手持智慧終端在遠端急診放射診斷應用的評估

編譯者按:隨著智慧手機和手持智慧終端的普及,越來越多的病例透過即時通訊、BBS等軟體應用來傳遞資訊,其中包含著大量的醫學影像圖片。

對於醫生來講,一直以來存在著兩種意見,一種意見認為非標準格式的醫學影象,透過網路傳輸,由於影象拍攝原因,或者軟體因素,不能得到一個準確的診斷;第二種意見認為,如果上傳影象足夠清晰,完全可以滿足診斷要求。

本篇文章透過實際的實驗資料,應用最簡單的智慧終端的讀圖軟體(相比之下,現在的看圖工具比2008年的看圖工具進化了很多功能),獲得了統計學證據,最終結論 -

手持裝置在緊急遠端會診領域有望用於檢測基本的骨科損傷和顱內出血,但其他領域的檢測需要進一步調查

原作者:

Rachel J。 Toomey1, John T。 Ryan1, Mark F。 McEntee1, Michael G。 Evanoff2, Dev P。Chakraborty , Jonathan P。 McNulty , David J。 Manning , Edel M。 Thomas , and Patrick C。Brennan

Article

in

American Journal of Roentgenology · February 2010

目的

——急診放射學中常見的是骨科損傷和顱內出血,準確及時的診斷很重要。

本研究的目的是確定手持智慧裝置的診斷準確性,是否能用於緊急遠端會診。

材料和方法

——研究物件為兩種手持智慧裝置,戴爾Axim個人數字助理(PDA)和Apple iPod Touch裝置。每種裝置的診斷結果都與次級監護裝置(臨床工作站)的診斷結果進行對比。

患者影像為腕關節的X線照片,和腦部的CT影象,在臨床工作站上由四個獨立的觀察者來完成診斷,並出具診斷報告。該組研究總共閱讀了30個腕關節或30例腦部影象,尋找特定的異常(橈骨遠端骨折,新鮮的顱內出血),並對他們的決定進行評分。在手持裝置方面,透過檢查美國放射學委員會的放射科醫師共收集168個數據,並對結果進行接收器操作特徵分析。

結果

—— 在PDA-CT腦研究中,PDA讀數的得分顯著高於臨床觀察者(p≤0。01)和非神經放射學專家(p≤0。05)的放射科醫師的監測數值。手腕影象部分用iPod Touch進行研究,對比結果相近,研究中未發現統計學上顯著的差異。

結論 - 手持裝置在緊急遠端會診領域有望用於檢測基本的骨科損傷和顱內出血,但需要進一步調查。

手持智慧終端在遠端急診放射診斷應用的評估

圖1。在Lesionnaire觀看軟體中顯示CT腦影象和決策置信度量表

引言

隨著科技的發展,諸如智慧手機,MP3播放器和個人數字助理(PDA)之類的手持裝置在現代社會中越來越普遍。 這些手持裝置在醫療環境中的實用性是顯而易見的,46%的參加者和受訓者(1)和45%的放射科醫師使用PDA(2)。

網際網路和電子郵件訪問,資料庫和電子表格軟體的提供,文字處理,醫學教科書的儲存,研究資料的整理和日常活動的安排,這些裝置對現代臨床醫生的幫助越來越有價值(1,2)。

雖然手持裝置作為參考,為現代臨床醫生(3-5)的日常工作提供顯著益處的能力尚未引起爭議,但是他們準確顯示醫學影象的能力目前存在爭議,並且尚未得到廣泛研究。 儘管使用當前的手持技術可以輕鬆顯示文字和低解析度圖形,但尚不清楚它們是否能夠提供足夠的影象質量用以允許初步診斷或二次諮詢。螢幕尺寸小,固有顯示解析度低,對比度低,連線性差,資料傳輸速度慢,安全性問題和固有記憶體提供最少,已經被認為是在PDA上顯示放射影象的限制,並且已經表達了對放射科醫師接受的擔憂(3)。儘管如此,正在引入技術發展以提高其臨床潛力:最新軟體允許檢索DICOM和JPEG影象(6,7); 有效的無線傳輸協議簡化了顯示裝置上醫療資料的傳輸和檢索,使用藍芽(8)進行本地傳輸或使用高頻寬網路(如分碼多重進接(CDMA)進行更長距離傳輸)(9); 最新硬體改善了空間和對比度解析度,處理速度和記憶體大小(10)。一些作者已經概述了手持裝置用於緊急計算機斷層掃描(CT)影象(11-13),腎絞痛(14)顱內出血(15),附肢骨骼創傷和牙科影象(16)的潛在用途(Chew NS等人,在2008年北美放射學會年會上發表)。然而,這些研究很少得到大量專家放射科醫師診斷評估的支援。

在這次研究手持裝置用於放射影象顯示的臨床效果的這項工作中,測試了兩種不同的顯示品種。 第一個是Dell Axim PDA,另一個是Apple iPod Touch。 戴爾是手持技術的知名供應商。 iPod Touch和iPhone是最新的兩種手持技術,由Apple(加利福尼亞州庫比蒂諾)於2007年9月推出。這些Apple裝置提供非常相似的功能,最大的區別在於iPhone具有蜂窩電話功能。 它們具有相同的顯示器,因此關於在iPod Touch上顯示醫學影象的結論同樣適用於iPhone。有趣的是,儘管缺乏對其臨床價值的研究,但最近在北美放射學會年會上的兩次會議專門用於醫學成像和iPhone,名為“iPhone上的遠端放射學:影像觀察者調查”。北美放射學會網站“和”移動放射科醫生:使用iPhone進行連線,協作和工作“(北美放射學會年會,2008年)。隨著手持技術的發展以及它們越來越多地被應用到臨床領域,

臨床醫生必須意識到它們的能力和侷限性,

並且製造商瞭解進一步開發的潛在需求。 因此,本研究試圖確定手持計算裝置是否能夠提供與輔助顯示監視器相當的診斷準確性,輔助顯示監視器可用於某些常見放射學任務的緊急遠端會診設定。

手持智慧終端在遠端急診放射診斷應用的評估

圖2。顯示在PDA顯示器上的CT大腦影象,增加了噪音並降低了對比度。 該影象僅用於記錄觀察者的評級和標記為可疑的位置

材料與方法

1、概要

這項工作的目的是確定兩個手持裝置,即戴爾Axim PDA和iPod Touch,是否能提供與臨床工作站二級液晶(LCD)監視器相媲美的診斷功效。對這些監視器進行了調查,因為它們代表了可能遠離主要臨床站點的顯示器型別,因此可能在類似的手術觀察器的臨床環境中使用。實驗研究在肯塔基州路易斯維爾的美國放射學檢查委員會進行,檢查臨床醫生自願參加研究。測試了兩個裝置中的每一個的數字化平片手腕影象和CT腦影象。對於每種影象型別,向每個觀察者呈現30個影象,其中15個顯示特定異常(分別在CT腦和腕部研究中的新鮮顱內出血和遠端橈骨骨折),15個未顯示。觀察者在影象中搜索這些病變並使用6點量表對每個影象進行評分,較高的分數表示存在病變的更大置信度。接收器操作特徵(ROC)分析用於測試統計差異。為所有影象的使用提供了機構批准。

2、裝置

PDA - 兩個戴爾PDA,研究中使用了具有相同顯示規格和外觀的Dell Axim 50v和Dell Axim x51V。 測量了最大值,最小值和50%灰度級亮度,並且兩個PDA的值在彼此的10%之內。隨PDA一起提供的ClearVue軟體用於檢視影象,但無法進行縮放,平移和設定窗寬窗位。

iPod Touch-使用了兩個相同的Apple iPod Touch手持顯示裝置(Cupertino,Ca)。 兩個iPod Touch的最大亮度和最小亮度均在5%之內。使用Apple Photo Album軟體在iPod Touch上觀看影象,同時允許縮放和平移,無法使用窗寬窗位。

沒有規定將手持裝置校準到醫學灰度標準顯示功能(DICOM GSDF)中的數字成像和通訊(17)。

監視器 - 將每項研究中的手持裝置與1024×1280標準LCD監視器(VG810B,Viewsonic,Walnut,CA)進行比較,該監視器符合針對輔助報告監視器的AAPM TG18建議(18),並提供超出大腦和手腕原生影象空間解析度的空間和對比度規格。使用Ver are和亮度儀(IMAGE Smiths Inc。,Germantown,MD)和校準光度計(型號07-621,Nuclear Associates,Hicksville,NY)將這些校準到DICOM GSDF(17)。

3、圖片

收集一組腦部軸向CT掃描,並選擇30個單切片進行研究。 由於缺少用於PDA的適當觀看軟體以便於舒適地滾動影象,因此使用單個切片。 在所選擇的30個切片中,15個顯示出新鮮顱內出血的證據,其餘的沒有。 對於每個切片,將原始矩陣大小裁剪為640×480畫素,以允許在PDA上以全屏顯示顱骨解剖結構。 iPod Touch的解析度不允許影象全屏顯示,但允許縮放和平移,因此可以以全解析度檢視影象。

對於腕部影象評估,使用單色數碼相機(Hitachi Denshi; Jugesheim)以18-108 / 2。5數字化現有的30張前後影象庫,其中15例顯示遠端橈骨骨折,15例正常。 變焦鏡頭(索尼)。該單色數碼相機連線到在該程式中執行的Sprynt成像幀儲存器(Synoptics; Cambridge,UK),在Pentium 4處理器(Intel,Swindon,UK)上執行的PC-Image 2。1。 每個影象以每畫素16位數字化,並被裁剪為僅包括相關的解剖結構。 這導致影象具有不同的空間解析度,因此為了標準化解析度,將所有手腕影象放置在480×640畫素的黑色背景上 - 等於PDA的顯示解析度。這確保了它們將以全解析度顯示並且無需放大PDA。 與CT腦影象一樣,iPod Touch允許縮放和平移,從而允許以全解析度檢視影象。 使用原始模態影象,放射學報告和其他臨床資料,由CT(n = 3)和肌肉 - 骨骼(n = 2)成像(沒有人參與研究)的專家建立了影象的真實金標準。 影象評估員無法使用。

CT和腕部影象由兩個醫院站點許可提供。 對於兩組影象,大約三分之一的異常影象包含細微的病變,三分之一包含明顯的病變,其餘的在中間難度水平。最終放射學診斷報告由專家意見確立。

4、軟體

使用定製設計的觀看軟體Lesionnaire觀看顯示器上顯示的影象(John Ryan,都柏林大學; http://www。ucd。ie/diagnosticimaging/html/johnryan),該軟體允許放射科醫師使用置信度評分影象。 1-6,其中1表示影象不含異常,6表示存在異常。在觀察者完成他或她的讀數之後立即計算並顯示每個觀察者的ROC曲線下的梯形區域(AUC),真陽性數,真陰性,假陽性和假陰性。還自動生成包含觀察者的響應和定時資料的輸出檔案,包括與ROCKIT分析軟體相容的檔案(Charles Metz,University of Chicago;http://xray。bsd。uchicago。edu/krl/index。htm)。

由於目前無法在PDA或iPod Touch上執行Lesionnaire,觀察者無法在此裝置上記錄他們的評分,因此手持裝置上的影象被解讀,觀察員可以在顯示器上顯示的“map”上記錄了他們的評級。 由於在顯示器上使用全質量影象作為地圖將無法評估手持影象質量,這些map影象的對比度降低,因此最小亮度與最大亮度之比不大於原始影象的10%, 並且增加了50%的噪音,以便只能識別出大的解剖結構,並且模糊了異常的細節。 用於監視器觀察的全部影象和map都以全屏顯示,沒有放大和視窗,不允許縮放和平移。

5、觀察者

由於時間限制,影象數量相對較少,參與放射科醫師的數量最大化。 共有49名觀察員參加了PDA研究,35名參與了iPod Touch研究。 所有人都在接受美國放射學委員會(ABR)的放射科醫師檢查,儘管所有參與的放射科醫師都是他們自己領域的專家,但這裡使用的術語“非專科醫生”來描述放射科醫師檢查與他們自己的專業無關的影象, 例如,檢查手腕影象的GI專家。 表2中可以看到每種影象型別的觀察者細分。所有放射科醫師的ABR認證經驗均超過20年。

向觀察者提供了有關如何使用手持裝置的教程。 如果觀察者不確定或難以使用硬體或軟體,則始終提供支援。 在每次閱讀開始之前,要考慮的異常(腦:新鮮顱內出血;手腕:橈骨遠端骨折)。 沒有時間限制; 然而,30秒後彈出視窗提示觀察者作出決定。 採用標準的平衡方法以最小化記憶效應(19),並且在40勒克斯的整個研究中環境照明是恆定的,與先前的出版物(20)一致。

6、統計分析

使用常規ROC統計方法評估每種模態,觀察者和影象型別的總體觀察者表現。 採用DOCman-Berbaum-Metz(DBM)ROC分析方法,並利用曲線下的梯形面積(AUC)(21-27)。 DBM分析在兩個條件下進行 - 將讀者和案例作為隨機的,並將讀者視為隨機的,將案例視為固定的。 結果被認為在p≤0。05時具有統計學意義。 DBM軟體可從愛荷華大學放射學系醫學影象感知實驗室(http://perception。radiology。uiowa。edu)和芝加哥大學放射影像研究Kurt Rossmann實驗室網站獲得(http://xray。bsd。uchicago。edu/krl/)。

手持智慧終端在遠端急診放射診斷應用的評估

結果

PDA研究:

DBM分析顯示,在CT腦讀取任務中,使用PDA的某些組的表現明顯優於監視器(表3)。 評估CT腦影象的整組觀察者表現出改善的表現,讀者和病例被視為隨機和病例固定,而非專科醫生組僅在病例被視為固定時顯示出顯著更高的AUC。 雖然兩個DBM比較的p值接近顯著性,但神經放射學家並沒有達到統計學上顯著更高的PDA結果。

手腕影象的比較沒有顯著差異。

Pod Touch Study

iPod Touch與輔助顯示器的比較的ROC分析未顯示CT或腕部影象資料的任何顯著的模態間差異。 該分析的結果顯示在表4中,並且指示了平均品質值和p值。

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討論

本研究探討了兩種不同的手持裝置報告兩種相對常見的緊急情況的價值 - 新鮮顱內出血和橈骨遠端骨折。 如果手持裝置可以被證明是一種有效的報告工具,那麼臨床醫生不必在特定地點提供意見,而且對於報告即時性增強的患者而言,這一點很明顯。 這些研究的結果表明,PDA和iPod Touch可能確實足以顯示一些放射影象,相當於兩種影象型別的LCD監視器的效能,甚至超過某些觀察者和影象型別的一些分析。

對於任一影象型別,ROC結果均未顯示iPod Touch和輔助顯示屏之間的統計差異。 在腦部影象的PDA和監視器之間發現了一些統計學上顯著的差異。 當病例被視為固定時,整個組和非專業觀察者在PDA上的表現明顯優於CT腦影象監視器,並且這一結果適用於整個觀察組,病例被視為隨機。

手持裝置的效能與顯示器相似,在表1和表2所示的95%CI內。儘管手持裝置的顯示器的最大亮度和對比度顯著低於監視器,但PDA的可比效能提出了關於影象的哪些物理特性在放射學感知和解釋中最有影響的問題。 物理描述符與臨床影象診斷之間的關係在過去一直存在爭議,並由Tapiovaara在STUK-A219(30)中進行了總結,可獲得(29,30)和(31,32)物理和臨床之間強相關性的證據。 資料。 目前的結果證明了在評估新技術時納入臨床影象評估的重要性,因此可以充分評估針對典型異質背景的病理學重要細節的可見性以及對觀察者感知和響應的影響。

總的來說,這項研究的結果表明,手持裝置作為放射學報告的工具顯示出前景。但是,我們必須清楚當前工作的限制和限制。需要進行更多病例的研究以減少CI的寬度並得出更明確的結論,但由於實際限制,這在本研究中是不可能的。這項工作僅考慮二次顯示,與主要工作站相比,手持裝置的效能無法得出任何結論。此外,目前還沒有在Lesionnaire軟體中內建常用的後處理工具,如視窗和縮放,雖然目前正在解決軟體的這種限制,但對於目前的工作,除了縮放和平移功能之外,觀察者無法進行影象處理。 iPod Touch。這可能限制了輔助顯示器的效能,特別是因為在使用標準計算機和監視器的情況下通常可以使用觀看和開窗設施。此外,對於CT影象,每次影象評估僅顯示單個切片,因此通常存在於相鄰切片上的重要影象資料不可訪問。儘管如此,這項研究已經證明,透過在手持裝置上顯示放射影象,臨床醫生可以獲得有關患者病情的重要臨床資訊,這一發現將其潛力擴充套件到當前應用之外,如教授居民(4,5)和組織臨床承諾(3)。

總之,結果表明,本研究中調查的手持裝置可能產生與次級監測儀相當的結果,用於報告CT影象上的新鮮顱內出血或X線片上的骨折手腕,因此在放射學中可能具有價值,特別是對於遠端會診和緊急程式。 但是,需要進一步研究,並在此階段建議採取預防措施。 強調了對新技術或放射性程式進行物理和臨床評估的重要性。

手持智慧終端在遠端急診放射診斷應用的評估

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