可视化无线移动DR与传统移动DR胸部摄影在新型冠状病毒肺炎筛查中的应用

可视化无线移动DR与传统移动DR胸部摄影在新型冠状病毒肺炎筛查中的应用

戎冬冬1a,2,安彦虹1a,2,武春雪1a,2,单艺1a,2,卢洁1a,1b,2

1. 首都医科大学宣武医院 a. 放射科;b. 核医学科,北京 100053;2. 磁共振成像脑信息学北京市重点实验室,北京 100053

[摘 要]目的 探讨可视化无线移动DR与传统DR床旁摄影在新型冠状病毒患者筛查中的临床应用价值。方法 收集我院2020年1月21日至2月29日采用移动DR进行新型冠状病毒肺炎(CoronaVirus Disease2019,COVID-19)筛查的胸部正位影像1370张,可视化无线移动DR摄片410张,传统移动DR摄片960张。采用卡方检验对比可视化无线移动DR与传统DR间一级片率及影响图像质量因素发生率。结果 可视化DR的一级片率(402/410,98.0%)显著高于传统DR(907/960,94.5 %)(χ2=2.392,P =0.02)。可视化DR摄片体位影响图像质量发生率(1.2%)显著低于传统DR(3.4%)(χ2=3.279,P=0.013)。结论 移动DR胸部X线在COVID-19筛查中图像质量满足诊断要求,可视化无线移动DR的应用可提高图像质量。

[关键词]放射摄影术;移动DR;可视化;新型冠状病毒肺炎

引言

自2019年12月以来,全球范围内陆续发现多起不明原因肺炎病例,2020年1月12日WHO正式将造成此次肺炎疫情的新型冠状病毒命名为2019新型冠状病毒(2019 Novel Coronavirus,2019-nCoV),我国国家卫生健康委员会新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版)中将此类肺炎命名为新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19),明确传染途径为经呼吸道飞沫或密切接触传播。发热是COVID-19感染者的主要表现[1-3]。胸部影像检查作为诊断的重要依据之一,在临床诊疗流程中发挥了重要作用。绝大多数发热首诊患者是在非COVID-19定点救治医院的发热门诊进行影像学筛查。

对于非定点COVID-19收治医院及无发热门诊专用CT的医院,仍然需要通过胸部X线检查进行筛查[4-6]。而美国放射学会建议使用便携式胸部X线来最大限度地减少院内交叉感染的风险,意大利和英国的医院也开始使用移动式DR作为一线分诊工具[7-8]。主要是由于胸部DR能够较为准确地判断COVID-19病人,临床应用效果整体较好[9]。目前,在COVID-19筛查中胸部X线成像的质量控制问题鲜有报道。本研究采用可视化无线移动DR胸部X线摄影与传统移动DR作为筛查工具,通过对比在发热初筛门诊这一特殊场景下两种设备的图像质量,对其在COVID-19筛查中遇到的摄影质量问题及对策进行探讨与经验交流。

1 资料与方法

1.1 资料来源

收集我院2020年1月21日至2月29日在发热门诊利用移动DR进行COVID-19筛查的胸部正位影像1370例,其中初诊者1350例,复查20例。男性664例,女性706例,年龄11~92岁,中位年龄55岁。

就诊患者临床症状以发热为主,部分伴咳嗽、咽痛等症状,少数患者出现喘憋,其中确诊COVID-19患者的密切接触者(3例)无临床症状。

1.2 方法

1.2.1 设备及摄片方法

发热门诊技师(3名具有5年以上X线摄影经验的技师)分别采用A款MOBILETT XP Digital移动DR(传统DR)与B款新型uDR 370i可视化移动DR(可视化DR),随机选取患者进行投照。

患者投照均采用仰卧前后位,探测器紧贴患者背部放置,中心线对准两乳头连线的中心垂直射入;60~85 kV,3~15 mAs,摄影距离100 cm。若患者不能平卧,可根据具体情况调整患者角度和入射角度。使用铅衣对患者腹部进行防护。嘱患者深吸气屏气后曝光。

1.2.2 图像后处理

图像后处理软件参数:密度0~20,默认值15;对比度0~20,默认值10;边缘增强0~20,默认值5;边缘频率0~7,默认值6;噪声滤过0~10,默认值5。对图像的对比度、密度及噪声指数等简单调节后传输至PACS系统并打印照片。

1.2.3 图像质量分析

所有列入观察的DR胸部影像通过PACS系统显示阅读,一名具有15年胸部影像诊断经验的副主任医师及一名20年X线摄影经验的主管技师独立阅片,分别对图像质量进行分级。对于分级结果存在分歧的病例,协商后达成一致。一级片标准:① 摄片体位正确:a. 胸部投照在胶片两侧正中,应包括两侧肋骨外缘、两侧肋膈角、肺尖上软组织;b. 两侧锁骨平行对称;c. 投照影像无失真变形;② 影像密度适当、层次分明:a. 能清晰分辨肺野、纵膈、胸壁与软组织的层次;b. 第1~4胸椎及心影后肋骨应隐约显示;③ 无技术操作缺陷:无体外伪影。二级片标准:按一级片标准,其中有一项不符合要求,但基本不影响诊断,总体观察分析不够一级片标准者。三级片标准:按一级片标准,其中有两项不符合要求,无法作出放射诊断者。

对图像质量分级不一致的胸片,由两位阅片者共同商议确定该图像的最终图像质量分级。对二级片及三级片,记录其出现图像质量问题的现象、原因,逐片进行分析、记录,对问题产生的原因进行分类统计。

1.2.4 统计学分析

使用SPSS 25.0软件进行统计学分析。采用χ2检验比较两种移动DR设备摄片的患者性别与年龄构成,以及操作两组设备技术人员分布的差异。Kappa检验计算两阅片者对总体图像质量分级的一致性;采用χ2检验比较两种移动DR设备摄片的一级片率及影响图像质量的主要原因发生率的差异。P<0.05表示有统计学差异。

2 结果

2.1 两种设备之间患者及操作者差异

2.1.1 两种设备患者间的差异

可视化无线移动DR共摄影410例,其中男性201例,女性209例,年龄11~87岁,中位年龄51岁;传统移动DR摄影960例,其中男性463例,女性497例,年龄14~92岁,中位年龄56岁。两组性别、年龄构成差异无统计学意义(P>0.05)。

2.1.2 两种设备技术人员分布的差异

3名具有5年以上X线摄影经验的技师利用移动DR设备进行胸部正位摄影,使用两种设备的技术员分布无显著差异(P>0.05,表 1)。

表1 两种移动DR设备技术员分布比较(例)

项目 传统DR 可视化DR 总数技师A 288 122 410技师B 380 157 537技师C 292 131 423总数 960 410 1370 χ2值 0.002 P值 0.899

2.2 总体图像质量评价

采集胸部正位影像共1370张,其中应用传统DR摄片共960张,可视化无线移动DR摄片410张。图像质量均能满足诊断要求,其中一级片1309张(95.5 %),二级片61张(4.45 %),三级片0张,两位阅片者对图像质量分级的一致性良好(χ2=2.392,P=0.020)。可视化DR一级片率高于传统DR(P<0.05,表2)。

表2 两种移动DR设备在新冠肺炎筛查胸部X线摄片质量分级的比较

项目 总数/例 一级/例 二级/例 三级/例 一级片率/%传统DR 960 907 53 0 94.5可视化DR 410 402 8 0 98.0总数 1370 1309 61 0 95.5 χ2值 - - - - 2.392 P值 - - - - 0.020

2.3 两种移动DR设备图像质量问题对比

针对61张存在质量问题的二级胸片进行分析,根据问题原因分类,其中摄片体位相关问题38张(62.3%)(图1~2),包括投照体位不标准19张(31.1%),照射野过大或过小11张(18.0%),中心线入射不正确8张(13.1%);摄影条件选择不精准4张(6.6%),未去除体外异物造成伪影19张(31.1%)。摄影条件不精准及体外异物伪影影像图片,见图3~4。

图1 存在摄片体位问题胸片

注:女,86岁,发热7 d。接触武汉来京COVID-19确诊患者。a. 初诊胸部X线图像质量分级为二级,摄片体位中心线偏移,但满足诊断条件;b. 5 d后复查胸部X线,胸部X线图像质量分级为二级,摄片照射野过大,满足诊断。

图2 存在摄片体位问题胸片

注:男,19岁,发热2 d,地铁安检人员,初诊考虑为疑似病例,后经核酸检测排除。a. 初诊胸部X线图像质量分级为二级,照射野过大、中心线偏移,但满足诊断条件;b. 7 d后复查胸部X线,胸部X线图像质量分级为二级,照射野过大、中心线偏移,但满足诊断条件。

图3 摄影条件选择不精准

注:男,57岁,胸闷憋气3 d,夜间加重伴咳嗽、少痰、发热1 d,无疫区接触史。胸部X线摄影条件85 kV,15 mAs,肺野透过度增加,对比下降。胸部X线图像质量分级为二级。

图4 体外异物伪影

注:女,37岁,发热3 d,无疫区接触史。a. 摄影时未去除异物(乳罩),胸部X线图像质量分级为二级,右下肺体外异物遮挡,可疑感染;b. 去除异物后复查,显示右下肺纹理清晰。

分析影响移动DR胸片质量的原因,可视化DR摄片体位相关问题的发生率(1.2%)显著低于传统DR(3.4%)(χ2=3.279,P=0.013)(表 3)。

表3 两种移动DR设备体位问题胸片数量比较

项目 总数/例 投照体位/例 照射野/例 中心线/例 发生率/%传统DR 33 18 8 7 3.4可视化DR 5 1 3 1 1.2总数 38 19 11 8 -χ2值 - - - - 3.279 P值 - - - - 0.013

3 讨论

影像学检查,特别是胸部CT,在COVID-19确诊中发挥了重要作用[10]。然而非COVID-19定点救治医院现有CT室设置无法为发热患者设立独立区域及就诊通道,COVID-19的初次筛查及复查大多需要依靠X线[4,11]。移动DR机因其成像速度快、工作效率高并有利于院内感染控制,在此次疫情中发挥了巨大作用。安全快速的完成床旁摄片筛查,提供最佳的诊断图像,是疫情防控的重要环节。

在本研究中,作为COVID-19非定点收治医院的主要筛查工具,采用两种移动DR设备获得的图像质量均能满足诊断要求。移动DR图像的整体一级片率达到95.5%,提示摄片质量控制较好,这也是进行影像筛查的先决条件。既往亦有研究比较可视化无线移动DR与传统DR胸部摄影的图像质量的差异[12],显示可视化无线移动DR的一系列智能化、简便化设计,相对于传统移动DR,能有效提升床旁摄影的图像质量、检查效率及检查安全,为临床医生提供更好的诊断图像。本研究中可视化DR不仅图像质量明显优于传统DR,而且在克服摄片体位相关问题上表现尤为突出。

本研究中可视化移动DR的一级片率(98.0%)较传统DR(94.5%)更高,均高于以往的报道(54%~90.7%)[13-15]。这可能与发热门诊患者的配合度更高有关。常规移动DR摄影大多数是急危重症、外伤、术后等不易搬动的患者,而发热门诊患者相对病情较轻,就诊患者临床症状以发热为主,部分伴咳嗽、咽痛等症状,少数患者出现喘憋,其中确诊COVID-19患者的密切接触者(3例)无临床症状。因此发热门诊患者移动DR摄影时依从性好,通常可以自主活动,体位摆放、呼吸控制明显优于重症患者,对于图像质量的影响因素相对减少。本研究在比较图像质量前,对两种设备所投照的患者性别与年龄构成的差异,以及操作人员分布的差异进行对比发现无统计学差异,尽可能避免了人为而非设备本身对图像质量的影响。但由于两种设备生产厂商不同,一些硬件本身存在的差异,也可能会对结果造成一定影响。

本研究发现,两种移动DR在实际应用中最常见的图像质量影像因素是摄片体位。移动DR胸部摄影时,发热患者虽为被动体位,但因其病情通常较常规临床床旁胸片检查的住院患者轻,基本可以配合检查。故在前期摆位上,技师应确认患者摆位至最佳体位、选择适当的照射野再开始摄影。可视化DR可以实时监测患者状态,对于摆位后体位移动造成的体位不标准,可以及时调整,故其在体位因素对图像质量的影响上(1.2%)显著低于传统移动DR(3.4%)。

然而,传统移动DR在床旁摄影使用过程中,仍然存在常规使用的延时曝光模式、操作技师离开检查室后无法实时监控患者状态、不能选择最佳检查时机进行摄影的问题。一旦拍摄时机发生问题,就可能会导致再次摆位和重复拍摄。可视化DR具备视频监控功能,此功能在限束器前端内置了摄像头,技师在完成摆位以后能够通过手持的平板电脑实时监测患者的状态。一些重症患者,可能因为摆位后出现患者体位移动、上肢或者监护设备遮挡照射野等问题而影响图像质量。应用可视化DR可以在曝光前再次检查确认投照体位及体表情况,及时发现问题、立刻进行调整,可保证图像质量。由此,应用可视化DR一级片率高于传统DR。另一方面,可视化功能使技师在摆位完成后得以通过平板电脑远程监控并曝光,最大程度避免了因图像质量问题造成的重复摄片,减少医患之间接触的时间,减轻操作人员的精神压力,也降低患者的辐射剂量。这些因素对于目前疫情防控犹显重要。

移动DR的动态范围和曝光宽容度虽然大,但是选择合适的摄影条件是保证图像质量的前提[16]。移动DR胸部摄影的管电压根据患者的体型进行选择[17],推荐管电压为75~85 kVp;推荐的毫安秒为2.00~3.00 mAs,这样既可获得较好的图像质量,又可使患者受到较少的辐射剂量[18]。本研究中4张二级照片主要是不同年龄、体厚、体位等因素未调整摄影条件造成。建议应根据患者年龄、体型、被照体的厚度和密度以及平板探测器的材料,预设并优化摄影条件千伏(kV)、毫安秒(mAs),动态调整摄影条件,以保证图像质量,同时也减少不必要的额外辐射剂量。

本研究中,一例体位异物伪影对诊断造成明显影响。由于本次疫情发生在冬季,入组的发热筛查患者通常穿着较厚的衣物。患者背部放置探测器板处,对于重症、卧床患者有时会放有被服等物品,使探测器板放置不平。这些因素可造成两肺之间X线穿透的厚度及密度发生微小的差异改变。贴身衣物厚薄不均,亦可能对图像密度造成影响。DR具有输出较高的灰阶功能,对密度差异特别敏感,这些差异改变使两侧肺野透亮度不一致。针对此类情况,在检查前将应特别应嘱患者去除上衣及内衣,并清理探测器下面的衣服、被单等物品后再进行检查。

4 结论

移动DR作为非定点医院发热门诊的主要检查设备,在COVID-19患者的影像学初步筛查及复查中发挥了重要作用。在实际临床工作中,操作时应严格按照投照规范,根据患者个体情况选择正确摄影条件,同时应用可视化DR可以减少体位因素影响,提高图像质量,更好的为临床诊疗提供影像依据。

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Application of Chest Photography Using Visualized Wireless Mobile DR and Traditional Mobile DR in Screening of COVID-19

RONG Dongdong1a,2, AN Yanhong1a,2, WU Chunxue1a,2, SHAN Yi1a,2, LU Jie1a,1b,2

1. a. Department of Radiology; b. Department of Nuclear Medicine, Xuanwu Hospital Capital Medical University, Beijing 100053,China; 2. Beijing Key Laboratory of Magnetic Resonance Imaging and Brain Informatics, Beijing 100053, China

Abstract: Objective To explore the clinical application value of bedside photography by using visualized wireless mobile DR and traditional mobile DR in screening of patients who are infected with corona virus. Methods A total number of 1370 frontalchest images (the number of images taken by visualized wireless mobile DR and traditional mobile DR images were 410 and 960 respectively) which were taken from January 21st to February 29th, 2020 for the screening of corona virus disease 2019 (COVID-19)by mobile DR in our hospital were collected. The χ2 test was used to compare the excellent- film rate and the incidence of the factors affecting the quality of images between visualized wireless mobile DR and traditional mobile DR. Results The excellent- film rate of visualized mobile DR (402/410, 98.0 %) was significantly higher than that of traditional mobile DR (907/960, 94.5 %) ( χ2=2.392,P=0.02). The incidence of position-related factors affecting the quality of images of visualized mobile DR (1.2%) was significantly lower than that of traditional mobile DR (3.4 %) ( χ2=3.279, P=0.013). Conclusion The image quality of chest X-ray of mobile DR meet the diagnostic requirements in COVID-19 screening, and the application of visualized wireless mobile DR can improve the image quality.

Key words: radiography; mobile DR; visualization; corona virus disease 2019

收稿日期:2020-07-23

基金项目:北京市医院管理局“登峰”计划(DFL20180802)。

通信作者:卢洁,主任医师,教授,主要研究方向为影像医学与核医学。

通信作者邮箱:imaginglu@hotmail.com

[中图分类号]R816

[文献标识码]A

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2020.12.020

[文章编号]1674-1633(2020)12-0079-04

本文编辑 韩莹