新型輸尿管壓迫裝置在靜脈腎盂造影檢查中的應用價值

趙子健，李若梅，王嗣偉，盛茂，劉瑩，吳瑞祥，魏夏洪

靜脈腎盂造影(intravenous pyelography,IVP)檢查對診斷各種泌尿系統(tǒng)疾病的準確度高，可提供尿路的全程圖像，是泌尿系統(tǒng)臨床檢查的第一選擇[1,2]，傳統(tǒng)多頭腹帶加壓應用多年，雖然技術(shù)成熟，但實際操作中存在加壓不徹底、壓迫難度大、使用效率低、患者感受差等問題[3]。鑒于上述不足，并根據(jù)臨床經(jīng)驗，筆者設(shè)計了一種新型輸尿管壓迫裝置(專利號：201920650500.8)，在滿足成功率的同時，可改善患者感受并提高使用效率。

材料與方法

1.病例資料

回顧性搜集2019年2月-2019年12月行腎臟輸尿管膀胱攝片(kidney-ureter-bladder,KUB)+IVP檢查的患者81例，其中男58例，年齡(50.29±13.17)歲，女23例，年齡(51.48±14.77)歲。根據(jù)IVP操作方式將81例患者分為兩組，47例患者使用新型輸尿管壓迫裝置(新型壓迫裝置組)，平均年齡(48.06±10.93)歲；34例患者使用傳統(tǒng)多頭腹帶(對照組)，平均年齡(54.18±16.02)歲。病例納入標準：放射信息管理系統(tǒng)(radioiogy information system,RIS)中隨機抽取采用不同IVP檢查方式的患者，所有患者均為泌尿外科醫(yī)生申請檢查，以下腹部疼痛不適為主要臨床表現(xiàn)。

2.設(shè)備與檢查方法

壓迫裝置設(shè)計:采用Open Canvas 6e與SketchUp 2018繪制新型壓迫裝置設(shè)計圖與零件，Xgbothes A-7600-328s制作新型壓迫裝置主體；使用聚乳酸PLA(Polylactic acid,PLA)材料通過Allcct-334 3D打印配套零件，裝置設(shè)計圖與簡易原理見圖1。

圖1 裝置設(shè)計圖與簡易原理圖。a)傳統(tǒng)IVP壓迫設(shè)備原理圖，通過腹部自身張力與AB面之間摩擦力完成閉鎖；b)新型IVP壓迫設(shè)備原理圖，通過AB面之間自鎖裝置完成閉鎖，并使用限位輻條防止加壓包位移；c)新型IVP壓迫設(shè)備俯視圖；d)新型IVP壓迫設(shè)備側(cè)視圖；e)新型IVP壓迫設(shè)備操作圖；f)IVP壓迫設(shè)備限位輻條與自鎖示意圖。

檢查方法:采用通用公司的XR650作為平臺，選擇Abdomen協(xié)議、ABD ERECT PA子協(xié)議、Medium Adult方案、AEC模式，Auto Position：TAB-100A，80 kV，500 mA，Grid 10，sid 100，Asymmetric Collimation:off。焦點位于肚臍，先行KUB檢查[4]。后續(xù)IVP檢查中，對照組使用傳統(tǒng)多頭腹帶放置于患者背后，于髂前上脊連線下放置加壓包和血壓氣囊。兩位操作人員左、右各1位將腹帶交叉重疊打結(jié)為患者腹部加壓。新型壓迫裝置組由1位操作員將加壓包與氣囊放置于患者下腹部。根據(jù)患者腹圍，雙手牽引鎖定裝置達到恰當位置，再將加壓包限位輻條固定。兩組后續(xù)均靜脈注射對比劑碘克沙醇(320 mg I/mL)50 mL，分別于注射對比劑后5 min、15 min、30 min取3張雙腎區(qū)平片，并時刻觀察患者有無異常。松開壓迫裝置，于35 min、60 min取2張全腹片，檢查結(jié)束[5]。

3.圖像評價及數(shù)據(jù)記錄

主觀評價:兩位高年資醫(yī)師通過GE discovery xr650工作站和PACS系統(tǒng)觀察圖像，通過盲法進行評價，分別從圖像對比劑濃度、充盈缺損程度、對比劑排泄程度來判斷檢查是否成功。按照以下標準進行影像評分(1～5分):5分，圖像清晰，腎盂輸尿管解剖結(jié)構(gòu)顯示良好，無偽影；4分，圖像清晰，腎盂輸尿管解剖結(jié)構(gòu)顯示較好，有一定偽影干擾；3分，圖像較清晰，腎盂輸尿管解剖結(jié)構(gòu)顯示較好，有部分偽影；2分，圖像對比略差，腎盂輸尿管解剖結(jié)構(gòu)顯示較差，偽影較重；1分，圖像對比差，腎盂輸尿管解剖結(jié)構(gòu)顯示不清，偽影極重。3分以上為符合臨床需求[6]。

客觀評價:使用PACS系統(tǒng)，注射對比劑后從3次點片中選取對比劑充盈最飽滿的一側(cè)腎盂圖像，用5 mm ROI測量充盈腎盂3個不同點的密度，并計算信號強度(signal intensity，SI)腎盂平均值，采用同樣方法在同側(cè)腎皮質(zhì)周圍測量密度3次取SI腎皮質(zhì)平均值，通過公式“R=SI腎盂/SI腎皮質(zhì)”計算當前腎區(qū)圖像的光子入射比，此數(shù)值與對比劑濃度成正比，數(shù)值越高代表圖像對比劑與周圍組織對比度越大。

本研究還需記錄以下數(shù)據(jù)：①曝光指數(shù)。記錄每位患者在GE discovery xr650工作站中顯示的曝光指數(shù)(exposure index,EI)值，計算對比劑注射后3次點片的平均值為患者加壓期單次平均輻射劑量。②患者感受?，F(xiàn)場或電話回訪詢問患者檢查中的主觀感受，根據(jù)患者疼痛、壓力、時間等耐受情況評為1～5分:5分，壓迫前后無不適；4分，壓迫初期略有不適，壓迫之后正常；3分，壓迫前后略感不適；2分，壓迫前后均不適；1分，全程均感有強烈不適。3分以上為患者感受的受試者操作特征(receiver operating characteristic，ROC)金標準。③加壓操作時間。記錄患者從KUB攝片結(jié)束到IVP對比劑注入之間的時間，精確到分鐘，其中包括IVP輸尿管加壓閉塞的全部操作。

4.統(tǒng)計學分析

結(jié) 果

對照組29例患者檢查成功，5例檢查失敗(圖2)，新型壓迫裝置組46例患者檢查成功(圖3)，1例檢查失敗，χ2檢驗結(jié)果顯示，兩組患者的檢查成功率差異有統(tǒng)計學差異(χ2=4.55，P=0.03)。t檢驗結(jié)果顯示新型壓迫裝置組在加壓操作時間、主觀評價、患者感受上與對照組相比差異有統(tǒng)計學意義，兩組的光子入射比和EI相比差異無統(tǒng)計學意義(表1)，不同指標的對比箱式圖印證了上述結(jié)論(圖4a～4d)。Pearson分析顯示分組、加壓操作時間、掃描方式、主觀評價與患者感受彼此顯著相關(guān)(P<0.01，表2)，Kappa值=0.83。以患者感受評分3分為狀態(tài)變量繪制ROC曲線，結(jié)果顯示加壓操作時間的曲線下面積(Ared under curve,AUC)最大(圖4e)。以+3 sigma以上、高出中線8個點為標準的X-MR質(zhì)控圖顯示，違反規(guī)則的點均在對照組(圖4f)。

圖2 傳統(tǒng)多頭腹帶IVP易出現(xiàn)的失誤。a)輸尿管閉塞不全，雙側(cè)早漏；b)加壓包對位不正，一側(cè)早漏；c)壓力過大，淋巴管回流。 圖3 新型IVP壓迫裝置各階段點片效果，各階段顯影良好，輸尿管閉塞較好沒有漏藥。a)加壓并注射對比劑后5min攝片；b)15min攝片；c)30min攝片；d)解除壓迫并于35min攝片；e)60min攝片。

表1 兩組患者的相關(guān)指標比較

圖4 a)兩組的加壓操作時間對比，對照組的時間中位數(shù)及四分位數(shù)顯著高于新型壓迫裝置組；b)兩組的患者感受對比，對照組的中位數(shù)及四分位數(shù)低于新型壓迫裝置組；c)兩組的光子入射對比，兩組的中位數(shù)相比無顯著差異；d)兩組的EI對比，兩組的EI中位數(shù)相比無顯著差異；e)以患者感受為狀態(tài)變量繪制的ROC曲線，其中加壓操作時間的AUC為0.71；f)加壓操作時間X-MR質(zhì)控圖，違反規(guī)則的點均在對照組。

表2 不同指標的pearson相關(guān)系數(shù)表

討 論

IVP作為一項成熟的技術(shù)被廣泛用于泌尿系統(tǒng)檢查，國內(nèi)近年來對于IVP的影像技術(shù)改進研究極少。現(xiàn)有的IVP檢查原理是通過肘靜脈推入碘對比劑，并壓迫患者輸尿管，阻止腎盂輸尿管上段含對比劑尿液的排空[8]，該技術(shù)在泌尿系統(tǒng)檢查中仍有不可替代的作用[9-11]。由于傳統(tǒng)多頭腹帶操作復雜，高BMI患者腹部脂肪層過厚，腹部自身張力較大，現(xiàn)有的壓迫技術(shù)有一定概率無法妥善閉塞輸尿管，使含對比劑尿液過早流失(圖2a)[12]。加壓設(shè)備缺乏限位裝置，加壓過程中易形成加壓包位移，造成檢查失敗(圖2b)；過度壓迫又會使淋巴管逆流，顯影不良(圖2c)。而且加壓操作時間長、效率低，會造成患者的極大痛苦[13]。為了解決以上這些問題，本研究將從EI、主觀評分、光子入射比等分析指標入手，匯總成圖像評價、劑量評價、感受評價和效率評價等四個方面逐一分析新型IVP壓迫設(shè)備的優(yōu)勢。

1.圖像評價

IVP通過靜脈注射碘對比劑，經(jīng)過腎臟排泄、X線穿透形成密度差異對比，為臨床提供影像學信息[14]。在IVP圖像質(zhì)量的相關(guān)因素中，輸尿管閉塞程度、排泄時間影響對比劑濃度，對比劑濃度直接決定診斷所需的X線對比度[15，16]。另一方面，患者的BMI影響X線穿透性，而呼吸、移動及胃腸準備情況關(guān)系到偽影程度，兩者綜合決定X線攝片質(zhì)量。除去患者固有因素，輸尿管的閉塞程度對圖像質(zhì)量的影響最大。

本研究使用光子入射比檢驗客觀評價，X線光子射入量直接反映為圖像密度[17]，測算診斷部位周圍密度，并通過AW工作站與公式R=SI腎盂/SI腎皮質(zhì)計算出該部位的光子入射比。本研究結(jié)果顯示，兩組的總體客觀評價差異無統(tǒng)計學意義，且新型壓迫裝置組的檢查成功率高于對照組。對照組5例檢查失敗的患者中4例由于對比劑早漏，1例因患者無法耐受致使檢查終止；新型壓迫裝置組僅1例患者檢查失敗，患者突發(fā)低血糖結(jié)束檢查，無1例對比劑早漏。檢查成功率的提高歸功于新型壓迫裝置獨創(chuàng)自鎖系統(tǒng)與壓迫囊限位輻條，最大限度規(guī)避了高BMI患者無法束縛及壓迫包位移的問題。在輸尿管妥善閉塞、腎盂對比劑濃度高的情況下，解除束縛后輸尿管全程均可充分充盈。35 min解除壓迫的點片可顯示高質(zhì)量圖像，最大限度避免早漏。

2.劑量評價

DR攝片與CT檢查源相同，均為X線檢查，其必然對人體產(chǎn)生一定負面影響[18]，輻射劑量的控制是所有X線檢查質(zhì)量控制的內(nèi)容之一。根據(jù)平方反比定律，在X線管電壓與距離都保持不變的情況下，單純改變壓迫手段并不會顯著改變輻射劑量[19]。同時，DR攝影使用空氣電離室反饋X線量，輻射劑量一定程度上取決于患者的BMI，過厚的脂肪組織會阻礙X線的穿透，高BMI患者所接受的劑量大于低BMI患者[20]，屬于患者因素。

3.感受評價

傳統(tǒng)設(shè)備加壓過程時間長，沒有自鎖裝置，為了提高成功率加大壓力，導致患者感受差。在IVP檢查中，部分患者耐受力差，無法堅持到檢查結(jié)束會導致檢查失敗。以改善患者就醫(yī)感受為目標的檢查改進措施，也某種程度上符合精準醫(yī)療、以人為本的影像學指導方針[21]。組間pearson檢驗結(jié)果顯示，患者的感受評價與加壓操作時間、操作方式、主觀評價顯著相關(guān)。以此基礎(chǔ)繪制的ROC曲線顯示，加壓操作時間對患者感受3分以上的狀態(tài)變量高度敏感(ACU=0.71，P=0.02)。新型裝置自鎖定束縛操作方便，避免了傳統(tǒng)多頭腹帶層疊加壓可靠性低、重復捆綁的問題，在患者不適度與加壓操作時間成正比的情況下，新型壓迫裝置組的患者感受顯著優(yōu)于對照組。

4.效率評價

一切影像檢查手段的最終目的都是為臨床提供診斷參考[22-25]，根據(jù)公式“效率=效果/時間”，不同方式的IVP檢查效率與實際操作時間成反比。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)不同組別分類的操作時間繪制X-MR質(zhì)控圖，設(shè)置標準為+3 sigma、高出中線8個點，結(jié)果顯示違反規(guī)則的點均在對照組，該質(zhì)控圖進一步反映了對照組的傳統(tǒng)壓迫設(shè)備效率低下。另一方面，女性技師在面對高BMI患者時，由于設(shè)備限制與體力不足，通常無法獨立完成腹部束縛加壓，需要雙人操作輔助牽拉定位。而使用新型壓迫裝置，所有女性技師均可獨立完成高BMI患者的檢查，極大節(jié)約了人力成本，進一步提高了使用效率。

本研究存在以下不足：①目前不同廠家均有在IVP檢查上擴展業(yè)務(wù)，部分雙板DR與胃腸機有選配相關(guān)的造影壓迫設(shè)備，相關(guān)研究顯示IVP檢查在注射超常量對比劑后，無需壓迫即可提供高對比度圖像[26]；受限于設(shè)備與器材，本研究并未一一測試對比。②本組部分患者由于臨床手術(shù)急需IVP影像學資料輔助，并未妥善進行腸道準備，在主觀評價上有一定影響。③本裝置在設(shè)計之初低估了部分患者腰圍，個別極重度肥胖患者(腰圍>140 cm)無法適用于本裝置，仍需進一步完善。

綜上所述，新型IVP壓迫裝置與傳統(tǒng)壓迫設(shè)備的EI、客觀評價方面無顯著差異，但明顯提高了圖像主觀評價與患者感受。在保證檢查成功率的前提下，顯著降低了壓迫操作時間，提高了使用效率，可在高端設(shè)備與操作人員匱乏的基層推廣使用。該IVP新型壓迫裝置的設(shè)計本身仍有改進空間，全封閉氣囊改造及注射/加壓一體式控制平臺等優(yōu)化項目，均已在設(shè)計、制造、申請專利中，具有較大挖掘潛力。