數(shù)字化X線攝影在塵肺病診斷中的應(yīng)用

102300國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局職業(yè)安全衛(wèi)生研究中心放射科(北京)

塵肺病是我國現(xiàn)階段最嚴(yán)重的職業(yè)病，每年發(fā)?。?萬人，占每年職業(yè)病發(fā)病人數(shù)的80%以上[1]。從20世紀(jì)90年代開始，數(shù)字化X線攝影(DR)以其操作簡便、成像快捷、廢片率低、可數(shù)字化存貯等優(yōu)點(diǎn)迅速替代傳統(tǒng)的屏膠片(FSR)，成為臨床肺部疾病檢查的重要手段[2]。在我國，《職業(yè)健康監(jiān)護(hù)技術(shù)規(guī)范》GBZ188-2014和《職業(yè)性塵肺病的診斷》GBZ 70-2015在附錄中已經(jīng)明確了DR在塵肺病篩查和診斷中胸片投照的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但由于DR的成像技術(shù)復(fù)雜，我國DR品牌種類眾多等因素，在實(shí)際的工作中還有很多問題需要解決。

DR在塵肺病檢查中的技術(shù)優(yōu)勢

DR在提高膠片質(zhì)量上的應(yīng)用：質(zhì)量合格的X線胸片是塵肺病診斷分期的基礎(chǔ)，根據(jù)GBZ70-2015塵肺病初診的胸片質(zhì)量需達(dá)到二級片以上。DR可以將X線通過平板探測器(FPD)直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字影像，在醫(yī)用顯示器上直接讀片，對不滿意圖像可即時(shí)重照，廢片率極低，可為企業(yè)節(jié)約大量的時(shí)間成本和人員成本。蔡志春等人對811例塵肺病篩查病例的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示[3-5]，用DR技術(shù)進(jìn)行拍攝的X線膠片的一級片率可達(dá)89%，三級片和四級片比例為零，與傳統(tǒng)的屏膠片(一級片率51%)相比有了質(zhì)的飛躍。膠片質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生主要是由于曝光條件不佳，圖像太白或太黑、暗室污染、吸氣不足、運(yùn)動模糊等原因造成。DR對于部分曝光條件不佳的二級片或三級片經(jīng)過調(diào)整窗、寬窗位就可達(dá)到一級片的診斷要求，而對于擺位不正和肩胛骨未閃出等技術(shù)原因，通過對技術(shù)人員的培訓(xùn)或者重照，完全可以避免此類不合格胸片的產(chǎn)生，為臨床提供優(yōu)質(zhì)的胸片圖像。

DR后處理功能在圖像處理中的應(yīng)用：DR圖像在胸部解剖結(jié)構(gòu)顯示上優(yōu)于屏膠片，對肺內(nèi)細(xì)微結(jié)構(gòu)的顯示更加清晰，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)肺內(nèi)早期病變。有研究認(rèn)為DR胸片在氣管支氣管輪廓、兩肺紋理走向[6]、心后緣肺紋理等解剖標(biāo)志的顯示清晰度及顯示率上均高于屏膠片，并且可以利用DR系統(tǒng)強(qiáng)大的影像后處理技術(shù)，根據(jù)需要對組織的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行不同算法的重建，通過對圖像參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，可獲得最大量的胸部圖像信息，使病變輪廓更加清楚銳利，可清晰地分辨直徑1.4 mm的較小的組織病灶，對于塵肺病中小陰影的顯示，尤其是直徑1～3 mm的p影或者s影來說，比傳統(tǒng)高千伏胸片更為清晰，對總體密集度和分布范圍的判定也更為準(zhǔn)確。王曉華等通過對105例患者同時(shí)拍攝高千伏胸片和DR[7]，并且用常規(guī)處理法和職業(yè)病處理法分別處理DR胸片，對10個(gè)解剖部位的顯示情況進(jìn)行評分，發(fā)現(xiàn)DR常規(guī)處理法在解剖部位的顯示上優(yōu)于職業(yè)病特殊要求處理法和高千伏胸片。但有學(xué)者認(rèn)為圖像增強(qiáng)技術(shù)是為DR影像展現(xiàn)最佳的可視化效果設(shè)計(jì)的[8]，是基于臨床的目的，使某些病理損傷顯示更加清晰，但對于塵肺病診斷來說，這些技術(shù)并不是必需的。同時(shí)數(shù)字化攝影技術(shù)在攝影成像、圖像閱讀顯示、圖像打印環(huán)節(jié)都有可能進(jìn)行程序調(diào)節(jié)，會增大讀片結(jié)果不一致的可能性。所以在GBZ70-2O15附錄F中指出數(shù)字化攝影不應(yīng)使用降噪、邊緣增強(qiáng)等圖像處理技術(shù)，圖像處理參數(shù)需在投照前確定，不允許對DICOM格式的影像文件進(jìn)行圖像處理，投照后不允許進(jìn)行圖像質(zhì)量的調(diào)節(jié)，打印的圖像不應(yīng)放大或縮小，盡量減少人為因素對胸片圖像的影響，使評價(jià)結(jié)果更客觀。

DR的其他技術(shù)優(yōu)勢：另外，DR多采用自動曝光模式，輻射劑量更低。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[9]，同樣距離的條件下，DR的輻射劑量僅為高千伏胸片的一半左右，既可以達(dá)到較好的診斷效果，受檢者吸收劑量又大大減少，符合輻射防護(hù)正當(dāng)化和最優(yōu)化原則。同時(shí)DR圖像可高保真存儲、傳輸、調(diào)閱及復(fù)制，便于遠(yuǎn)程會診。

DR在塵肺病診斷上的等效性分析研究

DR在塵肺病分期診斷上的研究：《職業(yè)性塵肺病的診斷》GBZ70-2015中指出，塵肺病的診斷要根據(jù)可靠的生產(chǎn)性粉塵接觸史，以技術(shù)質(zhì)量合格的X線高千伏或數(shù)字化攝影后前位胸片表現(xiàn)為主要依據(jù)，結(jié)合工作場所職業(yè)衛(wèi)生學(xué)、塵肺流行病學(xué)調(diào)查資料和職業(yè)健康監(jiān)護(hù)資料，參考臨床表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)室檢查，排除其他類似肺部疾病后，對照塵肺病標(biāo)準(zhǔn)片，方可診斷。由此可見，塵肺病的定性診斷并不困難，與臨床診斷某種疾病不同，它更多的是要求定量的準(zhǔn)確性，對照標(biāo)準(zhǔn)片給胸片表現(xiàn)一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆制凇＝?jīng)過多年的臨床實(shí)踐，高千伏屏膠片作為塵肺病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為國內(nèi)專家的共識。DR片在診斷效能上是否與高千伏胸片等效，是DR在臨床中應(yīng)用的關(guān)鍵。王煥強(qiáng)對1998-2013年有關(guān)DR在塵肺病診斷中應(yīng)用的文獻(xiàn)進(jìn)行歸納研究[10]，4篇文獻(xiàn)認(rèn)為DR和FSR對塵肺期的判斷有較好的一致性；5篇文獻(xiàn)認(rèn)為DR對塵肺的檢出率高，特別是一期塵肺的判斷差異較大。近幾年的研究也認(rèn)為DR和FSR在塵肺病的分期診斷上具有較好的一致性，相關(guān)性達(dá)到中等水平或較好水平[11-13]。結(jié)果差異可能與投照時(shí)是否采用了增強(qiáng)技術(shù)或后處理技術(shù)有關(guān)。按照常規(guī)DR條件進(jìn)行判斷的檢出率更高，而按照職業(yè)病診斷要求進(jìn)行投照的病例檢出率則較低。另外，與選擇樣本的樣本量、構(gòu)成比、是否完全隨機(jī)選擇樣本等因素有關(guān)。

DR在塵肺病小陰影密集度診斷上的研究：根據(jù)GBZ70-2015中塵肺病的診斷分期原則，塵肺病一期、二期的主要診斷指標(biāo)是小陰影的總體密集度和肺區(qū)分布?？傮w密集度是指6個(gè)肺區(qū)中密集度最高的肺區(qū)的密集度。密集度是一定范圍內(nèi)小陰影的數(shù)量，與小陰影的形態(tài)、大小、多少有關(guān)，其為復(fù)雜的影像學(xué)表現(xiàn)提供了一種簡單、方便、易懂的描述手段，是塵肺病診斷分期中最主要的診斷指標(biāo)。蔡志春等人研究認(rèn)為DR和FSR胸片在小陰影形態(tài)、分布范圍方面無明顯差別。多數(shù)學(xué)者的研究認(rèn)為[14-16]，高千伏胸片與DR胸片在密集度為0或者1時(shí)的一致性僅為中等水平，DR片的陽性檢出率更高，主要是在p或q小陰影形態(tài)判斷和密集度在0或者1級別判斷上差異較大，原因是FSR片部分小陰影表現(xiàn)為近似磨玻璃樣改變，致使在診斷中不易判斷小陰影的形態(tài)和分布，增加了診斷的難度。DR胸片提供了良好的對比度和清晰度，能夠更好地顯示結(jié)節(jié)、網(wǎng)狀、線狀和支氣管血管異常等病變，有效地提高了病灶與周圍組織之間的對比度，使小陰影凸現(xiàn)出來，提高了讀片者的判斷能力。但周云芝等人認(rèn)為DR有效地提高了圖像的密度分辨率，圖像灰度精度大、層次豐富，在高千伏胸片上顯示為p影和q影的塵肺小陰影在DR片上表現(xiàn)為更加細(xì)膩、清楚的s影和t影，所以DR對于p影和q影的檢出率降低。

DR在塵肺病小陰影肺區(qū)分布上的研究：在GBZ70-2015中，小陰影的分布范圍是指出現(xiàn)有密集度1級及以上小陰影肺區(qū)數(shù)。張愛農(nóng)等人的研究認(rèn)為在肺區(qū)分布上，上中肺區(qū)相差不大，差異主要集中在下肺區(qū)。是由于DR胸片對肺內(nèi)左心后區(qū)肺紋理、肺肝重疊處肺紋理、脊柱、縱隔等的細(xì)微結(jié)構(gòu)顯示比FSR片更清晰，所以兩下肺區(qū)DR胸片的檢出率明顯高于FSR片。但楊荷戟等人認(rèn)為造成DR陽性率過高的原因是由于DR片一級片率高，相對來說FSR片的質(zhì)量較差，特別是右上肺區(qū)的光密度值偏低，雖然都在國家規(guī)定的一級片和二級片的要求范圍內(nèi)，但對辨認(rèn)p、s類小陰影特別是1級密集度時(shí)還是有一定的影響，所以DR在兩上肺的檢出率較高。

DR在塵肺病大陰影或胸膜斑診斷上的研究：在對大陰影的判斷和是否有小陰影聚集或者胸膜斑的判斷上，國內(nèi)報(bào)道DR在小陰影聚集、大陰影及胸膜病變的顯示上與FSR片基本一致，但也有學(xué)者認(rèn)為由于DR圖像更加清晰，在小陰影聚集的顯示上優(yōu)于FSR片。國外有學(xué)者對107例患者的肺實(shí)質(zhì)和胸膜異常進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)[17]，在大陰影的顯示上DR硬片優(yōu)于FSR片和DR軟片，在小陰影聚集顯示上FSR片與DR片并無顯著性差異，在胸膜病變的顯示上FSR片優(yōu)于DR硬片，大于DR軟片。但有的學(xué)者則認(rèn)為在胸膜病變的顯示上[18]，DR與FSR片在診斷效能上并無差異，產(chǎn)生分歧的原因可能是由于采用的金標(biāo)準(zhǔn)不同，前者以FSR片結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，而后者則采用HRCT結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，所以認(rèn)為后者結(jié)果更可靠。

DR在讀片者之間診斷一致性上的研究

多年的實(shí)踐證明塵肺病診斷難點(diǎn)在于診斷的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。王煥強(qiáng)認(rèn)為讀片者之間和讀片者自身的讀片差異是影響診斷穩(wěn)定性的主要因素。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，不同讀片者對小陰影形態(tài)的錯診率為24.72%，不規(guī)則s影的錯診率達(dá)到54.38%[19]。雖然通過加強(qiáng)培訓(xùn)，集體會診的方式盡量減少了這種差異，但由于FSR片的技術(shù)局限性，讀片者的主觀差異仍是普遍存在的現(xiàn)象。DR技術(shù)優(yōu)片率高，密度分辨率好，小陰影顯示更清晰，密集度更易于判定，在診斷的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性上優(yōu)于FSR胸片。Lee WJ以一致性診斷結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，對349例患者進(jìn)行評價(jià)，發(fā)現(xiàn)在取得讀片者一致性方面，DR無論在小陰影顯示還是在大陰影、胸膜病變顯示方面都要優(yōu)于高千伏胸片，并且讀片者之間的差異小于FSR片。但還有研究認(rèn)為，使用DR片和FSR片進(jìn)行塵肺病診斷時(shí)在讀片者自身和讀片者之間的差異并無顯著性，甚至DR的一致性較差，可能是由于讀片者對DR胸片診斷塵肺病不適應(yīng)有關(guān)。

綜上所述，DR胸片質(zhì)量易于控制，小陰影形態(tài)更清晰，易于判定，對于p影和s影的顯示上都比傳統(tǒng)的胸片更為清晰，可以為塵肺病的診斷和職業(yè)健康檢查提供更有價(jià)值的信息。DR對總體密集度、級別和分布范圍判定更為可靠，讀片者之間更容易達(dá)成共識，DR作為一種好的影像技術(shù)完全可以替代FSR胸片進(jìn)行塵肺病的篩查和診斷。但在現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)中，需要以高千伏胸片作為金標(biāo)準(zhǔn)對DR攝影條件進(jìn)行調(diào)節(jié)，不能完全發(fā)揮DR技術(shù)的優(yōu)勢，使DR的檢出率減低，而使用后的處理技術(shù)，又會增大檢出率。所以是否要對DR的投照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，完善塵肺診斷DR標(biāo)準(zhǔn)影像(DR硬片和軟片)、建立DR胸片質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等還需要大量的臨床經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行證明和討論。同時(shí)，DR作為一種數(shù)字化影像技術(shù)，為計(jì)算機(jī)輔助診斷(CAD)在塵肺病診斷方面的應(yīng)用提供了便利的條件，CAD技術(shù)的開發(fā)可能為提高塵肺病診斷的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性提供更為便捷、可靠的手段。