Klinisk nytte af Portable Dynamic Chest X Ray (DXR) på intensivafdelingen

Røntgen af ​​thorax blev introduceret til medicinsk praksis for over et århundrede siden, kort efter røntgenopdagelsen af ​​Roentgen. Siden da har det været en nøglekomponent i sundhed, screening, klinisk evaluering og vurderinger af terapi for milliarder af mennesker. Den dag i dag er røntgen af ​​thorax den hyppigst bestilte billeddiagnostiske test. På dette 700-sengs tertiære hospital bliver der taget over 100.000 røntgenbilleder af thorax årligt. Teknikken til røntgen af ​​thorax er stort set uændret og ses som et overvejende kvalitativt snarere end kvantitativt værktøj. Chest dynamic X-ray (DDR) er en ny avanceret version af thorax radiografi, der giver vigtige kvantitative parametre såsom lungebevægelse, ventilation og perfusion. Med en dynamisk scanning på 20-30 sekunder opnås sekventielle billeder af begge lunger med høj tidsmæssig opløsning under vejrtrækning (7,5-30 billeder pr. sekund), uden at øge stråledosis. DDR anvender en dynamisk digital radiografi (DDR) teknik med en fladskærmsdetektor (2-6) og genererer billeder med et synsfelt (FOV), der kan dække begge lunger. DDR anvender detektorer med højere følsomhed end dem, der typisk bruges i konventionel radiografi, hvilket gør det muligt at opnå flere dynamiske tidsrammer på trods af, at dosis for det meste holdes uændret. Sammenlignet med konventionel radiografi giver computeranalyse og billedbehandling af de sekventielle DDR-tidsrammer yderligere værdifulde metrikker, der fanger lungernes bevægelse og andre nøglefunktioner, mens røntgenbilleder af høj kvalitet også kan genereres fra de rekombinerede rammer. Bryst-DDR kan udføres i stort set enhver patientposition, inklusive stående eller siddende, for at fange lungefysiologien på en måde, der er repræsentativ for dagligdagen. Desuden er DDR billig, kræver minimal plads og muliggør høj gennemstrømning, hvilket kan hjælpe med at reducere medicinske omkostninger. Mens områdedetektor-CT kan give en højere tidsmæssig opløsning, kan dens FOV ikke helt dække begge lunger, og dens strålingsdosis kan være uoverkommelig høj. Chest DDR giver en unik mulighed for at levere dynamiske billeddannelsesparametre for lungebevægelse og funktion på en sikker, praktisk og omkostningseffektiv måde.

For nylig er den bærbare DDR-teknologi blevet tilgængelig. Denne bærbare DDR-scanner muliggør applikationer til ikke-mobile patienter, som ICU-patienter. Det muliggør semikvantitativ eller kvantitativ evaluering af lungeperfusion, ventilation og diafragmatisk bevægelse. ICU-patienter kan have begrænset adgang til CT- eller MR-scannere på grund af sværhedsgraden af ​​deres tilstand og/eller vanskeligheder forbundet med at støtte deres enheder (ECMO, LVAD osv.), og derfor kan den bærbare DDR-teknologi have en særlig betydningsfuld indvirkning på deres omsorg. Det nuværende radiologiteam består af Dr. Nishino, Wada, Valtchinov og Madore. PI's gruppe fra Radiologi vil arbejde i tæt samarbejde med Dr. Frendls forskerteam i BWH ICU'erne, samt deres biostatistiker som multidisciplinært team af eksperter. De vil også fortsætte samarbejdet med Mr. Tsunomori og Mr. Yoneyama. Disse teammedlemmer har allerede en etableret track record for vellykket samarbejde med PI.

Forskerne vil bruge det observationelle studiedesign, hvor to billeddiagnostiske modaliteter vil blive sammenlignet for deres evne til bedst muligt at diagnosticere lungepatologier (dvs. diafragmatisk bevægelse og lungeluftning/ventilation, pulmonal perfusion og lungevandindhold). Disse billeddannelsesmodaliteter er: (i) den nuværende bærbare AP CXR-baserede diagnostiske teknik og (ii) den nyligt udviklede bærbare dynamiske chest XR (DDR) teknik.

Det er endnu ikke bevist, at DDR-teknologien giver specifikke fordele for plejen af ​​patienterne gennem den forbedrede diagnose af deres lungeproblemer. Dets evne til at give klinisk meningsfuld yderligere information om aspekter af lungepatologier (diafragmatisk bevægelse og lungeluftning/ventilation, pulmonal perfusion og lungevandindhold), som ikke klart kan skelnes fra den nuværende bærbare CXR-baserede diagnostiske teknik, skal dokumenteres ; derfor målene.

Dette studiedesign vil sammenligne evnen til at diagnosticere disse lungepatologier (atelektase, lungeemboli og lungeødem) som bestemt af enten DDR-teknologien eller den traditionelle kvalitative bærbare rutine AP CXR (de nuværende standarder for diagnose) gennem billeder opnået via de to teknikker på samme tidspunkt for hver patient. DDR-billeddannelsen og analysen vil give både kvalitative og semikvantitative data for hver patient på alle tidspunkter.

Til denne undersøgelse vil patientens rutinemæssige bærbare CXR fungere som kontrolbillede, når det er relevant, og DDR-billeder vil fungere som undersøgelsesbilleder for hvert tidspunkt. For visse kliniske tilstande vil de gældende guldstandarder blive brugt som kontroller, dvs. CT-angiogram for lungeemboli, V-Q-scanninger til lungeventilation og perfusion og fluorografiske synkeundersøgelser til tale- og synkeevaluering.

Data fra disse undersøgelser forventes at give ny og klinisk afgørende (kvantitativ eller semikvantitativ) information om graden af ​​diafragmatisk ekskursion, når patienten spontant ventilerer i forhold til, når der ydes ventilatorstøtte. Dette ville være afgørende for beslutningstagning vedrørende patientens parathed til ekstubation, eller omvendt, når dårlig udsving af mellemgulvene opdages for ikke-ventilerede patienter, vil det understøtte beslutningen om tidlig implementering af ventilatorstøtte. Data om lungeluftning vil også tage højde for denne beslutningsproces.

I øjeblikket er kvantitative eller semi-kvantitative data vedrørende disse fysiologiske funktioner i lungerne ikke tilgængelige. Derfor vil efterforskerne fokusere på at validere disse nye målinger mod kliniske scenarier og resultater. Efterforskerne forventer, at denne nye teknologi bedre vil vejlede klinisk beslutningstagning, såsom behovet for (eller omvendt, sikker fjernelse af) løbende ventilatorstøtte til vores patienter.

Desuden ville perfusionskomponenten (blodgennemstrømningsvurdering) i billedanalysen give uvurderlige (i øjeblikket utilgængelige) diagnostiske muligheder for de patienter, for hvem CT-angiogram ikke er tilgængeligt for at udelukke/bekræfte lungeemboli (PE). CT-angiogram er ikke tilgængeligt for patienter, der lider af hæmodynamisk ustabilitet, eller når det er klinisk kontraindiceret, som patienter med forestående nyresvigt. Merværdien af ​​DDR-teknologien til diagnosticering af større PE'er vil blive vurderet i de senere stadier af denne undersøgelse.