Klinisch nut van draagbare dynamische thoraxfoto's (DXR) op de intensive care

Thoraxradiografie werd ruim een ​​eeuw geleden in de medische praktijk geïntroduceerd, kort na de ontdekking van röntgenstraling door Röntgen. Sindsdien is het een belangrijk onderdeel geweest van de gezondheid, screening, klinische evaluatie en beoordeling van therapie voor miljarden mensen. Tot op de dag van vandaag blijft thoraxradiografie de meest bestelde beeldvormende test. In dit tertiaire ziekenhuis met 700 bedden worden jaarlijks ruim 100.000 thoraxfoto's gemaakt. De techniek van thoraxradiografie is grotendeels onveranderd gebleven en wordt eerder gezien als een kwalitatief dan kwantitatief hulpmiddel. Chest Dynamic X-ray (DDR) is een nieuwe geavanceerde versie van thoraxradiografie die belangrijke kwantitatieve parameters biedt, zoals longbeweging, ventilatie en perfusie. Met een dynamische scan van 20-30 seconden worden opeenvolgende beelden van beide longen verkregen met een hoge temporele resolutie tijdens het ademen (7,5-30 frames per seconde), zonder de stralingsdosis te verhogen. DDR maakt gebruik van een dynamische digitale radiografietechniek (DDR) met een flat-panel detector (2-6) en genereert beelden met een gezichtsveld (FOV) dat beide longen kan bedekken. DDR maakt gebruik van detectoren met een hogere gevoeligheid dan die welke doorgaans worden gebruikt bij conventionele radiografie, waardoor meerdere dynamische tijdframes kunnen worden verkregen ondanks dat de dosis grotendeels onveranderd blijft. Vergeleken met conventionele radiografie bieden computeranalyse en beeldverwerking van de sequentiële tijdframes van de DDR aanvullende waardevolle meetgegevens die beweging en andere belangrijke functies van de longen vastleggen, terwijl hoogwaardige thoraxfoto's ook kunnen worden gegenereerd op basis van de opnieuw gecombineerde frames. Borst-DDR kan in vrijwel elke positie van de patiënt worden uitgevoerd, inclusief staand of zittend, om de longfysiologie vast te leggen op een manier die representatief is voor het dagelijks leven. Bovendien is DDR goedkoop, vereist het minimale ruimte en maakt het een hoge doorvoer mogelijk, wat de medische kosten kan helpen verlagen. Hoewel gebiedsdetector-CT een hogere temporele resolutie kan bieden, kan het gezichtsveld ervan niet beide longen volledig bestrijken en kan de stralingsdosis onbetaalbaar hoog zijn. Chest DDR biedt een unieke mogelijkheid om op een veilige, praktische en kosteneffectieve manier dynamische beeldparameters voor longbeweging en -functie te bieden.

Onlangs is de draagbare DDR-technologie beschikbaar gekomen. Deze draagbare DDR-scanner maakt toepassingen mogelijk voor niet-mobiele patiënten, zoals IC-patiënten. Het maakt de semi-kwantitatieve of kwantitatieve evaluatie van longperfusie, ventilatie en diafragmatische beweging mogelijk. ICU-patiënten hebben mogelijk beperkte toegang tot CT- of MRI-scanners vanwege de ernst van hun aandoening en/of problemen die verband houden met de ondersteuning van hun apparaten (ECMO, LVAD, enz.), vandaar dat de draagbare DDR-technologie een bijzonder betekenisvolle impact zou kunnen hebben op hun zorg. Het huidige team Radiologie bestaat uit Drs. Nishino, Wada, Valtchinov en Madore. De PI-groep van Radiologie zal nauw samenwerken met het onderzoeksteam van Dr. Frendl op de BWH ICU's, evenals met hun biostatisticus als multidisciplinair team van experts. Ze zullen ook de samenwerking met de heer Tsunomori en de heer Yoneyama voortzetten. Deze teamleden hebben al een bewezen staat van dienst op het gebied van succesvolle samenwerking met de PI.

De onderzoekers zullen het observationele onderzoeksontwerp gebruiken, waarbij twee diagnostische beeldvormingsmodaliteiten zullen worden vergeleken op hun vermogen om longpathologieën (dat wil zeggen diafragmatische beweging en longbeluchting/ventilatie, longperfusie en longwatergehalte) het beste te diagnosticeren. Deze beeldvormingsmodaliteiten zijn: (i) de huidige draagbare AP CXR-gebaseerde diagnostische techniek en (ii) de recent ontwikkelde draagbare dynamische thorax-XR (DDR)-techniek.

Het is nog niet bewezen dat de DDR-technologie specifieke voordelen biedt voor de zorg aan patiënten door de verbeterde diagnose van hun longproblemen. Het vermogen ervan om klinisch betekenisvolle aanvullende informatie te verschaffen over aspecten van longpathologieën (diafragmatische beweging en longbeluchting/ventilatie, longperfusie en longwatergehalte), die niet duidelijk kunnen worden onderscheiden van de huidige draagbare, op CXR gebaseerde diagnostische techniek, moet worden gedocumenteerd ; vandaar de doelstellingen.

Dit onderzoeksontwerp zal het vermogen vergelijken om die longpathologieën (atelectase, longembolie en longoedeem) te diagnosticeren, zoals bepaald door de DDR-technologie of de traditionele kwalitatieve draagbare routine AP CXR (de huidige diagnosestandaarden) door middel van beelden verkregen via de twee technieken op dezelfde tijdstippen voor elke patiënt. De DDR-beeldvorming en -analyse zullen op elk tijdstip voor elke patiënt zowel kwalitatieve als semi-kwantitatieve gegevens opleveren.

Voor dit onderzoek zal de routinematige draagbare CXR van de patiënt, indien van toepassing, dienen als controlebeeld, en zullen DDR-beelden dienen als onderzoeksbeelden voor elk tijdstip. Voor bepaalde klinische aandoeningen zullen de toepasselijke gouden standaarden als controle worden gebruikt, d.w.z. CT-angiogram voor longembolie, V-Q-scans voor longventilatie en perfusie, en fluorografisch slikonderzoek voor spraak- en slikevaluatie.

Van gegevens uit deze onderzoeken wordt verwacht dat ze nieuwe en klinisch cruciale (kwantitatieve of semi-kwantitatieve) informatie zullen opleveren over de mate van diafragma-excursie wanneer de patiënt spontaan beademt versus wanneer beademingsondersteuning wordt geboden. Dit zou van cruciaal belang zijn voor de besluitvorming over de bereidheid van de patiënt voor extubatie, of, omgekeerd, wanneer slechte excursie van de diafragma's wordt gedetecteerd bij niet-beademde patiënten, zou dit de beslissing voor een vroege implementatie van beademingsondersteuning ondersteunen. Gegevens over de longbeluchting zouden ook een rol spelen in dit besluitvormingsproces.

Momenteel zijn er geen kwantitatieve of semi-kwantitatieve gegevens over deze fysiologische functies van de longen beschikbaar. Daarom zullen de onderzoekers zich concentreren op het valideren van deze nieuwe statistieken aan de hand van klinische scenario's en resultaten. De onderzoekers verwachten dat deze nieuwe technologie de klinische besluitvorming beter zal begeleiden, zoals de noodzaak van (of omgekeerd, de veilige verwijdering van) voortdurende beademingsondersteuning voor onze patiënten.

Bovendien zou de perfusiecomponent (bloedstroombeoordeling) van de beeldanalyse waardevolle (momenteel niet beschikbare) diagnostische opties bieden voor die patiënten voor wie geen CT-angiogram beschikbaar is om longembolie (PE) uit te sluiten/te bevestigen. CT-angiogram is niet beschikbaar voor patiënten die lijden aan hemodynamische instabiliteit, of wanneer dit klinisch gecontra-indiceerd is, zoals patiënten met dreigend nierfalen. De toegevoegde waarde van de DDR-technologie voor de diagnose van grotere PE's zal in een later stadium van dit onderzoek worden beoordeeld.