Implementation of a new Single-Pass Whole-Body Computed Tomography Protocol: Is it safe, effective and efficient in patients with severe trauma?

PURPOSE: The objective of this study was to evaluate the implementation of a new single-pass whole-body computed tomography Protocol in the management of patients with severe trauma.
METHODS: This was a descriptive evaluation of polytrauma patients who underwent whole-body computed tomography. Patients were divided into three groups: 1. Blunt trauma hemodynamically stable 2. Blunt trauma hemodynamically unstable and 3. Penetrating trauma. Demographics, whole-body computed tomography parameters and outcome variables were evaluated.
RESULTS: Were included 263 patients. Median injury severity score was 22 (IQR: 16-22). Time between arrival to the emergency department and completing the whole-body computed tomography was under 30 minutes in most patients [Group 1: 28 minutes (IQR: 14-55), Group 2: 29 minutes (IQR: 16-57), and Group 3: 31 minutes (IQR: 13-50; p= 0.96)]. 172 patients (65.4%) underwent non-operative management. The calculated and the real survival rates did not vary among the groups either [Group 1: TRISS 86.4% vs. real survival rate 85% (p= 0.69); Group 2: TRISS 69% vs. real survival rate 74% (p= 0.25); Group 3: TRISS 93% vs. real survival rate 87% (p= 0.07)].
CONCLUSION: This new single-pass whole-body computed tomography protocol was safe, effective and efficient to decide whether the patient with severe trauma requires a surgical intervention independently of the mechanism of injury or the hemodynamic stability of the patient. Its use could also potentially reduce the rate of unnecessary surgical interventions of patients with severe trauma including those with penetrating trauma.

Remark

Introduction

Trauma is the second cause of death in men of all ages, accounting for 7% of all deaths in Colombia in 2018 , . During initial evaluation of trauma patients in the emergency department, prompt attention by the trauma team, early diagnosis and effective treatment have been the main survival determinants - . Whole-body computed tomography is currently the standard method of workup recommended for the primary evaluation of trauma patients at many centers because of its high sensitivity and specificity for the diagnosis of injuries, in cases of abdominal trauma, it reaches a sensitivity of 94% and specificity of 95%, superior to ultrasound and clinical evaluation (S: 30-75%; E: 30-50%) . Moreover, there is a growing body of evidence on the benefits of this diagnostic method, increasing the probability of survival in polytrauma patients - without a significative increase in overall costs , , , . In addition, compared with selective images, Whole-body computed tomography can identify less evident lesions that could go undetected, translating to improved prognosis, lower mortality and less waiting time in the emergency department , - . However, its use has been limited in hemodynamically unstable trauma patients because of the potential delay in therapeutic interventions and exposure to unnecessary radiation , - . Many different whole-body computed tomography protocols have been used worldwide, but the optimal technique is still not clear , , - . Achieving an optimal equilibrium phase is important to visualize arterial and venous phases in a single image acquisition, to identify the hemorrhage source and reduce the time in the computed tomography suite. The objective of this study was to describe the implementation of a new institutional single-pass whole-body computed tomography protocol in the management of patients with severe blunt/penetrating trauma, hemodynamically stable or unstable, as a diagnostic tool for the decision making between surgical or non-surgical treatment.

Materials and Methods

With prior institutional ethics approval, a descriptive evaluation of patients who underwent single-pass whole-body computed tomography was performed. The institutional single-pass whole-body computed tomography protocol of Fundación Valle del Lili (a Level I Trauma Center in Cali, Colombia) was created in 2016 establishing the indication for whole-body computed tomography in all patients with severe polytrauma: moderate to severe head trauma, suspected solid organ injury, hollow viscus or vascular injury, pelvic trauma and unstable fractures that arrived hemodynamically stable or unstable. All adult patients (>15-years) who met these criteria and underwent whole-body computed tomography between January, 2017 and December, 2018 were included and followed-up by a research assistant. Patients who were transferred from or to another institution were excluded, this way only patients with complete information and follow-up were included. Data on demographics, trauma mechanism, clinical severity (Injury Severity Score (ISS), New Injury Severity Score (NISS), SOFA Scale) and outcomes (surgical or non-surgical management, ICU admission and mortality) were extracted from clinical records. Calculated survival rates were assessed using the Trauma and Injury Severity Score (TRISS), which uses clinical parameters to determine the probability of survival, in order to perform comparisons with the real survival rate and evaluate possible impact on mortality with our management algorithm.

Data was acquired using a multi-slice IVR- computed tomography system (Aquilion ONE 320 Slice computed tomography scanner, software version 7.0, Toshiba Medical Systems Corp., Tochigi, Japan). The scanner is located adjacent to the trauma bay (<100 feet). Each patient was accompanied by the trauma team (Trauma and Acute Care Surgeon, Fellow, Surgery Resident, Emergency Physician and Trauma Nurses). The radiologist read each study in real time. Resuscitation was initiated in the trauma bay and continued during scanning.

Whole-body computed tomography included a non-contrast brain and a contrasted neck, chest, abdomen and pelvis (from the base of the skull to lower edge of the pubis) as a single-pass computed tomography helical acquisition (Table 1). Low osmolar non-ionic contrast medium (Iopromide Ultravist R. Whippany, NJ: Bayer Health Care Pharmaceuticals) was administered via an 18-gauge peripheral intravenous (IV) catheter. A total of 130 mL of contrast, with biphasic injection technique, was used with an inter-bolus delay of 45 seconds. First phase was a 60 mL bolus of iopramide IV, at a rate of 2.0 mL/s in 30 seconds, followed by an iopromide administration pause of 45 seconds. Second phase consisted of a 70 mL bolus of iopramide IV, at a rate of 4.0 mL/s in 17 seconds. Finally, 40 mL of normal saline solution IV was administered, at a rate of 4.0 mL/s in 10 seconds, with a total time of infusion of 175 seconds. Contrasted acquisition was started immediately after the second bolus.

Table 1

New Single-Pass WBTC Protocol

Phase	Procedure
Phase A	Simple acquisition phase: skull
Phase B	Contrast administration phase: neck, thorax and abdomen IV contrast: Iodinated, non-ionic hypo-osmolar (370 mg/mL)
	Step 1: First injection	Flow rate= 2.0 cc/s
		Vol. Contrast medium= 60 cc
		Pause of 45 s
		Total duration: 75 seconds
	Step 2: Second injection	Flow rate= 4cc/s
		Vol. Contrast medium= 60-70 cc
		Sweep= 40 cc Normal saline
		Duration:25 seconds
		Total time: 100 seconds
	Step 3: Contrasted acquisition	In the Descending Aorta ROI= 200 UH, after the second injection.

Sequential contrast bolus resulted in a single acquisition reflecting the combination of arterial and portal venous phases, with excellent image quality and fast image reconstruct. The reconstruction slices were 1 mm every 0.8 mm, total number of slices depended on the height of the patient. Computed tomography intravenous pyelogram was omitted in the whole-body computed tomography protocol, but this was added as needed.

Parameters such as the incidence of contrast-induced nephropathy, total radiation dose measured in millisieverts (mSv) (considered optimal when <20 mSv), number of cases that the whole-body computed tomography changed clinical management and time measured in minutes to reach final diagnosis, were evaluated. Patients were considered hemodynamically unstable on arrival when systolic blood pressure was <100 mmHg.

To evaluate outcomes of different scenarios that a trauma surgeon or emergency physician could face, patients were divided in three groups according to their mechanism of trauma and hemodynamics upon arrival:

Ethics approval

Ethics approval was granted by the Institutional Review Board from Fundación Valle del Lili under the number 554 in 2014 and has been update annually since its approval

Statistical analysis

Descriptive analysis was performed to display demographics, clinical condition upon admission, anatomical/physiological severity and clinical outcomes. Median and interquartile range (IQR) were used to report continuous variables without normal distribution, and median and standard deviation (SD) were used to report continuous variables with normal distribution. Continuous variables were compared using non-parametric test (Kruskal-Wallis Test) or parametric test (ANOVA), depending on their normality. Categorical variables are presented in absolute frequencies and percentages; comparisons were made with Ji 2 test or Fisher’s exact test when the frequencies were lower than 5. Data management and statistical analysis were performed on STATA/MP Software version 14.0 (StataCorp, College Station, TX).

Results

A total of 263 patients underwent whole-body computed tomography (Group 1: 168, Group 2: 50 and Group 3: 45. Most patients were male [223 (85.4%)]. Patients in Group 2 had the highest injury severity upon admission with the lowest systolic blood pressure [systolic blood pressure= Group 1: 124 mmHg (IQR: 113-140), Group 2: 85 mmHg (IQR: 70-93), Group 3: 112 mmHg (IQR: 96-138)], lowest Glasgow Coma Scores [Group 1: 13 (IQR: 7-15), Group 2: 10 (IQR: 3-14), Group 3: 15 (IQR: 10-15)] and were more acidotic [Base excess=Group 1: -5.9 mEq/L (IQR: -8.0 a -4.0), Group 2: -8.9 mEq/L (IQR: -12.6 a -5.7), Group 3: -6 (IQR: -10.0 a -4.8)] (Table 2).

Table 2

Parameters at admission to Emergency Department

Variable	Total (n=263)	Group 1 (n= 168)	Group 2 (n= 50)	Group 3 (n= 45)	p
Age (median (IQR))*	31 (23-49)	32 (23-51)	39 (27-51)	26 (20-34)	<0.001
Male Gender (n (%))	223 (85.4)	142 (85.0)	39 (78.0)	42 (95.4)	NS*
Emergency Department Parameters
SBP*, mmHg median (IQR)	117 (100-138)	124 (113-140)	85 (70-93)	112 (96-138)	<0.001
HR*, median (IQR)	90 (73-107)	86 (71-100)	108 (86-120)	95 (81-107)	NS*
GCS, median (IQR)	13 (7-15)	13 (7-15)	10 (3-14)	15 (10-15)	0.006
Base excess, mEq/L median (IQR)	-6.2 (-9.0;-4.3)	-5.9 (-8.0; -4.0)	-8.9 (-12.6; -5.7)	-6 (-10.0; -4.8)	0.002
Lactate, mmol/L, median (IQR)	3.0 (1.9-4.9)	2.8 (1.8-4.1)	4.2 (2.6-6.4)	2.8 (1.7-5.6)	<0.001
Severity
ISS*, median (IQR)	22 (16-30)	21 (14-29)	25 (18-34)	26 (19-35)	NS*
NISS*, median (IQR)	27 (18-41)	26 (17-34)	28 (21-41)	42 (27-54)	<0.001
Intraoperatory hemorrhage median (IQR)	350 (100-1200)	275 (100-800)	750 (300-2000)	550 (250-1450)	0.007
Resuscitation
Crystalloids, median (IQR)	2430 (1400-3690)	2258 (1232-3260)	3325 (2430-4800)	2400 (1520-4010)	0.02
RBCU*, median (IQR)	4 (2-5)	2 (2-4)	4 (2-5)	4 (2-4)	0.04
Plasma, median (IQR)	4 (2-6)	4 (2-4)	4 (2-6)	4 (3-6)	0.02

Group 1: blunt trauma and hemodynamically stable

Group 2: blunt trauma and hemodynamically unstable

Group 3: penetrating trauma hemodynamically stable or unstable

IQR: interquartile range

SBP: systolic blood pressure

HR: heart rate

GCS: Glasgow coma scale

ISS: injury severity score

NISS: new injury severity score

RBCU: red blood cells units

NS: non significant

Median injury severity score was 22 (IQR: 16-22), in Group 1 was 21 (IQR: 14-29), in Group 2 was 25 (IQR: 18-34) and in Group 3 was 26 (IQR: 19-35). Patients with blunt trauma and hemodynamically unstable required more resuscitation with higher rates of crystalloids, packed red blood cells and plasma transfusions during the first 24 hours upon arrival to the trauma center (Table 2). A total of 172 patients (65.4%) received selective non-surgical management and the main injured organ was the lung [Group 1: 36 (33.0%), Group 2: 12 (34.3%), and Group 3: 12 (42.9%); p= 0.62], followed by the brain [Group 1: 42 (38.5%), Group 2: 12 (34.3%), and Group 3: 6 (21.4%); p= 0.24] and the liver [Group 1: 7 (6.4%), Group 2: 3 (8.6%), and Group 3: 5 (17.9%); p= 0.17]. No differences were found between the groups in the distribution of affected organs.

Simple X-Rays were performed during the primary evaluation in 113 patients (42%) prior to whole-body computed tomography, which did not cause any delay in the transfer of the patients and were mainly indicated in cases of pelvic or head trauma as an earlier approach to rule out life threatening injuries. Time between arrival to emergency department and completion of the whole-body computed tomography was under 30 minutes in most patients [Group 1: 28 minutes (IQR: 14-55), Group 2: 29 minutes (IQR: 16-57), and Group 3: 31 minutes (IQR: 13-50); p= 0.96]. The average time between whole-body computed tomography and the diagnosis of injuries was 22 minutes, with no differences among the groups [Group 1: 22 minutes (IQR: 14-34), Group 2: 21 minutes (IQR: 12-32), Group 3: 23 minutes (IQR: 14-28); p= 0.64].

Median radiation dose was within optimal range (< 20 mSv) in all groups [Group 1: 18 mSv (IQR: 13-27), Group 2: 19 mSv (IQR: 13-41), and Group 3: 15 mSv (IQR: 12-23); p= 0.56] (Table 3). Ninety-one (34%) patients required surgical intervention and no statistical difference was found regarding the surgical intervention rate among the groups [Group 1: 59 (35.1%), Group 2: 15 (30%), and Group 3: 17 (37.7%); p= 0.23]. The days of mechanical ventilation and hospitalization were similar between all groups. We found no differences regarding mortality rates [Group 1: 26 (15%), Group 2: 13 (26%), and Group 3: 6 (13%); p= 0.17] and none of them died in the scanner (Table 4). No statistical difference was found between calculated and real survival rate [Group 1: TRISS 86.4% vs. real survival rate 85% (p= 0.69); Group 2: TRISS 69% vs. real survival rate 74% (p= 0.25); Group 3: TRISS 93% vs. real survival rate 87% (p= 0.07)].

Table 3

Whole-body computed tomography to diagnosis time (minutes), radiation exposure and renal fuction evaluation.

Variable	Total (n=263)	Blunt Trauma - Hemodynamically Stable (n=168)	Blunt Trauma - Hemodynamically Unstable (n=50)	Penetrating Trauma (n=45)
ED X-Ray, n (%)	113 (42.9)	63 (37.5)	26 (52.0)	24 (53.3)
ED to WBCT time* median (IQR*)	29 (14-55)	28 (14-55)	29 (16-57)	31 (13-50)
WBCT to diagnosis time, median (IQR)	22 (14-32)	22 (14-34)	21 (12-32)	23 (14-28)
Radiation mSv* median (IQR)	18 (12-27)	18 (13-27)	19 (13-41)	15 (12-23)
Radiation mGy.cm2*, median (IQR)	2114 (1646-2730)	2156 (1780-2911)	2114 (1621-2730)	1935 (977-2471)
Creatinine, median (IQR)	1.0 (0.9-1.2)	1.0 (0.8-1.2)	1.2 (0.9-1.6)	1.1 (0.9-1.2)
Contrast Induced Nephropathy, n (%)	1 (0.4)	1 (0.6)	0 (0)	0 (0)
Dialysis, n (%)	7 (2.7)	3 (1.8)	2 (4.0)	2 (4.4)

* IQR=interquartile range, mSv=millisievert, mGy.cm2= milligray/cm2

Group 1: blunt trauma and hemodynamically stable

Group 2: blunt trauma and hemodynamically unstable

Group 3: penetrating trauma hemodynamically stable or unstable

ED: Emergency Department

WBCT: whole-body computed tomography

Table 4

Clinical outcomes

Variable	Total (n=263)	Blunt Trauma - Hemodynamically Stable (n=168)	Blunt Trauma - Hemodynamically Unstable (n=50)	Penetrating Trauma (n=45)
SOFA*- day 2, median (IQR)*	3 (1-7)	3 (1-7)	6 (3-9)	2 (1-7)
Multiorgan failure, n (%)	80 (30.4)	47 (27.9)	22 (44.0)	11 (24.4)
ICU stay*, median (IQR)	4 (1-8)	4 (1-8)	5 (2-10)	3 (1-8)
Mechanical Ventilation days, median (IQR)	2 (0-5)	2 (0-4)	2 (1-5)	1 (0-3)
Hospitalary stay, median (IQR)	7 (3-13)	6 (3-12)	9 (3-19)	7 (2-14)
Mortality, n (%)	45 (17)	26 (15)	13 (26)	6 (13)
Predicted Survival Rate (TRISS*)		86.4%	69%	93%
Real Survival Rate		85%	74%	87%
p value		0.69	0.25	0.07

*SOFA= sequential organ failure assessment,

IQR=Interquartile range,

ICU=Intensive Care Unit,

TRISS=Trauma and Injury Severity Score

Finally, all patients who had findings on the computed tomography of injuries that required surgical repair were taken to the operating room had positive findings during surgery that required repair. Sixty-seven patients (25%) of the non-surgical treatment group required a follow-up selective computed tomography (organ-specific), most of which were brain computed tomography’s to evaluate possible progression of traumatic brain lesions detected during the first whole-body computed tomography, but none of them required a subsequent surgical intervention.

Discussion

Our newly developed Single-Pass whole-body computed tomography Protocol has proven to be a useful and safe diagnostic tool for initial evaluation of patients with blunt and penetrating trauma, independent of their hemodynamic status. Unlike other protocols used around the world, ours allows us to have both arterial and venous phases on a single image (including the neck) which in turn can detect and diagnose a source of active bleeding, giving valuable information to the treating surgeon , , , - . Whole-body computed tomography was proven to be safe in our patients given that just 1 patient out of 263 (<1%) developed contrast induced nephropathy and the total radiation dose was considered standard [18 msV (IQR: 12-27)]. We also proved it to be effective because the results obtained from the scan was the determining factor to perform non-surgical management in more than 65% of patients regardless of trauma mechanism, thus avoiding non-therapeutic surgical interventions. Whole-body computed tomography was also efficient because the time between arrival and whole-body computed tomography completion was less than 30 minutes, and the time between acquisition and definitive diagnosis was close to 22 minutes in all groups.

Imaging protocols vary around the world and an ongoing open debate remains on the most suitable technique. Our new protocol is different from those previously described in the literature. Usually, whole-body computed tomography is performed as a multi-pass computed tomography acquisition technique with separated helical CT phases of different body zones - . Contrast medium is usually used for the thorax, abdomen and pelvis. Nguyen, et al. showed that Single-pass whole-body computed tomography decreased the acquisition time in 42.5% compared to conventional whole-body computed tomography . Unfortunately, the use of single-pass protocols is not yet universal and instead two or more passes are required to obtain arterial and venous phases . A Single-Pass Continuous Whole Body computed tomography-scan protocol allows biphasic application of contrast medium in 1 minute and 27 seconds, with acquisition of an image in a single-pass with high resolution of arterial and venous phases (Figure 1), with excellent visualization of heart and great vessels of the chest (Figure 2A), veins and arteries of the neck (Figure 2B), abdomen and pelvis (Figure 2C). This highlights the fact that whole-body computed tomography as a diagnostic tool is essential in diagnosing patients efficiently and promptly visualizing any vascular injury (Figure 3).

Figure 1

Coronal MIP reconstruction of Single-Pass WBCT. The aorta (White arrow) and hepatic artery (yellow arrow), with higher intensity than portal vein (yellow arrow head), and, median juxtahepatic vein (thick yellow arrow) with the lowest intensity. Also, mesenteric vein and artery (yellow star), and left renal vein and artery (white star) are visualized.

Figure 2

Visualization of solid organ and hollow viscous with Single-Pass WBCT. A) Sagital MIP reconstruction, right and left ventricles, right ventricle outlet tract (thick yellow arrow), left pulmonary vein (thinner right yellow arrow) and aorta (white arrow) are visualized. B) Coronal MIP reconstruction of neck, subclavian arteries, common carotids (white arrow), jugular veins (yellow arrow) and vertebral arteries (black arrow) are observed. C) Axial MIP reconstruction of liver and its vessels, aorta, right yuxtahepatic vein flowing into vena cava (thick yellow arrow), portal left branch (white arrow) and left hepatic artery (upper thin yellow arrow).

Figure 3

Coronal MIP reconstruction of the pelvis and abdomen. Patient with superior pubic rami fractures (yellow arrows), no associated injuries to adjacent external iliac arteries or veins (white stars).

Despite the multiple benefits of whole-body computed tomography over selective computed tomography in trauma patients, there is still uncertainty on its use in hemodynamically unstable trauma patients. This fear is based on the concept that whole-body computed tomography requires time which draws away from the prompt surgical management of these patients , , , . However, our findings suggest that whole-body computed tomography can be used in patients with hemodynamic instability because the damage control resuscitation of the patient can be continued in and during the scan by the treating trauma staff. This implies a paradigm shift, because we have found that the use of this tool in a controlled setting is possible with an available trauma team that can continue with intravenous resuscitation while in the scanner and eventually securing prompt transfer of the patient to the operating room when warranted or to the Intensive Care Unit or angio suite in cases of non-operative management . Furthermore, we found that operative management occurred at a rate of 34% among all groups regardless of trauma mechanism and hemodynamic status. This translates to the fact that patients with either penetrating or blunt trauma had the same chance of requiring surgery which is in stark contrast to the standard belief that surgical intervention is usually required in most patients with penetrating trauma. It is important to highlight that although whole-body computed tomography is a valuable diagnostic adjuvant, it should not be used in all patients, a careful selection of patients with precise indications should be carried out, and this is why, the creation and implementation of an institutional whole-body computed tomography protocol is essential for it’s appropriate application.

Finally, radiation exposure is a widely discussed topic when considering the disadvantages of whole-body computed tomography. The radiation exposure of our patients was within the values considered optimal (10-20 mSv) . Therefore, even though, the performance of WBCT implied an increase in radiation exposure, it seems not to be significant enough to increase the lifetime risk of cancer but rather benefited the immediate triage of the patient to the appropriate treatment required during his or her trauma admission.

Limitations

Our study carries several limitations associated to its observational nature. The groups were heterogeneous by mechanism of injury and hemodynamic status making them not completely comparable and elevating the bias risk. Whole-body computed tomography is not widely performed in Colombia because of a significant lack of resources and availability, which in turn made the implementation of this protocol challenging. More evidence of the utility of this diagnostic tool and of our newly devised whole-body computed tomography Protocol is necessary with large randomized controlled trials to definitively assess the safeness, effectiveness and efficiency of this Single-Pass whole-body computed tomography.

Conclusion

Our new Single-Pass whole-body computed tomography Protocol proved to be safe and efficient to decide whether our patients with severe trauma requires surgical intervention, independent of mechanism of injury or hemodynamic stability. The use of this Single-Pass protocol in our institution allowed for a reduction in the time to diagnosis, a reduction in radiation exposure and facilitated the accurate diagnosis of potentially life-threatening traumatic injuries.

Contribución del estudio

Introducción

Trauma es la segunda causa de muerte en hombres de todas las edades, representando el 7% de todas las muertes en Colombia en 2018 ,. Durante la evaluación inicial de los pacientes de trauma en el departamento de urgencias, la atención inmediata por el equipo de trauma, el diagnóstico temprano y el tratamiento efectivo, son los principales determinantes de la supervivencia del paciente -. La tomografía computarizada corporal total es el método estándar diagnóstico actualmente recomendada para la evaluación primaria de los pacientes de trauma en muchos centros de trauma dada su alta sensibilidad y especificidad para el diagnóstico de lesiones. En casos de trauma abdominal, alcanza una sensibilidad del 94% y una especificidad del 95%, superior al ultrasonido y a la evaluación clínica (S:30-75%; E:30-50%) 6). Adicionalmente, se cuenta con cada vez más evidencia sobre los beneficios de este método diagnóstico, el cual puede aumentar la probabilidad de supervivencia de los pacientes con politrauma - sin un aumento significativo en los costos globales ,,,. Comparado con imágenes selectivas, con la tomografía computarizada corporal total se pueden identificar lesiones menos evidentes que pueden permanecer ocultas, traduciéndose en mejoría del pronóstico, menos mortalidad y menor espera en el departamento de urgencias ,-. Sin embargo, su uso ha sido limitado en pacientes de trauma con inestabilidad hemodinámica por el potencial retraso en las intervenciones terapéuticas y exposición innecesaria a radiación ,-. Múltiples protocolos de tomografía corporal total han sido usados a nivel global, pero todavía no es claro cuál la técnica más adecuada ,,-. Alcanzar una fase de equilibrio óptima es importante para visualizar las fases arteriales y venosas en una sola adquisición de la imagen y así poder identificar el origen de la hemorragia y reducir el tiempo en el equipo de tomografía computarizada. El objetivo de este estudio fue describir la implementación de un nuevo protocolo institucional de tomografía computarizada corporal total de un solo pase en el manejo de pacientes con trauma grave penetrante o cerrado, con estabilidad o inestabilidad hemodinámica, como una herramienta diagnóstica para la toma de decisión entre manejo quirúrgico o no operatorio.

Materiales y Métodos

Previa aprobación del comité de ética institucional, se realizó una evaluación descriptiva de pacientes que recibieron tomografía corporal total de un solo pase. El protocolo institucional de tomografía corporal total de un solo pase de la Fundación Valle del Lili (un centro de trauma nivel I en Cali, Colombia) fue creado en 2016 estableciendo la indicación para la toma de la tomografía corporal total en todos los pacientes con politrauma severo: trauma craneoencefálico moderado a severo, sospecha de lesión de órganos sólidos, lesión vascular o de víscera hueca, trauma pélvico y fracturas inestables, independiente del estado hemodinámico. Todos los pacientes adultos (>15 años) que cumplieran estos criterios y que hubieran recibido tomografía computarizada corporal total entre enero de 2017 y diciembre de 2018 fueron incluidos y seguidos por un asistente de investigación. Los pacientes que fueran transferidos desde o hacia otra institución fueron excluidos, de esta forma, sólo pacientes con información completa de ingreso y seguimiento fueron incluidos. Los datos sociodemográficos, mecanismo de trauma, severidad clínica (cálculo del puntaje de severidad de lesiones (ISS, por sus siglas en inglés), nuevo puntaje de severidad de lesiones (NISS, por sus siglas en inglés), puntaje de la escala de SOFA) y desenlaces (manejo quirúrgico o no operatorio, ingreso a UCI y mortalidad) fueron extraídos de las historias clínicas. Se evaluó la tasa calculada de supervivencia por medio del puntaje de severidad de trauma y lesiones (TRISS, por sus siglas en inglés), que usa parámetros clínicos para determinar la probabilidad de supervivencia, con el fin de comparar con las tasas reales de supervivencia y evaluar el posible impacto sobre la mortalidad con nuestro algoritmo de manejo.

Las imágenes fueron adquiridas usando un sistema de tomografía computarizada multicorte IVR (Aquilion ONE escáner de tomografía computarizada de 320 cortes, software version 7.0, Toshiba Medical Systems Corp., Tochigi, Japan). El tomógrafo está localizado adyacente a la sala de trauma (menos de 30 metros de distancia). Cada paciente fue acompañado por el equipo de trauma (cirujano de trauma y emergencias, fellow, residente de cirugía, médico de emergencias y enfermeros de urgencias). El radiólogo leyó cada estudio en tiempo real. La reanimación fue iniciada en la sala de trauma y continuada durante la toma de la imagen.

La tomografía corporal total incluyó una toma sin contraste de cerebro y una toma con contraste de cuello, tórax, abdomen y pelvis (desde la base del cráneo hasta el borde inferior del pubis) a través de una tomografía computarizada de un solo pase con adquisición helicoidal (Tabla 1). Se administró un medio de contraste no iónico de baja osmolaridad (Iopromida Ultravist R. Whippany, NJ: Bayer Health Care Pharmaceuticals) vía endovenosa a través de un catéter periférico de 18G. Se usó un total de 130 mL de medio de contraste, con una técnica de inyección bifásica con un retraso inter-bolo de 45 segundos. La primera fase consistió en un bolo de 60 mL de iopramida a una tasa de aplicación de 2.0 mL/s en 30 segundos, seguido por una pausa de 45 segundos. La segunda fase consistió en un bolo de iopramida de 70 mL a una tasa de 4.0 mL/s en 17 segundos. Finalmente, se administraron 40 mL de solución salina a una tasa de 4.0 mL/s en 10 segundos, con un tiempo total de infusión de 175 segundos. La adquisición contrastada se inició inmediatamente después del segundo bolo.

Tabla 1

Nuevo protocolo de tomografía computarizada corporal total de un solo pase

Fase	Procedimiento
Fase A	Fase de adquisición simple: cráneo
Fase B	Fase de administración de contraste: cuello, tórax y abdomen Contraste IV: ionizaco, no iónico hipo-osmolar (370 mg/mL)
	Paso 1: Primera inyección	Flujo= 2.0 cc/s
		Vol. de contraste= 60 cc
		Pausa de 45 s
		Duración total: 75 segundos
	Paso 2: Segunda inyección	Flujo= 4cc/s
		Vol. de contraste= 60-70 cc
		Lavado= 40 cc Salina normal
		Duración:25 segundos
		Tiempo total: 100 segundos
	Paso 3: Adquisición contrastada	En la aorta descendiente ROI= 200 UH, después de la segunda inyección.

Los bolos secuenciales del contraste resultaron en una sola adquisición que reflejaba la combinación de las fases arterial y venosa, con excelente calidad de imagen y reconstrucción rápida de la imagen. La reconstrucción de los cortes se realizó de 1 mm cada 0.8 mm, el número total de cortes dependía de la altura del paciente. El pielograma intravenoso fue omitido del protocolo, pero se añadía en caso de ser necesario. Los parámetros evaluados fueron la incidencia de nefropatía inducida por contraste, dosis total de radiación medida en milisiverts (mSv) (considerada óptima cuando era <20 mSv), número de casos en que la tomografía corporal total cambió la conducta terapéutica y el tiempo medido en minutos hasta el diagnóstico definitivo. Los pacientes fueron considerados inestables hemodinámicamente cuando ingresaban con una presión arterial sistólica <100 mmHg.

Para evaluar los desenlaces en los diferentes escenarios que puede encontrarse un cirujano de trauma o un emergenciólogo, los pacientes se dividieron en 3 grupos de acuerdo con el mecanismo de trauma y el estado hemodinámico al ingreso:

Grupo 1: trauma cerrado y estable hemodinámicamente

Grupo 2: trauma cerrado e inestable hemodinámicamente

Aval ético

Este estudio fue aprobado por el Comité Institucional de Ética de Fundación Valle del Lili bajo el número 554 en 2014 y ha sido actualizado anualmente desde su aprobación.

Análisis estadístico

Se realizó un análisis descriptivo para presentar los datos demográficos, condición clínica al ingreso, severidad anatómica/fisiológica y desenlaces clínicos. La mediana con rango intercuartílico (RIQ) fueron usados para reportar variables continuas sin distribución normal, media con desviación estándar (DE) se usó para reportar variables continuar con distribución normal. Las variables continuas fueron comparadas usando test no paramétrico (test de Kruskal-Wallis) o test paramétrico (ANOVA), dependiendo de la normalidad de los datos. Las variables categóricas son presentadas en frecuencias absolutas y porcentajes; las comparaciones fueron hechas con el test Ji 2 o test exacto de Fisher cuando las frecuencias fueran menores de 5. El manejo de los datos y el análisis estadístico fueron realizados en el software STATA/MP versión 14.0 (StataCorp, College Station, TX).

Resultados

263 pacientes recibieron una tomografía computarizada corporal total (Grupo 1: 168, Grupo 2: 50 y Grupo 3: 45). La mayoría de los pacientes fueron hombres [223 (85.4%)]. Los pacientes del grupo 2 tuvieron la mayor severidad al ingreso con la menor presión arterial sistólica [Grupo 1: 124 mmHg (RIQ: 113-140), Grupo 2: 85 mmHg (RIQ: 70-93), Grupo 3: 112 mmHg (RIQ: 96-138) ], el menor puntaje en la escala de coma de Glasgow [Grupo 1: 13 (RIQ: 7-15), Grupo 2: 10 (RIQ: 3-14), Grupo 3: 15 (RIQ: 10-15) ] y el mayor nivel de acidosis [Base exceso=Grupo 1: -5.9 mEq/L (RIQ: -8.0 a -4.0), Grupo 2: -8.9 mEq/L (RIQ: -12.6 a -5.7), Grupo 3: -6 (RIQ: -10.0 a -4.8) ] (Tabla 2).

Tabla 2

Parámetros al ingreso al servicio de urgencias

Variable	Total (n=263)	Grupo 1 (n= 168)	Grupo 2 (n= 50)	Grupo 3 (n= 45)	p
Edad (mediana (RIQ))*	31 (23-49)	32 (23-51)	39 (27-51)	26 (20-34)	<0.001
Género masculino (n (%))	223 (85.4)	142 (85.0)	39 (78.0)	42 (95.4)	NS*
Parámetros de ingreso al Servicio de Urgencias
PAS*, mmHg mediana (RIQ)	117 (100-138)	124 (113-140)	85 (70-93)	112 (96-138)	<0.001
FC*, mediana (RIQ)	90 (73-107)	86 (71-100)	108 (86-120)	95 (81-107)	NS*
Glasgow, mediana (RIQ)	13 (7-15)	13 (7-15)	10 (3-14)	15 (10-15)	0.006
Base exceso, mEq/L mediana (RIQ)	-6.2 (-9.0;-4.3)	-5.9 (-8.0; -4.0)	-8.9 (-12.6; -5.7)	-6 (-10.0; -4.8)	0.002
Lactato, mmol/L, mediana (RIQ)	3.0 (1.9-4.9)	2.8 (1.8-4.1)	4.2 (2.6-6.4)	2.8 (1.7-5.6)	<0.001
Severidad
ISS*, mediana (RIQ)	22 (16-30)	21 (14-29)	25 (18-34)	26 (19-35)	NS*
NISS*, mediana (RIQ)	27 (18-41)	26 (17-34)	28 (21-41)	42 (27-54)	<0.001
Hemorragia intraoperatoria, mediana (RIQ)	350 (100-1200)	275 (100-800)	750 (300-2000)	550 (250-1450)	0.007
Reanimación
Cristaloides, mediana (RIQ)	2430 (1400-3690)	2258 (1232-3260)	3325 (2430-4800)	2400 (1520-4010)	0.02
UGR*, mediana (RIQ)	4 (2-5)	2 (2-4)	4 (2-5)	4 (2-4)	0.04
Plasma, mediana (RIQ)	4 (2-6)	4 (2-4)	4 (2-6)	4 (3-6)	0.02

Grupo 1: trauma cerrado con estabilidad hemodinámica

Grupo 2: trauma cerrado con inestabilidad hemodinámica

Grupo 3: trauma penetrante estable o inestable hemodinámicamente

RIQ: rango intercuartílico

PAS: presión arterial sistólica

FC: frecuencia cardíaca

ISS: puntaje de severidad de la lesión

NISS: nuevo puntaje de severidad de la lesión

UGR: unidades de glóbulos rojos

NS: no significante estadísticamente

La mediana del puntaje de severidad fue de 22 (RIQ: 16-22), en el grupo 1 fue de 21 (RIQ: 14-29), en el grupo 2 fue de 25 (RIQ: 18-34) y en el grupo 3 fue de 26 (RIQ: 19-35). Los pacientes con trauma cerrado e inestabilidad hemodinámica requirieron mayor intensidad de reanimación con más volumen de cristaloides, unidades de glóbulos rojos y transfusiones de plasma durante las primeras 24 horas desde el ingreso al centro de trauma (Tabla 2). 172 pacientes (65.4%) recibió manejo no-operatorio y el principal órgano afectado en estos pacientes fue el pulmón [Grupo 1: 36 (33.0%), Grupo 2: 12 (34.3%), y Grup0 3: 12 (42.9%); p= 0.62], seguido por el cerebro [Grupo 1: 42 (38.5%), Grupo 2: 12 (34.3%), y Grupo 3: 6 (21.4%); p= 0.24] y el hígado [Grupo 1: 7 (6.4%), Grupo 2: 3 (8.6%), y Grupo 3: 5 (17.9%); p= 0.17]. No se encontró diferencias en la distribución de órganos afectados entre los 3 grupos.

Durante la evaluación primaria se tomó radiografía simple en 113 pacientes (142%) previo a la tomografía computarizada corporal toral, lo cual no causó ningún retraso en el traslado de los pacientes y fueron indicados en casos de trauma pélvico o craneal como una aproximación rápida para descartar lesiones que amenazaran la vida del paciente. El tiempo entre el ingreso a urgencias y la finalización de la adquisición de la tomografía corporal total estuvo por debajo de 30 minutos en la mayoría de los pacientes [Grupo 1: 28 minutos (RIQ: 14-55), Grupo 2: 29 minutos (RIQ: 16-57), y Grupo 3: 31 minutos (RIQ: 13-50); p= 0.96]. El tiempo entre la toma de la tomografía corporal total y el diagnóstico de las lesiones fue de 22 minutos, sin diferencias entre los grupos [Grupo 1: 22 minutos (RIQ: 14-34), Grupo 2: 21 minutos (RIQ: 12-32), Grupo 3: 23 minutos (RIQ: 14-28); p= 0.64].

La mediana de la dosis de radiación se encontró dentro del rango óptimo (<20 mSv) en todos los grupos [Grupo 1: 18 mSv (RIQ: 13-27), Grupo 2: 19 mSv (RIQ: 13-41), y Grupo 3: 15 mSv (RIQ: 12-23); p= 0.56] (Tabla 3). Noventa y un pacientes (34%) requirieron intervención quirúrgica y no se encontró diferencias significativas entre las tasas de intervención quirúrgica entre los 3 grupos [Grupo 1: 59 (35.1%), Grupo 2: 15 (30%), y Grupo 3: 17 (37.7%); p= 0.23]. Los días de ventilación mecánica y hospitalización fueron similares entre todos los grupos. No se encontró diferencia en la tasa de mortalidad entre los grupos [Grupo 1: 26 (15%), Grupo 2: 13 (26%), y Grupo 3: 6 (13%); p= 0.17] y ningún paciente falleció durante la realización de la tomografía (Tabla 4). No se encontró diferencia entre las tasas calculadas de supervivencia y las tasas reales de supervivencia [Grupo 1: TRISS 86.4% vs. Tasa real de supervivencia 85% (p= 0.69); Grupo 2: TRISS 69% vs. Tasa real de supervivencia 74% (p= 0.25); Grupo 3: TRISS 93% vs. Tasa real de supervivencia 87% (p= 0.07) ].

Tabla 3

Tiempo desde la tomografía computarizada corporal total al diagnóstico, exposición a radiación y evaluación de la función renal.

Variable	Total (n=263)	Trauma cerrado - Estable hemodinámicamente (n=168)	Trauma cerrado - Inestable hemodinámicamente (n=50)	Trauma penetrante (n=45)
Radiografía en urgencias, n (%)	113 (42.9)	63 (37.5)	26 (52.0)	24 (53.3)
Tiempo de urgencias a tomografía mediana (RIQ*)	29 (14-55)	28 (14-55)	29 (16-57)	31 (13-50)
Tiempo de tomografía a diagnóstico, mediana (RIQ)	22 (14-32)	22 (14-34)	21 (12-32)	23 (14-28)
Radiación mSv* mediana (RIQ)	18 (12-27)	18 (13-27)	19 (13-41)	15 (12-23)
Radiación mGy.cm2*, mediana (RIQ)	2114 (1646-2730)	2156 (1780-2911)	2114 (1621-2730)	1935 (977-2471)
Creatinina, mediana (RIQ)	1.0 (0.9-1.2)	1.0 (0.8-1.2)	1.2 (0.9-1.6)	1.1 (0.9-1.2)
Nefropatía inducida por contraste, n (%)	1 (0.4)	1 (0.6)	0 (0)	0 (0)
Diálisis, n (%)	7 (2.7)	3 (1.8)	2 (4.0)	2 (4.4)

* RIQ=rango intercuartílico, mSv=millisiverts, mGy.cm2= miligray/cm2

Grupo 1: trauma cerrado con estabilidad hemodinámica

Grupo 2: trauma cerrado con inestabilidad hemodinámica

Grupo 3: trauma penetrante estable o inestable hemodinámicamente

Tabla 4

Desenlaces clínicos

Variable	Total (n=263)	Trauma cerrado - Estable hemodinámicamente (n=168)	Trauma cerrado - Inestable hemodinámicamente (n=50)	Trauma penetrante (n=45)
SOFA*- día 2, mediana (RIQ)*	3 (1-7)	3 (1-7)	6 (3-9)	2 (1-7)
Falla multiorgánica, n (%)	80 (30.4)	47 (27.9)	22 (44.0)	11 (24.4)
Estancia en UCI*, mediana (RIQ)	4 (1-8)	4 (1-8)	5 (2-10)	3 (1-8)
Días de ventilación mecánica, mediana (RIQ)	2 (0-5)	2 (0-4)	2 (1-5)	1 (0-3)
Días de hospitalización, mediana (RIQ)	7 (3-13)	6 (3-12)	9 (3-19)	7 (2-14)
Mortalidad, n (%)	45 (17)	26 (15)	13 (26)	6 (13)
Tasa calculada de supervivencia (TRISS*)		86.4%	69%	93%
Tasa real de supervivencia		85%	74%	87%
Valor de p		0.69	0.25	0.07

*SOFA= evaluación secuencial de daño orgánico,

RIQ= Rango intercuartílico,

UCI= Unidad de Cuidado Intensivo,

TRISS= Score de severidad de trauma y lesión

Finalmente, todos los pacientes que tuvieron hallazgos positivos en la tomografía y que requirieron manejo quirúrgico, fueron llevados a quirófano y tuvieron hallazgos positivos en la cirugía, es decir, tenían lesiones que requirieron reparación. 66 pacientes (25%) del grupo que recibió manejo no-operatorio requirieron una tomografía computarizada selectiva como parte del seguimiento, la mayoría fueron en cráneo para evaluar posible progresión de las lesiones traumáticas detectadas durante la primera tomografía, pero ninguno requirió intervención quirúrgica posterior.

Discusión

Nuestro nuevo protocolo de tomografía computarizada corporal total ha demostrado ser útil y seguro para la evaluación inicial de pacientes con trauma cerrado o penetrante, independiente de su estado hemodinámico. A diferencia de otros protocolos usados en el mundo, el nuestro permite obtener las fases arterial y venosa en una sola imagen (incluyendo el cuello), lo cual puede detectar y diagnosticar la fuente de sangrado activo, ofreciendo información invaluable para el cirujano tratante ,,,-. La tomografía corporal total mostró ser segura en nuestros pacientes ya que sólo 1 paciente de 263 (<1%) desarrolló nefropatía inducida por contraste y la dosis total de radiación fue estándar y menor que el límite aceptado [18 msV (RIQ: 12-27) ]. También probó ser efectivo porque los resultados obtenidos del escáner fue el factor determinante para realizar manejo no-operatorio en más del 65% de los pacientes independiente del mecanismo de trauma, evitando intervenciones quirúrgicas no terapéuticas. La tomografía computarizada corporal total fue también eficiente porque el tiempo entre la admisión y la toma de la imagen fue menor de 30 minutos, y el tiempo entre la adquisición hasta el diagnóstico definitivo estuvo cerca de los 22 minutos en todos los grupos.

Los protocolos de tomografía varían alrededor del mundo y es aún debate cuál de ellos es la técnica más adecuada. Nuestro nuevo protocolo es diferente de los descritos previamente en la literatura. Normalmente, la tomografía corporal total se realiza en adquisiciones en múltiples pases con fases helicoides separadas en diferentes zonas del cuerpo -. El medio de contraste es usualmente usado en tórax, abdomen y pelvis. Nguyen, et al. Mostraron que la tomografía computarizada corporal total de un solo pase disminuye el tiempo de adquisición un 42.5% comparado con la técnica convencional de multi-pase . Desafortunadamente, el uso de los protocolos de un solo pase no es universal aún y por el contrario, dos o más pases son necesarios para obtener las fases venosa y arterial . Un protocolo de tomografía computarizada corporal total de un solo pase continuo permite la aplicación bifásica de medio de contraste en 1 minuto y 27 segundos, con adquisición de una imagen en un solo pase con alta resolución de las fases arterial y venosa (Figura 1), con excelente visualización del corazón y grandes vasos del tórax (Figura 2A), venas y arterias del cuello (Figura 2B), abdomen y pelvis (Figura 2C). Esto resalta el hecho de que la tomografía corporal total es una herramienta diagnóstica esencial para le evaluación de pacientes eficientemente y rápidamente para la visualización de cualquier lesión vascular (Figura 3).

Figura 1

Reconstrucción coronal MIP de una tomografía computarizada corporal total. La aorta (flecha blanca) y la arteria hepática (flecha negra) tienen mayor intensidad que la vena porta (cabeza de flecha amarilla) y la vena suprahepática medial (flecha amarilla). También se visualizan la arteria y vena mesentéricas (estrella amarilla) y la arteria y vena renales izquierdas (estrella blanca).

Figura 2

Visualización de órganos sólidos y vísceras huevas en una tomografía corporal total. A) Reconstrucción sagital MIP, se visualizan los ventrículos derecho e izquierdo, tracto de salida del ventrículo derecho (flecha amarilla gruesa), vena pulmonar izquierda (flecha amarilla derecha delgada) y aorta (flecha blanca. B) Reconstrucción coronal MIP del cuello, se observan las arterias subclavias, carótidas comunes (flecha blanca), venas yugulares (flecha amarilla) y arterial vertebrales (flecha negra). C) Reconstrucción axial MIP del hígado y sus vasos, aorta, vena suprahepática derecha desembocando en la vena cava (flecha delgada amarilla), rama portal izquierda (flecha blanca) y arteria hepática izquierda (flecha amarilla superior delgada).

Figura 3

Reconstrucción coronal MIP de pelvis y abdomen. Paciente con fracturas de la rama púbica superior (flechas amarillas), no se observan heridas asociadas de las arterias o venas ilíacas adyacentes.

A pesar de los múltiples beneficios de la tomografía computarizada corporal total sobre la tomografía selectiva en pacientes de trauma, todavía hay incertidumbre sobre su uso en pacientes inestables hemodinámicamente. Este temor está basado en el concepto de que la tomografía corporal total requiere de tiempo que puede retrasar el manejo quirúrgico temprano de estos pacientes ,,,. Sin embargo, nuestros hallazgos sugieren que esta técnica puede ser usada en pacientes con inestabilidad hemodinámica porque la reanimación de control de daños del paciente puede ser continuada durante la toma de la imagen por el personal de trauma. Esto implica un cambio en el paradigma porque hemos encontrado que el uso de esta tecnología en un ambiente controlado es posible con un equipo de trauma disponible que pueda continuar con la resucitación intravenosa durante el escáner y eventualmente asegurar el traslado del paciente al quirófano cuando sea requerido, o a la unidad de cuidado intensivo o angiografía en casos de manejo no-operatorio . Incluso, encontramos que el manejo operatorio ocurrió en el 34% de los casos entre todos los grupos, independiente del mecanismo de trauma y del estado hemodinámico. Esto se traslada al hecho de que pacientes con trauma penetrante como cerrado, tienen la misma probabilidad de requerir cirugía lo cual contraste con la creencia general de que la intervención quirúrgica es usualmente requerida en pacientes con trauma penetrante. Es importante resaltar que aunque la tomografía computarizada corporal total es un adyuvante diagnóstico valioso, esta no debe ser usada en todos los pacientes y debe realizarse siempre una selección cuidadosa de los pacientes con las indicaciones precisas, y es por esto que la creación e implementación de un protocolo institucional de tomografía corporal total en trauma es esencial para su correcta aplicación.

Finalmente, la exposición a la radiación es un tópico ampliamente discutido cuando se consideran las desventajas de la tomografía computarizada corporal total. La exposición a la radiación de nuestros pacientes se encontró dentro del rango considerado óptimo (10-20 mSv) . Por lo tanto, aunque la realización de la tomografía corporal total implica una exposición a radiación ionizante, no parece ser lo suficiente significativo como para incrementar el riesgo a largo plazo de cáncer pero sí puede traer beneficios inmediatos al paciente para un apropiado manejo del trauma.

Limitaciones

Nuestro estudio tiene múltiples limitaciones relacionadas con su naturaleza observacional. Los grupos fueron heterogéneos por el mecanismo de lesión y estado hemodinámico haciéndolos no comparables elevando el riesgo de sesgo. La tomografía corporal total no es ampliamente realizada en Colombia por falta de recursos y disponibilidad, lo cual hace desafiante la implementación de este protocolo. Más evidencia sobre la utilidad de esta herramienta diagnóstica y sobre nuestro protocolo es necesaria realizando ensayos clínicos aleatorizados para evaluar definitivamente la seguridad, efectividad y eficiencia de esta técnica.

Conclusión

Nuestro nuevo protocolo de tomografía computarizada corporal total de un solo pase probó ser segura y eficiente para decidir si nuestros pacientes con trauma severo requerían o no una intervención quirúrgica independiente del mecanismo de trauma o estado hemodinámico. El uso de este protocolo de un solo pase en nuestra institución permitió lograr un rápido tiempo al diagnóstico, baja exposición a radiación y facilitó el diagnóstico preciso de lesiones traumáticas potencialmente mortales.

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