胸部數(shù)字?jǐn)z影窗口技術(shù)在塵肺診斷中的應(yīng)用價值

劉 亞 胡茂能 徐婷婷 曾 敏 王國亮

塵肺在我國為高發(fā)職業(yè)病，對患者肺功能及生活質(zhì)量有重要影響，故對塵肺的診斷及分期尤為重要[1]。除臨床病史外，數(shù)字化X線攝影(digital radiography，DR)胸片與傳統(tǒng)高千伏胸片是診斷塵肺病的重要手段[2]。中華人民共和國職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GBZ70-2015 《職業(yè)性塵肺病的診斷》規(guī)范了DR的技術(shù)要求，但部分患者因為肥胖、女性乳房或發(fā)達(dá)的胸肌等，使1張胸片很難滿足6個肺區(qū)的光密度要求。為了更好地顯示圖像信息，本研究使用窗口技術(shù)對粉塵作業(yè)工人的DR胸片進(jìn)行圖像后處理，探討窗口技術(shù)用于塵肺病診斷的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 按接診先后順序選取2015年12月至2017年12月在合肥市第三人民醫(yī)院就診的40例接塵患者作為研究對象，所有患者無肺部腫瘤、活動性肺結(jié)核等疾病?；颊咧?，男性36例，女性4例，年齡32～85歲，平均(60.49±18.05)歲，入組患者接塵種類主要為煤塵及二氧化硅，接塵工齡平均為(19.28±9.06)年，男性患者均為肥胖患者(體質(zhì)指數(shù)≥28.0)。所有患者無癥狀或出現(xiàn)不同程度的咳嗽、咳痰、胸痛和呼吸困難等癥狀，在職業(yè)健康檢查時，受檢者知情同意并接受DR胸片拍攝檢查。

1.2 DR胸部攝片及打印膠片條件 DR機(jī)為東軟公司數(shù)字化X線成像系統(tǒng)，型號為DXRvision。攝片選擇胸部后前位模式，條件根據(jù)患者胸部厚度選管電壓100～125 kV，其余條件設(shè)定為100 mA,64 ms,6.4 mAs，焦片距1.8 m ,選擇濾線柵柵比12∶1?；颊邤z片時，應(yīng)將胸壁緊貼攝片架，雙腳自然分開，雙臂內(nèi)旋轉(zhuǎn)，肩胛骨盡量不和肺野重疊，囑患者充分吸氣后屏氣狀態(tài)下曝光。圖像后處理不能使用“增強(qiáng)”“動態(tài)范圍調(diào)整”和“降噪”等功能，設(shè)定基礎(chǔ)亮度為11，基礎(chǔ)對比度為17。胸片打印采用柯尼卡美能達(dá)公司的干式膠片打印機(jī)，型號為DRYPRO MODEL 873。膠片為柯尼卡美能達(dá)公司的醫(yī)用攝影膠片，型號為SD-S，藍(lán)色片基，尺寸為35 cm×43 cm。打印膠片遵循質(zhì)量控制程序，符合DICOM的灰階圖像顯示標(biāo)準(zhǔn)，打印胸片應(yīng)與實際肺部等大，不可放大或縮小，打印出來后的胸片用光密度計檢測上、下肺區(qū)的最高光密度并記錄。

1.3 DR胸片窗口技術(shù)處理 東軟DR的窗口技術(shù)是通過更改圖像處理中的窗寬和窗位(對比度和亮度)的參數(shù)來實現(xiàn)，根據(jù)肺區(qū)最高光密度設(shè)定在1.45～1.75之間的要求，分別針對上、下肺區(qū)的光密度要求設(shè)定窗寬和窗位，然后依次發(fā)送和打印膠片，通過不同的窗口顯示各個肺區(qū)的影像。

1.4 胸片診斷 由3名具有塵肺病診斷資質(zhì)的醫(yī)師對患者的DR胸片進(jìn)行集體閱片，以GBZ 70-2015《職業(yè)性塵肺病的診斷》為金標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行診斷，對DR胸片質(zhì)量進(jìn)行評價以及分期，完整記錄下以上信息。

2 結(jié)果

2.1 胸片質(zhì)量 40例患者設(shè)定為上肺區(qū)最高光密度1.45～1.75間要求進(jìn)行圖像后處理，然后打印胸片，下肺區(qū)光密度平均在1.16±0.10；按照下肺區(qū)最高光密度設(shè)定為1.45～1.75后打印胸片，上肺區(qū)光密度平均在2.00±0.13。上肺區(qū)窗口條件下的DR胸片：下肺野心影、雙側(cè)乳房影及膈肌處肺組織亮度增加以及圖像總體小陰影密集度增加；下肺區(qū)窗口條件下的DR胸片：兩中下肺、心影后及膈肌處肺紋理清晰顯示，但上肺區(qū)總體略發(fā)黑，圖像總體密集度下降，左中肺小陰影密集度顯示清晰，見圖1。3名讀片者對胸片質(zhì)量進(jìn)行了判斷，讀片者甲認(rèn)為40組胸片中有(38/40, 95.00%)需要窗口技術(shù)處理后，綜合判斷才能正確診斷，其余按上肺區(qū)光密度要求處理胸片即可。讀片者乙認(rèn)為40組胸片有(37/40, 92.50%)應(yīng)該用窗口技術(shù)處理后進(jìn)行診斷。讀片者丙認(rèn)為40組胸片(39/40, 97.50%)需要窗口技術(shù)處理。3位讀片者對窗口技術(shù)的評價無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=1.503，P=0.591)，120組胸片質(zhì)量結(jié)果中，總共有114(114/120 , 95.00%)組結(jié)果認(rèn)為需要窗口處理才能做出正確診斷。

2.2 不同窗口條件下的DR胸片診斷能力比較 上肺區(qū)窗口條件下的DR胸片診斷無塵肺、Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期塵肺的準(zhǔn)確性(87.50%、87.50%、85.00%、90.00%)、敏感性(100.00%、95.24%、40.00%、25.00%)、特異性(85.71%、78.95%、100.00%、97.22%)，見表1；下肺區(qū)窗口條件下的DR胸片診斷無塵肺、Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期塵肺的準(zhǔn)確性(80.00%、67.50%、87.50%、95.00%)、敏感性(60.00%、57.14%、100.00%、100.00%)、特異性(82.86%、78.95%、85.71%、94.59%)，見表2。

2.3 不同窗口條件下DR胸片的診斷結(jié)果比較 40例患者分別用上、下肺區(qū)窗口條件診斷，各期塵肺的診斷結(jié)果有統(tǒng)計學(xué)意義(Kappa=0.665，P=0.034)，一致性較好，見表3。不同窗口條件在診斷無塵肺、Ⅱ期、Ⅲ期塵肺準(zhǔn)確性的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.149、0.125、0.091)，診斷Ⅰ期塵肺準(zhǔn)確性的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.006)。

圖1 不同窗口條件下塵肺患者的DR檢查

注：A為Ⅱ期塵肺患者上肺區(qū)窗口條件的DR胸片；B為Ⅱ期塵肺患者下肺區(qū)窗口條件的DR胸片；C為Ⅰ期塵肺患者上肺區(qū)窗口條件的DR胸片；D為Ⅰ期塵肺患者下肺區(qū)窗口條件的DR胸片

表1 上肺區(qū)設(shè)定窗口的塵肺診斷能力

表2 下肺區(qū)設(shè)定窗口的塵肺診斷能力

表3 不同窗口條件下的塵肺診斷情況比較(例)

3 討論

臨床上多采用DR組織均衡技術(shù)處理患者圖像信息，將不同厚度和密度的影像在1張圖片上清晰顯示[4-6]。而依據(jù)GBZ70-2015《職業(yè)性塵肺病的診斷》要求，圖像后處理不能使用“增強(qiáng)”“動態(tài)范圍調(diào)整”和“降噪”等組織均衡技術(shù)，部分患者由于乳房影、肥胖、胸肌影、心影、膈肌影等因素的存在，會使胸部組織的密度差異增大，影響塵肺病的診斷[7-9]。而窗口技術(shù)分別針對上下肺區(qū)設(shè)定亮度和對比度，理論上有助于提高塵肺病診斷的準(zhǔn)確率。

在塵肺病的CT診斷中,窗口技術(shù)通過調(diào)節(jié)窗寬窗位，增加組織對比度，提高診斷率[9]。但窗口技術(shù)用于DR檢查，提高塵肺病診斷準(zhǔn)確率的報道較少[10]。有鑒于此，本研究以肥胖或女性患者作為研究對象，采用窗口技術(shù)，針對上下肺區(qū)，分別按照《職業(yè)性塵肺病的診斷》標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定亮度和對比度，解決了不同肺區(qū)由于密度不一致造成的圖像對比度改變的問題，能夠較好地識別中下肺區(qū)的肺紋理和不規(guī)則小陰影。3名讀片者的120組結(jié)果中,114(95.00 %)組結(jié)果都認(rèn)為需要窗口技術(shù)處理才能做出正確診斷。按下肺區(qū)光密度要求設(shè)定圖像處理參數(shù)后，各肺區(qū)影像質(zhì)量明顯提升，尤其中下肺區(qū)肺內(nèi)小陰影總體密集度明顯下降，說明窗口技術(shù)能更清晰地展示下肺紋理，有助于塵肺病的診斷。

本研究發(fā)現(xiàn)，上肺區(qū)窗口診斷無塵肺及Ⅰ期塵肺敏感性較高，特異性相對較低，可能是因為Ⅰ期塵肺多見于中上肺野[11]。而上肺區(qū)窗口條件使肺野相對灰度變白，可能產(chǎn)生假陽性所致。上肺區(qū)窗口條件對Ⅱ期，Ⅲ期的敏感性較低，這可能是Ⅱ期，Ⅲ期塵肺多分布于中下肺野。由于中下肺野肺紋理較致密，以及乳房、胸腹部脂肪、心影、縱膈及膈肌等解剖結(jié)構(gòu)的影響，可能與部分病灶重疊而干擾診斷[12]，這種現(xiàn)象在上肺區(qū)窗口條件下更白的灰度時表現(xiàn)更加明顯。另外，下肺區(qū)窗口條件下診斷無塵肺及Ⅰ期塵肺敏感性比上肺區(qū)窗口條件差，特異性與上肺區(qū)窗口條件相似，因為Ⅰ期塵肺多見于中上肺野[11]，而下肺區(qū)窗口使肺野相對灰度變黑，可能產(chǎn)生假陰性所致。下肺區(qū)窗口條件對Ⅱ期，Ⅲ期的敏感性、特異性均較高，這可能是Ⅱ期，Ⅲ期塵肺多分布于中下肺野，下肺區(qū)窗口條件的優(yōu)勢是增加肺內(nèi)病灶的對比度，減少了乳房、胸腹部脂肪、心影、縱膈及膈肌等解剖結(jié)構(gòu)的重疊影像干擾。兩種窗口條件在無塵肺、Ⅱ期及Ⅲ期塵肺的診斷差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，在Ⅰ期塵肺的診斷差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)?？梢?，不同窗口條件下的DR胸片在塵肺病診斷時會存在差異，尤其在Ⅰ期塵肺診斷中更有價值，這對塵肺病的早期診療具有積極意義。建議根據(jù)就診人員的個體情況，如性別、肥胖等，采用窗口技術(shù)輔助臨床診斷。

綜上所述，采用窗口技術(shù)對塵肺病DR攝片進(jìn)行處理，可以改善由于乳房、胸肌、胸腹部脂肪等重疊影像而造成上下肺區(qū)密度差異增大的不利影響，有利于早期塵肺病的診斷，且胸片質(zhì)量符合塵肺病診斷的要求，有助于準(zhǔn)確診斷塵肺病。