Utilità clinica della radiografia dinamica del torace (DXR) portatile in terapia intensiva

La radiografia del torace è stata introdotta nella pratica medica oltre un secolo fa, poco dopo la scoperta dei raggi X da parte di Roentgen. Da allora, è stata una componente chiave della salute, dello screening, della valutazione clinica e della valutazione della terapia per miliardi di persone. Ad oggi, la radiografia del torace rimane l’esame per immagini più frequentemente richiesto. In questo ospedale di terzo livello da 700 posti letto, ogni anno vengono eseguite oltre 100.000 radiografie del torace. La tecnica della radiografia del torace è rimasta sostanzialmente invariata ed è vista come uno strumento prevalentemente qualitativo piuttosto che quantitativo. La radiografia dinamica del torace (DDR) è una nuova versione avanzata della radiografia del torace che fornisce importanti parametri quantitativi come movimento polmonare, ventilazione e perfusione. Con una scansione dinamica di 20-30 secondi, si ottengono immagini sequenziali di entrambi i polmoni con elevata risoluzione temporale durante la respirazione (7,5-30 fotogrammi al secondo), senza aumentare la dose di radiazioni. DDR utilizza una tecnica di radiografia digitale dinamica (DDR) con un detettore a pannello piatto (2-6) e genera immagini con un campo visivo (FOV) che può coprire entrambi i polmoni. DDR utilizza rilevatori con sensibilità più elevata rispetto a quelli tipicamente utilizzati nella radiografia convenzionale, consentendo di ottenere più intervalli di tempo dinamici pur mantenendo la dose sostanzialmente invariata. Rispetto alla radiografia convenzionale, l’analisi computerizzata e l’elaborazione delle immagini dei fotogrammi temporali sequenziali DDR forniscono ulteriori parametri preziosi che catturano il movimento e altre funzioni chiave dei polmoni, mentre è possibile generare anche radiografie del torace di alta qualità dai fotogrammi ricombinati. La DDR del torace può essere eseguita essenzialmente in qualsiasi posizione del paziente, compresi in piedi o seduti, per catturare la fisiologia polmonare in modo rappresentativo della vita quotidiana. Inoltre, la DDR è poco costosa, richiede uno spazio minimo e consente un rendimento elevato, il che può aiutare a ridurre i costi medici. Sebbene la TC con rilevatore di area possa fornire una risoluzione temporale più elevata, il suo FOV non può coprire interamente entrambi i polmoni e la sua dose di radiazioni può essere proibitivamente elevata. La DDR del torace offre un'opportunità unica per fornire parametri di imaging dinamico per il movimento e la funzione polmonare in modo sicuro, pratico ed economico.

Recentemente è diventata disponibile la tecnologia DDR portatile. Questo scanner DDR portatile consente applicazioni per pazienti non mobili, come i pazienti in terapia intensiva. Consente la valutazione semiquantitativa o quantitativa della perfusione polmonare, della ventilazione e del movimento diaframmatico. I pazienti in terapia intensiva possono avere un accesso limitato agli scanner TC o MRI a causa della gravità della loro condizione e/o delle difficoltà associate al supporto dei loro dispositivi (ECMO, LVAD, ecc.). Ecco perché la tecnologia DDR portatile potrebbe avere un impatto particolarmente significativo a loro cura. L'attuale team di Radiologia è composto dai Dott. Nishino, Wada, Valtchinov e Madore. Il gruppo del PI di Radiologia lavorerà in stretta collaborazione con il gruppo di ricerca del Dr. Frendl nelle unità di terapia intensiva del BWH, nonché con il loro biostatistico come team multidisciplinare di esperti. Continueranno inoltre la cooperazione con il signor Tsunomori e il signor Yoneyama. Questi membri del team hanno già una comprovata esperienza di collaborazione di successo con il PI.

I ricercatori utilizzeranno il disegno dello studio osservazionale in cui verranno confrontate due modalità di imaging diagnostico per la loro capacità di diagnosticare al meglio le patologie polmonari (ad esempio movimento diaframmatico e aerazione/ventilazione polmonare, perfusione polmonare e contenuto di acqua polmonare). Queste modalità di imaging sono: (i) l'attuale tecnica diagnostica portatile basata su AP CXR e (ii) la tecnica portatile XR dinamica del torace (DDR) recentemente sviluppata.

La tecnologia DDR deve ancora essere dimostrata in grado di fornire benefici specifici per la cura dei pazienti attraverso una migliore diagnosi dei loro problemi polmonari. La sua capacità di fornire informazioni aggiuntive clinicamente significative su aspetti delle patologie polmonari (movimento diaframmatico e aerazione/ventilazione polmonare, perfusione polmonare e contenuto di acqua polmonare), che non possono essere chiaramente distinti dall'attuale tecnica diagnostica portatile basata sulla CXR, deve essere documentata ; quindi, gli obiettivi.

Questo disegno di studio confronterà la capacità di diagnosticare quelle patologie polmonari (atelettasia, embolia polmonare ed edema polmonare) determinate dalla tecnologia DDR o dalla tradizionale routine qualitativa portatile AP CXR (gli attuali standard di diagnosi) attraverso immagini ottenute tramite i due tecniche negli stessi punti temporali per ciascun paziente. L'imaging e l'analisi DDR forniranno dati sia qualitativi che semiquantitativi per ciascun paziente in tutti i momenti.

Per questo studio, la CXR portatile di routine del paziente fungerà da immagine di controllo, quando applicabile, e le immagini DDR fungeranno da immagini di studio per ciascun punto temporale. Per alcune condizioni cliniche, i gold standard applicabili verranno utilizzati come controlli, ad es. Angiogramma TC per embolia polmonare, scansioni V-Q per ventilazione e perfusione polmonare e studi fluorografici sulla deglutizione per la valutazione della parola e della deglutizione.

Ci si aspetta che i dati derivati ​​da questi studi forniscano informazioni nuove e clinicamente cruciali (quantitative o semiquantitative) sul grado di escursione diaframmatica quando il paziente sta ventilando spontaneamente rispetto a quando viene fornito il supporto ventilatorio. Ciò sarebbe cruciale per il processo decisionale riguardante la disponibilità del paziente all'estubazione o, al contrario, quando viene rilevata una scarsa escursione dei diaframmi per i pazienti non ventilati, supporterebbe la decisione per l'implementazione precoce del supporto ventilatorio. Anche i dati sull’aerazione polmonare confluirebbero in questo processo decisionale.

Attualmente non sono disponibili dati quantitativi o semiquantitativi riguardanti queste funzioni fisiologiche dei polmoni. Ecco perché i ricercatori si concentreranno sulla convalida di questi nuovi parametri rispetto a scenari e risultati clinici. I ricercatori prevedono che questa nuova tecnologia guiderà meglio il processo decisionale clinico come la necessità (o, al contrario, la rimozione sicura) del supporto ventilatorio continuo per i nostri pazienti.

Inoltre, la componente di perfusione (valutazione del flusso sanguigno) dell'analisi delle immagini fornirebbe preziose opzioni diagnostiche (attualmente non disponibili) per quei pazienti per i quali l'angiografia TC non è disponibile per escludere/confermare l'embolia polmonare (PE). L'angio-TC non è disponibile per i pazienti che soffrono di instabilità emodinamica o quando è clinicamente controindicato, come i pazienti con imminente insufficienza renale. Il valore aggiunto della tecnologia DDR per la diagnosi di EP di dimensioni maggiori sarà valutato nelle fasi successive di questo studio.