数字化X线摄影在尘肺病诊断中的应用

102300国家安全生产监督管理总局职业安全卫生研究中心放射科(北京)

尘肺病是我国现阶段最严重的职业病，每年发病＞2万人，占每年职业病发病人数的80%以上[1]。从20世纪90年代开始，数字化X线摄影(DR)以其操作简便、成像快捷、废片率低、可数字化存贮等优点迅速替代传统的屏胶片(FSR)，成为临床肺部疾病检查的重要手段[2]。在我国，《职业健康监护技术规范》GBZ188-2014和《职业性尘肺病的诊断》GBZ 70-2015在附录中已经明确了DR在尘肺病筛查和诊断中胸片投照的技术标准，但由于DR的成像技术复杂，我国DR品牌种类众多等因素，在实际的工作中还有很多问题需要解决。

DR在尘肺病检查中的技术优势

DR在提高胶片质量上的应用：质量合格的X线胸片是尘肺病诊断分期的基础，根据GBZ70-2015尘肺病初诊的胸片质量需达到二级片以上。DR可以将X线通过平板探测器(FPD)直接转换为数字影像，在医用显示器上直接读片，对不满意图像可即时重照，废片率极低，可为企业节约大量的时间成本和人员成本。蔡志春等人对811例尘肺病筛查病例的统计结果显示[3-5]，用DR技术进行拍摄的X线胶片的一级片率可达89%，三级片和四级片比例为零，与传统的屏胶片(一级片率51%)相比有了质的飞跃。胶片质量缺陷的产生主要是由于曝光条件不佳，图像太白或太黑、暗室污染、吸气不足、运动模糊等原因造成。DR对于部分曝光条件不佳的二级片或三级片经过调整窗、宽窗位就可达到一级片的诊断要求，而对于摆位不正和肩胛骨未闪出等技术原因，通过对技术人员的培训或者重照，完全可以避免此类不合格胸片的产生，为临床提供优质的胸片图像。

DR后处理功能在图像处理中的应用：DR图像在胸部解剖结构显示上优于屏胶片，对肺内细微结构的显示更加清晰，有利于及时发现肺内早期病变。有研究认为DR胸片在气管支气管轮廓、两肺纹理走向[6]、心后缘肺纹理等解剖标志的显示清晰度及显示率上均高于屏胶片，并且可以利用DR系统强大的影像后处理技术，根据需要对组织的原始数据进行不同算法的重建，通过对图像参数进行调节，可获得最大量的胸部图像信息，使病变轮廓更加清楚锐利，可清晰地分辨直径1.4 mm的较小的组织病灶，对于尘肺病中小阴影的显示，尤其是直径1～3 mm的p影或者s影来说，比传统高千伏胸片更为清晰，对总体密集度和分布范围的判定也更为准确。王晓华等通过对105例患者同时拍摄高千伏胸片和DR[7]，并且用常规处理法和职业病处理法分别处理DR胸片，对10个解剖部位的显示情况进行评分，发现DR常规处理法在解剖部位的显示上优于职业病特殊要求处理法和高千伏胸片。但有学者认为图像增强技术是为DR影像展现最佳的可视化效果设计的[8]，是基于临床的目的，使某些病理损伤显示更加清晰，但对于尘肺病诊断来说，这些技术并不是必需的。同时数字化摄影技术在摄影成像、图像阅读显示、图像打印环节都有可能进行程序调节，会增大读片结果不一致的可能性。所以在GBZ70-2O15附录F中指出数字化摄影不应使用降噪、边缘增强等图像处理技术，图像处理参数需在投照前确定，不允许对DICOM格式的影像文件进行图像处理，投照后不允许进行图像质量的调节，打印的图像不应放大或缩小，尽量减少人为因素对胸片图像的影响，使评价结果更客观。

DR的其他技术优势：另外，DR多采用自动曝光模式，辐射剂量更低。据文献报道[9]，同样距离的条件下，DR的辐射剂量仅为高千伏胸片的一半左右，既可以达到较好的诊断效果，受检者吸收剂量又大大减少，符合辐射防护正当化和最优化原则。同时DR图像可高保真存储、传输、调阅及复制，便于远程会诊。

DR在尘肺病诊断上的等效性分析研究

DR在尘肺病分期诊断上的研究：《职业性尘肺病的诊断》GBZ70-2015中指出，尘肺病的诊断要根据可靠的生产性粉尘接触史，以技术质量合格的X线高千伏或数字化摄影后前位胸片表现为主要依据，结合工作场所职业卫生学、尘肺流行病学调查资料和职业健康监护资料，参考临床表现和实验室检查，排除其他类似肺部疾病后，对照尘肺病标准片，方可诊断。由此可见，尘肺病的定性诊断并不困难，与临床诊断某种疾病不同，它更多的是要求定量的准确性，对照标准片给胸片表现一个恰当的分期。经过多年的临床实践，高千伏屏胶片作为尘肺病诊断的金标准已经成为国内专家的共识。DR片在诊断效能上是否与高千伏胸片等效，是DR在临床中应用的关键。王焕强对1998-2013年有关DR在尘肺病诊断中应用的文献进行归纳研究[10]，4篇文献认为DR和FSR对尘肺期的判断有较好的一致性；5篇文献认为DR对尘肺的检出率高，特别是一期尘肺的判断差异较大。近几年的研究也认为DR和FSR在尘肺病的分期诊断上具有较好的一致性，相关性达到中等水平或较好水平[11-13]。结果差异可能与投照时是否采用了增强技术或后处理技术有关。按照常规DR条件进行判断的检出率更高，而按照职业病诊断要求进行投照的病例检出率则较低。另外，与选择样本的样本量、构成比、是否完全随机选择样本等因素有关。

DR在尘肺病小阴影密集度诊断上的研究：根据GBZ70-2015中尘肺病的诊断分期原则，尘肺病一期、二期的主要诊断指标是小阴影的总体密集度和肺区分布。总体密集度是指6个肺区中密集度最高的肺区的密集度。密集度是一定范围内小阴影的数量，与小阴影的形态、大小、多少有关，其为复杂的影像学表现提供了一种简单、方便、易懂的描述手段，是尘肺病诊断分期中最主要的诊断指标。蔡志春等人研究认为DR和FSR胸片在小阴影形态、分布范围方面无明显差别。多数学者的研究认为[14-16]，高千伏胸片与DR胸片在密集度为0或者1时的一致性仅为中等水平，DR片的阳性检出率更高，主要是在p或q小阴影形态判断和密集度在0或者1级别判断上差异较大，原因是FSR片部分小阴影表现为近似磨玻璃样改变，致使在诊断中不易判断小阴影的形态和分布，增加了诊断的难度。DR胸片提供了良好的对比度和清晰度，能够更好地显示结节、网状、线状和支气管血管异常等病变，有效地提高了病灶与周围组织之间的对比度，使小阴影凸现出来，提高了读片者的判断能力。但周云芝等人认为DR有效地提高了图像的密度分辨率，图像灰度精度大、层次丰富，在高千伏胸片上显示为p影和q影的尘肺小阴影在DR片上表现为更加细腻、清楚的s影和t影，所以DR对于p影和q影的检出率降低。

DR在尘肺病小阴影肺区分布上的研究：在GBZ70-2015中，小阴影的分布范围是指出现有密集度1级及以上小阴影肺区数。张爱农等人的研究认为在肺区分布上，上中肺区相差不大，差异主要集中在下肺区。是由于DR胸片对肺内左心后区肺纹理、肺肝重叠处肺纹理、脊柱、纵隔等的细微结构显示比FSR片更清晰，所以两下肺区DR胸片的检出率明显高于FSR片。但杨荷戟等人认为造成DR阳性率过高的原因是由于DR片一级片率高，相对来说FSR片的质量较差，特别是右上肺区的光密度值偏低，虽然都在国家规定的一级片和二级片的要求范围内，但对辨认p、s类小阴影特别是1级密集度时还是有一定的影响，所以DR在两上肺的检出率较高。

DR在尘肺病大阴影或胸膜斑诊断上的研究：在对大阴影的判断和是否有小阴影聚集或者胸膜斑的判断上，国内报道DR在小阴影聚集、大阴影及胸膜病变的显示上与FSR片基本一致，但也有学者认为由于DR图像更加清晰，在小阴影聚集的显示上优于FSR片。国外有学者对107例患者的肺实质和胸膜异常进行比较后发现[17]，在大阴影的显示上DR硬片优于FSR片和DR软片，在小阴影聚集显示上FSR片与DR片并无显著性差异，在胸膜病变的显示上FSR片优于DR硬片，大于DR软片。但有的学者则认为在胸膜病变的显示上[18]，DR与FSR片在诊断效能上并无差异，产生分歧的原因可能是由于采用的金标准不同，前者以FSR片结果作为金标准，而后者则采用HRCT结果作为金标准，所以认为后者结果更可靠。

DR在读片者之间诊断一致性上的研究

多年的实践证明尘肺病诊断难点在于诊断的准确性和稳定性。王焕强认为读片者之间和读片者自身的读片差异是影响诊断稳定性的主要因素。根据文献报道，不同读片者对小阴影形态的错诊率为24.72%，不规则s影的错诊率达到54.38%[19]。虽然通过加强培训，集体会诊的方式尽量减少了这种差异，但由于FSR片的技术局限性，读片者的主观差异仍是普遍存在的现象。DR技术优片率高，密度分辨率好，小阴影显示更清晰，密集度更易于判定，在诊断的准确性和稳定性上优于FSR胸片。Lee WJ以一致性诊断结果为金标准，对349例患者进行评价，发现在取得读片者一致性方面，DR无论在小阴影显示还是在大阴影、胸膜病变显示方面都要优于高千伏胸片，并且读片者之间的差异小于FSR片。但还有研究认为，使用DR片和FSR片进行尘肺病诊断时在读片者自身和读片者之间的差异并无显著性，甚至DR的一致性较差，可能是由于读片者对DR胸片诊断尘肺病不适应有关。

综上所述，DR胸片质量易于控制，小阴影形态更清晰，易于判定，对于p影和s影的显示上都比传统的胸片更为清晰，可以为尘肺病的诊断和职业健康检查提供更有价值的信息。DR对总体密集度、级别和分布范围判定更为可靠，读片者之间更容易达成共识，DR作为一种好的影像技术完全可以替代FSR胸片进行尘肺病的筛查和诊断。但在现有的标准中，需要以高千伏胸片作为金标准对DR摄影条件进行调节，不能完全发挥DR技术的优势，使DR的检出率减低，而使用后的处理技术，又会增大检出率。所以是否要对DR的投照技术标准进行修订，完善尘肺诊断DR标准影像(DR硬片和软片)、建立DR胸片质量评价标准等还需要大量的临床经验来进行证明和讨论。同时，DR作为一种数字化影像技术，为计算机辅助诊断(CAD)在尘肺病诊断方面的应用提供了便利的条件，CAD技术的开发可能为提高尘肺病诊断的准确性和稳定性提供更为便捷、可靠的手段。