胸部数字摄影窗口技术在尘肺诊断中的应用价值

刘 亚 胡茂能 徐婷婷 曾 敏 王国亮

尘肺在我国为高发职业病，对患者肺功能及生活质量有重要影响，故对尘肺的诊断及分期尤为重要[1]。除临床病史外，数字化X线摄影(digital radiography，DR)胸片与传统高千伏胸片是诊断尘肺病的重要手段[2]。中华人民共和国职业卫生标准GBZ70-2015 《职业性尘肺病的诊断》规范了DR的技术要求，但部分患者因为肥胖、女性乳房或发达的胸肌等，使1张胸片很难满足6个肺区的光密度要求。为了更好地显示图像信息，本研究使用窗口技术对粉尘作业工人的DR胸片进行图像后处理，探讨窗口技术用于尘肺病诊断的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 按接诊先后顺序选取2015年12月至2017年12月在合肥市第三人民医院就诊的40例接尘患者作为研究对象，所有患者无肺部肿瘤、活动性肺结核等疾病。患者中，男性36例，女性4例，年龄32～85岁，平均(60.49±18.05)岁，入组患者接尘种类主要为煤尘及二氧化硅，接尘工龄平均为(19.28±9.06)年，男性患者均为肥胖患者(体质指数≥28.0)。所有患者无症状或出现不同程度的咳嗽、咳痰、胸痛和呼吸困难等症状，在职业健康检查时，受检者知情同意并接受DR胸片拍摄检查。

1.2 DR胸部摄片及打印胶片条件 DR机为东软公司数字化X线成像系统，型号为DXRvision。摄片选择胸部后前位模式，条件根据患者胸部厚度选管电压100～125 kV，其余条件设定为100 mA,64 ms,6.4 mAs，焦片距1.8 m ,选择滤线栅栅比12∶1。患者摄片时，应将胸壁紧贴摄片架，双脚自然分开，双臂内旋转，肩胛骨尽量不和肺野重叠，嘱患者充分吸气后屏气状态下曝光。图像后处理不能使用“增强”“动态范围调整”和“降噪”等功能，设定基础亮度为11，基础对比度为17。胸片打印采用柯尼卡美能达公司的干式胶片打印机，型号为DRYPRO MODEL 873。胶片为柯尼卡美能达公司的医用摄影胶片，型号为SD-S，蓝色片基，尺寸为35 cm×43 cm。打印胶片遵循质量控制程序，符合DICOM的灰阶图像显示标准，打印胸片应与实际肺部等大，不可放大或缩小，打印出来后的胸片用光密度计检测上、下肺区的最高光密度并记录。

1.3 DR胸片窗口技术处理 东软DR的窗口技术是通过更改图像处理中的窗宽和窗位(对比度和亮度)的参数来实现，根据肺区最高光密度设定在1.45～1.75之间的要求，分别针对上、下肺区的光密度要求设定窗宽和窗位，然后依次发送和打印胶片，通过不同的窗口显示各个肺区的影像。

1.4 胸片诊断 由3名具有尘肺病诊断资质的医师对患者的DR胸片进行集体阅片，以GBZ 70-2015《职业性尘肺病的诊断》为金标准进行诊断，对DR胸片质量进行评价以及分期，完整记录下以上信息。

2 结果

2.1 胸片质量 40例患者设定为上肺区最高光密度1.45～1.75间要求进行图像后处理，然后打印胸片，下肺区光密度平均在1.16±0.10；按照下肺区最高光密度设定为1.45～1.75后打印胸片，上肺区光密度平均在2.00±0.13。上肺区窗口条件下的DR胸片：下肺野心影、双侧乳房影及膈肌处肺组织亮度增加以及图像总体小阴影密集度增加；下肺区窗口条件下的DR胸片：两中下肺、心影后及膈肌处肺纹理清晰显示，但上肺区总体略发黑，图像总体密集度下降，左中肺小阴影密集度显示清晰，见图1。3名读片者对胸片质量进行了判断，读片者甲认为40组胸片中有(38/40, 95.00%)需要窗口技术处理后，综合判断才能正确诊断，其余按上肺区光密度要求处理胸片即可。读片者乙认为40组胸片有(37/40, 92.50%)应该用窗口技术处理后进行诊断。读片者丙认为40组胸片(39/40, 97.50%)需要窗口技术处理。3位读片者对窗口技术的评价无统计学意义(χ2=1.503，P=0.591)，120组胸片质量结果中，总共有114(114/120 , 95.00%)组结果认为需要窗口处理才能做出正确诊断。

2.2 不同窗口条件下的DR胸片诊断能力比较 上肺区窗口条件下的DR胸片诊断无尘肺、Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期尘肺的准确性(87.50%、87.50%、85.00%、90.00%)、敏感性(100.00%、95.24%、40.00%、25.00%)、特异性(85.71%、78.95%、100.00%、97.22%)，见表1；下肺区窗口条件下的DR胸片诊断无尘肺、Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期尘肺的准确性(80.00%、67.50%、87.50%、95.00%)、敏感性(60.00%、57.14%、100.00%、100.00%)、特异性(82.86%、78.95%、85.71%、94.59%)，见表2。

2.3 不同窗口条件下DR胸片的诊断结果比较 40例患者分别用上、下肺区窗口条件诊断，各期尘肺的诊断结果有统计学意义(Kappa=0.665，P=0.034)，一致性较好，见表3。不同窗口条件在诊断无尘肺、Ⅱ期、Ⅲ期尘肺准确性的差异均无统计学意义(P=0.149、0.125、0.091)，诊断Ⅰ期尘肺准确性的差异有统计学意义(P=0.006)。

图1 不同窗口条件下尘肺患者的DR检查

注：A为Ⅱ期尘肺患者上肺区窗口条件的DR胸片；B为Ⅱ期尘肺患者下肺区窗口条件的DR胸片；C为Ⅰ期尘肺患者上肺区窗口条件的DR胸片；D为Ⅰ期尘肺患者下肺区窗口条件的DR胸片

表1 上肺区设定窗口的尘肺诊断能力

表2 下肺区设定窗口的尘肺诊断能力

表3 不同窗口条件下的尘肺诊断情况比较(例)

3 讨论

临床上多采用DR组织均衡技术处理患者图像信息，将不同厚度和密度的影像在1张图片上清晰显示[4-6]。而依据GBZ70-2015《职业性尘肺病的诊断》要求，图像后处理不能使用“增强”“动态范围调整”和“降噪”等组织均衡技术，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，会使胸部组织的密度差异增大，影响尘肺病的诊断[7-9]。而窗口技术分别针对上下肺区设定亮度和对比度，理论上有助于提高尘肺病诊断的准确率。

在尘肺病的CT诊断中,窗口技术通过调节窗宽窗位，增加组织对比度，提高诊断率[9]。但窗口技术用于DR检查，提高尘肺病诊断准确率的报道较少[10]。有鉴于此，本研究以肥胖或女性患者作为研究对象，采用窗口技术，针对上下肺区，分别按照《职业性尘肺病的诊断》标准设定亮度和对比度，解决了不同肺区由于密度不一致造成的图像对比度改变的问题，能够较好地识别中下肺区的肺纹理和不规则小阴影。3名读片者的120组结果中,114(95.00 %)组结果都认为需要窗口技术处理才能做出正确诊断。按下肺区光密度要求设定图像处理参数后，各肺区影像质量明显提升，尤其中下肺区肺内小阴影总体密集度明显下降，说明窗口技术能更清晰地展示下肺纹理，有助于尘肺病的诊断。

本研究发现，上肺区窗口诊断无尘肺及Ⅰ期尘肺敏感性较高，特异性相对较低，可能是因为Ⅰ期尘肺多见于中上肺野[11]。而上肺区窗口条件使肺野相对灰度变白，可能产生假阳性所致。上肺区窗口条件对Ⅱ期，Ⅲ期的敏感性较低，这可能是Ⅱ期，Ⅲ期尘肺多分布于中下肺野。由于中下肺野肺纹理较致密，以及乳房、胸腹部脂肪、心影、纵膈及膈肌等解剖结构的影响，可能与部分病灶重叠而干扰诊断[12]，这种现象在上肺区窗口条件下更白的灰度时表现更加明显。另外，下肺区窗口条件下诊断无尘肺及Ⅰ期尘肺敏感性比上肺区窗口条件差，特异性与上肺区窗口条件相似，因为Ⅰ期尘肺多见于中上肺野[11]，而下肺区窗口使肺野相对灰度变黑，可能产生假阴性所致。下肺区窗口条件对Ⅱ期，Ⅲ期的敏感性、特异性均较高，这可能是Ⅱ期，Ⅲ期尘肺多分布于中下肺野，下肺区窗口条件的优势是增加肺内病灶的对比度，减少了乳房、胸腹部脂肪、心影、纵膈及膈肌等解剖结构的重叠影像干扰。两种窗口条件在无尘肺、Ⅱ期及Ⅲ期尘肺的诊断差异无统计学意义(P>0.05)，在Ⅰ期尘肺的诊断差异有统计学意义(P<0.05)。可见，不同窗口条件下的DR胸片在尘肺病诊断时会存在差异，尤其在Ⅰ期尘肺诊断中更有价值，这对尘肺病的早期诊疗具有积极意义。建议根据就诊人员的个体情况，如性别、肥胖等，采用窗口技术辅助临床诊断。

综上所述，采用窗口技术对尘肺病DR摄片进行处理，可以改善由于乳房、胸肌、胸腹部脂肪等重叠影像而造成上下肺区密度差异增大的不利影响，有利于早期尘肺病的诊断，且胸片质量符合尘肺病诊断的要求，有助于准确诊断尘肺病。