Klinisk nytte av Portable Dynamic Chest X Ray (DXR) på intensivavdelingen

Røntgen av brystet ble introdusert til medisinsk praksis for over et århundre siden, kort tid etter oppdagelsen av røntgenstråler av Roentgen. Siden den gang har det vært en nøkkelkomponent i helse, screening, klinisk evaluering og vurderinger av terapi for milliarder av mennesker. Til i dag er røntgen av thorax fortsatt den hyppigst bestilte bildediagnostiske testen. På dette 700-sengers tertiærsykehuset blir det tatt over 100 000 røntgenbilder av thorax årlig. Teknikken for røntgen av thorax har stort sett holdt seg uendret og blir sett på som et hovedsakelig kvalitativt snarere enn kvantitativt verktøy. Chest dynamic X-ray (DDR) er en ny avansert versjon av thorax radiografi som gir viktige kvantitative parametere som lungebevegelse, ventilasjon og perfusjon. Med en dynamisk skanning på 20-30 sekunder oppnås sekvensielle bilder av begge lungene med høy tidsoppløsning under pusting (7,5-30 bilder per sekund), uten å øke stråledose. DDR bruker en dynamisk digital radiografi (DDR)-teknikk med en flatpaneldetektor (2-6) og genererer bilder med et synsfelt (FOV) som kan dekke begge lungene. DDR bruker detektorer med høyere følsomhet enn de som vanligvis brukes i konvensjonell radiografi, noe som gjør det mulig å oppnå flere dynamiske tidsrammer til tross for at dosen holdes stort sett uendret. Sammenlignet med konvensjonell radiografi, gir datamaskinanalyse og bildebehandling av DDR-sekvensielle tidsrammer ytterligere verdifulle beregninger som fanger opp bevegelse og andre nøkkelfunksjoner i lungene, mens røntgenbilder av høy kvalitet også kan genereres fra de rekombinerte rammene. Bryst-DDR kan utføres i praktisk talt enhver pasientstilling, inkludert stående eller sittende, for å fange lungefysiologien på en måte som er representativ for dagliglivet. Videre er DDR billig, krever minimalt med plass og muliggjør høy gjennomstrømning, noe som kan bidra til å redusere medisinske kostnader. Mens områdedetektor-CT kan gi en høyere tidsoppløsning, kan dens FOV ikke dekke begge lungene helt, og stråledosen kan være uoverkommelig høy. Chest DDR tilbyr en unik mulighet til å gi dynamiske bildeparametere for lungebevegelse og funksjon på en sikker, praktisk og kostnadseffektiv måte.

Nylig har den bærbare DDR-teknologien blitt tilgjengelig. Denne bærbare DDR-skanneren muliggjør applikasjoner for ikke-mobile pasienter, som ICU-pasienter. Den tillater semi-kvantitativ eller kvantitativ evaluering av lungeperfusjon, ventilasjon og diafragmatisk bevegelse. ICU-pasienter kan ha begrenset tilgang til CT- eller MR-skannere på grunn av alvorlighetsgraden av tilstanden deres og/eller problemer knyttet til støtte for enhetene deres (ECMO, LVAD, etc.), og derfor kan den bærbare DDR-teknologien ha en spesielt meningsfull innvirkning på deres omsorg. Det nåværende radiologiteamet består av Drs. Nishino, Wada, Valtchinov og Madore. PIs gruppe fra Radiologi vil jobbe i nært samarbeid med Dr. Frendls forskerteam i BWH ICU, samt deres biostatistiker som et tverrfaglig team av eksperter. De vil også fortsette samarbeidet med Mr. Tsunomori og Mr. Yoneyama. Disse teammedlemmene har allerede en etablert merittliste for vellykket samarbeid med PI.

Forskerne vil bruke det observasjonsstudiedesignet der to diagnostiske avbildningsmodaliteter vil bli sammenlignet for deres evne til best å diagnostisere lungepatologier (dvs. diafragmatisk bevegelse og lungelufting/ventilasjon, lungeperfusjon og lungevanninnhold). Disse avbildningsmodalitetene er: (i) den nåværende bærbare AP CXR-baserte diagnoseteknikken og (ii) den nylig utviklede bærbare dynamiske chest XR (DDR)-teknikken.

DDR-teknologien har ennå ikke blitt bevist å gi spesifikke fordeler for omsorgen for pasientene gjennom forbedret diagnose av deres lungeproblemer. Dens evne til å gi klinisk meningsfull tilleggsinformasjon om aspekter ved lungepatologier (diafragmatisk bevegelse og lungelufting/ventilasjon, lungeperfusjon og lungevanninnhold), som ikke tydelig kan skjelnes fra dagens bærbare CXR-baserte diagnostiske teknikk, må dokumenteres ; dermed målene.

Denne studiedesignen vil sammenligne evnen til å diagnostisere disse lungepatologiene (atelektase, lungeemboli og lungeødem) som bestemt av enten DDR-teknologien eller den tradisjonelle kvalitative bærbare rutinen AP CXR (gjeldende standarder for diagnose) gjennom bilder tatt via de to teknikker på samme tidspunkt for hver pasient. DDR-avbildningen og analysen vil gi både kvalitative og semikvantitative data for hver pasient til enhver tid.

For denne studien vil pasientens rutinemessige bærbare CXR fungere som kontrollbilde når det er aktuelt, og DDR-bilder vil fungere som studiebilder for hvert tidspunkt. For visse kliniske tilstander vil gjeldende gullstandarder bli brukt som kontroller, dvs. CT-angiogram for lungeemboli, V-Q-skanning for lungeventilasjon og perfusjon, og fluorografiske svelgestudier for tale- og svelgeevaluering.

Data hentet fra disse studiene vil forventes å gi ny og klinisk avgjørende (kvantitativ eller semikvantitativ) informasjon om graden av diafragmatisk ekskursjon når pasienten spontant ventilerer kontra når respiratorstøtte gis. Dette vil være avgjørende for beslutningstaking angående pasientens beredskap for ekstubasjon, eller omvendt, når dårlig ekskursjon av diafragma oppdages for ikke-ventilerte pasienter, vil det støtte beslutningen om tidlig implementering av ventilatorstøtte. Data om lungelufting vil også være med i denne beslutningsprosessen.

Foreløpig er kvantitative eller semi-kvantitative data angående disse fysiologiske funksjonene til lungene ikke tilgjengelige. Derfor vil etterforskerne fokusere på å validere disse nye beregningene mot kliniske scenarier og utfall. Etterforskerne forventer at denne nye teknologien bedre vil veilede klinisk beslutningstaking, som behovet for (eller omvendt, sikker fjerning av) pågående ventilatorstøtte for våre pasienter.

Videre vil perfusjonskomponenten (blodstrømsvurdering) i bildeanalysen gi uvurderlige (for øyeblikket utilgjengelige) diagnostiske muligheter for de pasientene som CT-angiogram ikke er tilgjengelig for å utelukke/bekrefte lungeemboli (PE). CT-angiogram er ikke tilgjengelig for pasienter som lider av hemodynamisk ustabilitet, eller når det er klinisk kontraindisert, som pasienter med forestående nyresvikt. Merverdien av DDR-teknologien for diagnostisering av større PE-er vil bli vurdert i de senere stadier av denne studien.