah fungsi paru juga berubah ke arah yang sama.
Prof. Choi Ju-ae mengatakan, “Penelitian ini menyajikan nilai ambang perubahan skor fibrosis yang bermakna secara klinis, sehingga menunjukkan bahwa teknologi analisis kuantitatif CT dapat dimanfaatkan sebagai indikator pendukung dalam pemantauan berkala dan penyusunan strategi terapi bagi pasien fibrosis paru idiopatik ke depan.”
Prof. Kim Ho-cheol menyatakan, “Pada fibrosis paru idiopatik, begitu paru mengalami kerusakan, pemulihannya sulit sehingga diagnosis dan terapi dini sangat penting,” seraya menambahkan, “Penelitian ini bermakna besar karena menetapkan patokan untuk menilai secara objektif tingkat progresi penyakit fibrosis paru idiopatik dan mengonfirmasi kemungkinan pemanfaatannya sebagai biomarker pencitraan untuk memverifikasi efek terapi dalam uji klinis mendatang.”
Biomarker pencitraan adalah indikator yang mengkuantifikasi perubahan yang tampak pada CT atau magnetic resonance imaging (MRI) untuk menilai progresi penyakit atau efek terapi.
