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文摘
目標肺疾病發病率和死亡率的一個重要原因是在成人和兒童,但世界上大多數缺乏診斷成像的評估。肺癌超聲是一種便攜式、低成本、和高度精確成像評估肺部病理學形態包括肺炎,但其部署是有限的二級缺乏訓練有素的超聲波檢驗師。在這項研究中,我們駕駛一個低成本的肺teleultrasound係統在秘魯農村COVID-19流感大流行期間使用肺體積超聲掃描成像(VSI),可以由一個人事先超聲波超聲波部署訓練繞過許多障礙。
設計試點研究。
設置研究活動發生在五個秘魯農村衛生中心。
參與者有213名參與者向農村醫療診所。
幹預措施個人沒有超聲波經驗在秘魯農村進行了簡短的培訓如何使用teleultrasound係統並執行肺超聲波逆變器。隨後,診所求診的患者被這些以前ultrasound-naive運營商teleultrasound掃描係統。
主要和次要結果的措施放射科醫生檢查了超聲成像評估它的診斷價值,並識別任何病理。20%的隨機子集inter-reader掃描分析的可靠性。
結果肺VSI teleultrasound考試由兩個心胸參加放射學家進行了詳細的分析。的考試,202年被評為診斷圖像質量(94.8%,95%置信區間90.9%到97.4%)。放射科醫生在肺之間有91%協議超聲波解釋20%的樣本中所有考試(κ= 0.76,95%可信區間0.53到0.98)。放射科醫生能夠識別COVID-19的後遺症與主要發現變址寄存器。
結論肺VSI teleultrasound由個人未經培訓允許診斷肺部成像和識別COVID-19感染後遺症。部署肺VSI teleultrasound擁有低成本的潛力改善世界各地的成像手段。
- COVID-19
- 遠程醫療
- 放射學和成像
- 胸部成像
- 超聲波
- 呼吸係統藥物(見胸醫學)
數據可用性聲明
合理的請求數據。
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來自Altmetric.com的統計
本研究的優點和局限性
研究在多個醫療中心在秘魯農村COVID-19大流行。
肺teleultrasound考試由社區成員在秘魯農村沒有超聲波經驗。
肺teleultrasound考試解釋與標準化閱讀標準和兩個專家心胸放射科醫生。
未來研究需要人群提供更多樣的呼吸病理學和獲得高質量的參考標準。
未來研究需要評估teleultrasound如何影響健康結果。
介紹
的5歲以下兒童死亡率的主要原因是肺炎。1肺疾病,一般來說,在世界範圍內普遍導致重大的發病率和死亡率,但大多數的世界缺乏醫學成像的評估。2 - 4肺肺疾病診斷的超聲是一個高度精確的工具包括肺炎、但其部署受限於缺乏訓練有素的超聲波檢驗師。2 3 5 6Teleultrasound顯示了巨大的希望在擴大成像訪問,但缺乏專家有關的基本問題仍然存在。7 8體積掃描成像(VSI)繞過缺乏訓練有素的超聲波檢驗師的問題,以最小的醫療和超聲圖像采集轉向個人背景通過利用標準化的清潔工的超聲波探測器基於外部身體地標記錄作為專家遠程視頻解釋。5月8日VSI可用於各種跡象包括乳腺癌、產科,右上象限,甲狀腺掃描。具體來說,肺超聲波VSI之前已經測試並證明是非常有效的肺疾病檢測包括肺炎。12合並肺超聲波VSI的遠程醫療因此提供了一種新的方式將成像評估缺醫少藥人群呼吸道疾病。
我們提出肺VSI可以集成到一個異步teleultrasound係統增加醫療成像(圖1)。為了驗證這個假設,我們部署異步肺VSI teleultrasound五個社區在秘魯農村COVID-19大流行期間測試肺超聲波VSI部署的可行性在農村地區。這項研究的目的是評估的診斷成像質量teleultrasound研究和遠程醫療係統實現的可行性。這個基本的驗證概念證明是必要的資源密集型的對照臨床試驗之前VSI teleultrasound與標準治療相比,超聲波和大規模的研究如何VSI teleultrasound影響健康結果。
肺容積掃描成像(VSI) teleultrasound係統。說明肺teleultrasound組件的係統。在此係統中,個人沒有超聲波經驗引導到進入病人的臨床表現曆史和肺VSI協議通過一個應用程序安裝在平板電腦上。平板電腦發送影像和臨床曆史雲訪問放射科醫生診斷報告。診斷報告被發送回平板電腦共享健康中心。藍色箭頭表示輸入的數據,和綠色箭頭表示流的診斷報告。pac,圖像存檔和通信係統。
方法
飛行員概述
所有的研究過程進行了符合赫爾辛基宣言。研究活動開始於2020年在COVID-19大流行。本研究資助和網站的活動選擇的秘魯礦業公司滅資源作為他們服務的社區服務,而不考慮其他因素。這些地區是偏遠地區的秘魯安第斯山脈包括(在線補充圖1)。在每個站點,秘魯公司醫療診所工作人員創新和技術培訓和交付必要的設備以提供肺VSI teleultrasound。培訓的過程發生在幾個小時。研究團隊提供醫療保健中心的工作人員簡要的解釋teleultrasound係統。其次是實習培訓與超聲探頭和VSI協議。額外的培訓如何使用teleultrasound係統也提供。通常,掌握VSI協議可以獲得在不到2個小時,額外的時間強化訓練和實踐。13這些訓練有素的診所技師,診所護士或其他診所工作人員未經超聲經驗。在每一個中心,一個便攜式邁瑞DP-10(邁瑞,中國)超聲波機是用於這項研究。成像也得到一個凸探頭使用肺預設頻率為3.5 MHz形象一個範圍的患者可接受的圖像質量。5日14肺超聲波成像還可以進行線性和相控陣探頭,但這些並不研究中使用。
這項研究的主要目標是評估的可行性VSI肺超聲波實現在農村地區。為此,診所求診的患者提供VSI肺teleultrasound考試評價的肺部病理學包括COVID-19擔憂。此外,也願意患者無症狀地掃描研究目的評估teleultrasound係統圖像質量和功能。隻有患者血液流動不穩定被排除在掃描。獲得了書麵知情同意後,一個人未經超聲掃描經驗患者肺VSI協議使用teleultrasound係統。超聲檢查是遠程專家解讀為對圖像質量的評估和肺部疾病的診斷。報告被發送回健康中心和共享患者如果要求。沒有改變學習方法在試點期間。本研究的樣本包括病人登記在特定的時間從2020年11月到2021年6月。沒有執行一個特定的示例計算我們選擇招收所有病人可能在這個時期。 As this study aimed to demonstrate feasibility, the highest volume of patients available for analysis was ideal. Due to limitations secondary to COVID-19, logistical challenges, and limited study staff, the number of subjects who were asked to participate but declined was unable to be recorded. The study team noted that, in general, very few patients invited to participate in the study declined. All patients enrolled completed a VSI examination, and there were no adverse events.
病人和公眾參與
本研究的目的是改善成像在農村地區。在我們的研究活動,患者積極反饋關於肺teleultrasound係統提供。同樣,員工在健康中心貢獻他們的反饋和關鍵合作夥伴推進研究的目標。本研究的結果特別選擇評估teleultrasound係統的功效,它的價值在這些社區可以確定。病人和公眾不參與的具體研究設計研究。這項研究的結果將會有針對性的傳播增加肺的使用teleultrasound在農村和欠發達地區。
Teleultrasound係統
在這項研究中所示teleultrasound係統圖1。在此係統中,病人到診所關心肺部病理學是由操作員使用VSI協議掃描肺部成像。肺VSI的臨床研究已經顯示出優秀的可視化的肺炎、胸腔積液、肺水腫。12這種成像技術所示圖2和包括清潔工的超聲波探測器基於外部身體地標前,側,後肺部。收購的肺野得到橫向和矢狀方向為冗餘和提高診斷準確性。15運營商訓練來保持公司探針接觸,慢慢地掃描探測器對目標地區。提供一個培訓視頻在線補充視頻1。個人,包括在秘魯農村,已被證明學習這個協議在2小時內。13
肺容積掃描成像(VSI)協議。海報展示肺VSI協議執行的每個步驟。橫向和矢狀方向掃描在前了,側麵和後部肺字段。12掃組成一個完整的肺容積的收購。L代表順序打掃的清潔工在本研究進行的第一步,掃L是最後一步。
超聲波探頭的清潔工是記錄為視頻剪輯送到專家放射科醫生的解釋。專業超聲波檢驗師通常在正常標準治療超聲獲得病人的成像和調整探針定位和影像設置優化成像。這些圖像和/或電影片段獲得的專業超聲波檢驗師貼上標簽並送往放射科醫生的解釋隨後生成一個報告。在對比中,運營商VSI隻是發送一個視頻剪輯的盲掃探測器對目標地區。沒有調整超聲波設置或調整考試感興趣的區域。事實上,鼓勵運營商執行超聲波掃不看超聲波屏幕。相反,他們被鼓勵去關注的質量掃描探針接觸皮膚和保持公司控股探測器穩定。
用超聲波機器操作以每秒30幀,30年代電影剪輯的掃描將包含900個單獨的幀。解釋放射科醫生可以觀察成像通過逐幀作為視頻剪輯或鍋類似於CT掃描。執行的結果肺VSI每個半胸的協議收購是一個完整的體積。整個肺部成像在逆變器與目標方法可能隻圖像時的感興趣的領域專家進行超聲檢查。再次,完整的收購是必要的,因為運營商VSI通常沒有醫療或超聲波背景,不查看屏幕。因此,解讀放射科醫師必須有所有肺部成像數據的解釋。這將導致一個更徹底的比床邊超聲檢查肺超聲波在緊急(藍色)協議具有良好的確立了呼吸道疾病的診斷準確性隻有解剖的一小部分覆蓋。16應該注意的是,在許多情況下,隻有少數關鍵幀VSI檢查可能需要作出診斷。
超聲波探頭的掃保存作為遠程口譯專家通過視頻剪輯使用平板電腦。平板電腦都安裝了一個應用程序稱為MED4US(醫學創新和技術、秘魯),引導用戶輸入臨床數據和獲取的每一步VSI協議。平板壓縮和加密圖像數據並將其發送到雲由放射科醫生解釋。成像報告由放射科醫生發送回平板電腦。teleultrasound係統操作已被證明在低網速在撥號消除成像訪問另一個障礙。8它還可以獲得圖像在本地沒有互聯網連接和網絡可用時上傳。係統的截圖所示圖3。這個係統是一個異步遠程醫療係統,這意味著圖像收購是收購了在缺乏專家並保存供以後解釋。相比之下,同步遠程醫療需要高帶寬網絡連接和專家的參與在圖像采集過程中,不得在農村地區。係統的技術細節之前出版。8
從teleultrasound係統截圖。(一)協議選擇平板電腦上的屏幕截圖。(B)的初始屏幕截圖輸入病人臨床信息後選擇肺協議。(C)錄製屏幕截圖而獲得體積掃描成像(VSI)電影剪輯。(D)屏幕截圖顯示錄音一旦幾個VSI剪輯。
超聲檢查分析
超聲波掃描都是由一個專家解釋從秘魯放射科醫生或治療。作為一種特殊的分析是本文的主體內容,掃描被解讀為兩個心胸參加放射學家在美國曾進入臨床曆史通過遠程醫療平台。考試同樣平分給了放射科醫生(一個閱讀106考試和其他閱讀107考試)。這些放射科醫生解釋和評價每個檢查掃描掃描的裙,變址寄存器,合並,胸腔積液,和可用性。最後的診斷提供了查看後整個考試以及任何自由文本評論關於考試和圖像質量。考試被評為“正常”,“邊緣”或“異常”。“正常”檢查沒有發現問題。“異常”檢查顯示發現被認為明確臨床意義重大和可疑肺部病理。“邊緣”考試正常和異常之間的光譜。這些案件通常包含幾個分散的變址寄存器不確定需要進一步監測的臨床意義。 To assess for inter-reader reliability, 20% of each reader’s ‘normal’, ‘borderline’, and ‘abnormal’ examinations were randomly assigned to the other reader. Any examinations rated as ‘abnormal’ not read by both readers after the random 20% sample were also reinterpreted in a consensus session to ensure agreement on abnormal cases. Overall examination image quality was rated as ‘diagnostic’, ‘limited’, or ‘non-diagnostic’. The radiologists also assessed sweep speed, inclusion of the diaphragm, and probe contact in similar schemes. The turnaround time for reports generated in Peru was also recorded. The reports of the Peruvian radiologists were otherwise not analysed in this study.
分類變量概括整個獨聯體通過比例95%,在連續變量均值和SD總結。Inter-reader協議“正常”,“不正常”,或“邊緣”檢查子樣品使用科恩kappa量化。所有統計分析MATLAB (MathWorks R2019b,納蒂克,馬薩諸塞州)。
結果
個人沒有超聲波經驗掃描213例進行分析。病人的人口統計人口所示在線補充表1。這些患者中,69% (62.3% - -75.2%,n = 147/213)是女性,31% (24.8% - -37.7%,n = 66/213)是男性。患者的平均年齡為42.8±18.2年(範圍:0 - 92年)。秘魯放射科醫師報告周轉時間為18.8±29.3小時(範圍:2 - 279小時)。279小時檢查代表了失去了考試係統中,隨後恢複人員幹預。掃描的人中,56.8% (49.9% - -63.6%,n = 121/213)是無症狀的,43.2% (36.4% - -50.1%,n = 92/213)據報道,至少有一個症狀。表現症狀包括咳嗽報道(23.9% (18.4% - -30.3%,n = 51/213)),總體感覺生病(27.2% (21.4% - -33.7%,n = 58/213))。許多症狀患者掃描的報告確診病例COVID-19 (30.5% (24.4% - -37.2%, n = 65/213))或證明臨床可疑COVID-19感染史。要害心率之間通常是在正常範圍內(72.1±9.31次/分鍾(51 - 114)),氧飽和度(94.2%±3.52%(74 - 99)),和溫度±0.546°C (36.5°C (35-39))。呼吸率(22.6±7次/分鍾(16-40))平均略高。
213年的考試,202人的診斷質量(94.8%(90.9% - -97.4%)),和隻有一個non-diagnostic考試二級係統錯誤。十個考試被評為有限的成像質量(4.69%(2.27% - -8.46%))和被認為是相關的身體體質。的角度來看,213年考試代表2556年的清潔工的超聲波探頭。有18掃技術從係統錯誤,代表0.7%的清潔工。隻有一個考試已經使它non-diagnostic技術錯誤。在其他情況下,多餘的清潔工允許足夠的診斷評估。最常見的技術錯誤相關的屏幕錄製屏幕保護程序而不是超聲波成像。隨後,超聲波設置被刪除一個屏幕保護程序的外觀改變。考試每掃描所示的結果表1。超聲波電影剪輯的平均總結合時間是472年代/檢查的SD 122年代。所有考試被認為包含整體充足的掃描速度、隔膜的包容,和足夠的探針接觸。
VSI評價肺癌專家放射科醫生的超聲檢查顯示絕大多數的掃描是診斷有用的(圖4)。在線補充視頻2和3顯示例子VSI電影剪輯。大多數病人掃描無症狀,大多數考試正常返回結果(n = 168)。所有的考試,n = 15異常,n = 29邊緣。考試被認為是異常COVID-19感染有關。主要發現在這些考試是變址寄存器是一致的記錄文獻的使用肺超聲波COVID-19感染。5 17在任何情況下的疑似或確診COVID-19有胸腔積液,結果也與文獻一致。18邊緣成像經常展示一些分散或隔離變址寄存器中還可以看到溫和COVID-19感染或肺不張,但可疑的臨床意義。
放射科醫生之間有90.7%的隨機樣本20%肺超聲檢查(科恩的κ= 0.76,95%可信區間0.53到0.98,p < 0.0001)。這個示例代表n = 43例有四個分歧。所有的分歧都是邊緣的使用類別有關。在兩種情況下,一位讀者稱為檢查正常,另一個稱為檢測邊緣。另兩例有關一位讀者調用檢查異常,另一個叫檢測邊緣。解釋的差異被認為是主觀的分歧的情況下,跨越了光譜之間的正常和異常。在任何情況下讀者提供相反的正常和異常支持這一觀點的相互矛盾的解釋。的12個異常檢查不包括在隨機樣本,20%讀者發現其他讀者的共識分析解釋合理。
討論
在這項研究中,VSI肺teleultrasound成功部署到農村社區在秘魯COVID-19大流行。個人未經超聲培訓獲得診斷肺後的圖像隻有幾小時的培訓。盡管多個站點研究和先前ultrasound-naive運營商,圖像質量一直作為診斷。此外,該係統的部署(包括周轉時間平均在1天內)和附近的一代通用診斷成像的背景發生在一個複雜的全球大流行造成大量的後勤挑戰展示係統的易用性。最小的成本,這個係統可以部署在世界各地增加獲得成像。考慮到大量的肺疾病的發病率和死亡率和肺的潛力超聲波VSI協助肺部疾病的診斷和管理,部署VSI肺teleultrasound可能有重大的全球社區的健康。
COVID-19大流行期間研究為契機,研究肺疾病和增加獲得成像。我們的專家成像口譯員發現異常患者肺發現已知或疑似COVID-19感染。主要異常發現在這些情況下變址寄存器的存在。在當前或未來的大流行,肺VSI可用來監測和診斷呼吸道疾病在偏遠地區。證據已經表明肺超聲是一種有效的測試為COVID-19優越的診斷性能相對於胸部x光片。19日至22日
以外的流行病,肺的更普遍使用VSI teleultrasound包括評估肺炎、胸腔積液、肺水腫服務類似於胸部x光片的診斷功能。COVID-19,肺超聲波被認為是優於x射線胸透評價肺炎、胸腔積液、肺水腫。6汽車出行有哮喘或輕度病毒性疾病的病人應該最小允許分流病人異常的發現。喜歡胸部x光(在較小程度上CT),肺超聲波的解釋是複雜的在某些情況下通過重疊出現肺不張和感染。在這些情況下,肺超聲波胸部x光片有一個額外的優勢因為它不暴露於輻射和可以重複傷害病人。在嚴重的肺病的情況下需要緊急醫療救助,VSI肺teleultrasound預計將提供一個明確的診斷。
可能存在固有的懷疑對診斷圖像被收購的概念沒有一個訓練有素的超聲波檢驗師。VSI的理論方麵的考慮可能消除一些疑問關於這個方法。首先,重要的是要注意,醫療點肺超聲波是行之有效的成像技術,個人定期執行與短暫的培訓。28 29VSI相似但不同於即時方法為個人獲取圖像並不是看屏幕隻是執行所需的標準化調查運動收集遠程視頻剪輯的解釋。一個醫療點肺超聲波方法稱為藍色協議已被證明有肺部病理學診斷準確率90%以上使用的一小部分解剖肺VSI的報道,在區別,完全圖片前,側、後肺。16當比較兩個協議,建立了精度的協議,它不應該奇怪,肺VSI具有良好的診斷效用盡管成像是通過超聲波新手。
需要額外的公共衛生研究,進一步闡明肺VSI如何被納入臨床實踐在農村或欠發達地區。適當的跟進和管理需要的異常診斷。我們推測,VSI的主要優點包括對患者早期診斷和降低成本。在兒科人群,使用肺VSI會比胸部x光在許多情況下,因為它不電離輻射暴露。輔助肺超聲波實現福利比如增加診所出勤和疫苗接種的機會也是可能的。這些試驗可能需要密集的資源投資和時間。所示的可行性我們這項研究的可接受的成像質量teleultrasound係統表明,這將是值得繼續進行這樣的測試。然而,在一個大型的研究逆變器進行研究的結果,一個正式的臨床試驗的標準治療超聲與逆變器相比,在農村環境中可能被認為是一個中間的步驟。
VSI的局限性是重要的承認。像其他超聲波檢查,逆變器可以限製病人的身體體質特別是操作員不調整設置補償圖像質量不佳。有限的幾個考試圖像質量在這個研究中被認為與身體體質的問題。此外,經驗豐富的超聲波檢驗師可以定製一個懷疑的病理學檢查,但VSI的動作標準化考試限製可用的圖像獲得的協議。雖然這些限製注意很重要,同樣重要的是要意識到選擇VSI考試在很多情況下很可能根本沒有成像。在先前的研究中,圖像通過標準化VSI協議足以允許診斷在所有情況下即使沒有裁剪檢查異常發現。12此外,甚至理想成像還可以提供有用的臨床信息。此外,VSI考試可以重複以最小成本根據需要多次在理想的情況下成像。
本研究的一個限製是放射科醫生解釋VSI的研究沒有比較的參考標準。部分解決這個問題,我們進行了具體分析評估inter-reader協議。未來的研究在這個設置應該試著把一個參考標準,雖然這不會隨時可用。以前,我們展示了高肺超聲波VSI協議標準治療胸部x光在總部醫院設置。12預計這些結果將適用於農村地區,但獨立驗證仍將是重要的,如果可能的話。也,這是一個對時間敏感的試點研究基於便利抽樣,正式樣本大小的計算沒有打開之前進行研究。因此報告結果的可能性不可能準確反映出底層樣本的特征。然而,95%包括獨聯體在為了反映人口估計的範圍值。最後,本研究的主要目的是建立該方法的可行性。放射科醫生壓倒性地認為VSI成像診斷,充分解決了我們的研究問題。此外,這將是重要的測試協議的性能在農村地區以外的肺部病理COVID-19見過二次。未來的研究還應該將協議部署到地區肺炎或其他呼吸道疾病的流行率很高。考慮也可以被用來VSI與人工智能相結合,以便自動診斷沒有超聲波檢驗師或放射科醫師。30-36
結論
世界上大多數的人被認為缺乏診斷成像。在這項研究中,我們駕駛使用低成本的肺VSI teleultrasound係統可以由一個人未經超聲經驗經過幾個小時的訓練可以幫助增加獲得成像最需要的人群中。盡管後勤挑戰一個複雜的全球大流行,係統仍成功部署在五個地點在秘魯農村平均周轉時間為24小時內,95%的診斷成像質量的檢查。放射科醫生也能夠識別後遺症COVID-19感染inter-reader可靠性高。當肺超聲波是一種成像技術診斷準確性高的呼吸道疾病,肺VSI teleultrasound能給數百萬人帶來強大的診斷工具原本有限的訪問成像。
數據可用性聲明
合理的請求數據。
倫理語句
病人同意出版
倫理批準
本研究涉及人類參與者和醫院的倫理委員會批準的公爵卡耶塔諾Heredia在秘魯(身份證號碼:090 - 2020)。參與者給知情同意參與這項研究之前的部分。
確認
我們感謝Nadezhda Kiriyak莎拉·克林根貝格簡Lichorowic,格溫麥克他們寶貴的支持和幫助的人物和插圖。我們感謝Jannette琮、蘇珊•霍布斯Deborah魯本斯、馬修·史密斯和米歇爾·斯奈德的寶貴支持和幫助。
引用
腳注
推特@thomasmarini11、@anndphd @TinaZhao906
貢獻者TJM參與研究設計、研究管理、數據收集、數據分析和寫作手稿。KK-J和RA閱讀VSI掃描。三甲參與統計分析的結果。AMD曾參與稿件寫作。YZ和女士參與數據分析和寫作手稿。CMR-R、WS和氯丁橡膠參與數據收集。公元前(擔保人)參與研究設計和寫作手稿。
資金這項研究的資金是由礦業公司提供滅資源。醫療創新技術為數據采集提供了後勤保障。醫學創新和技術的操作在這項研究是由滅資源。那些隸屬於醫療創新和技術預覽手稿的作者寫的羅切斯特大學但沒有顯示任何變化。
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相互競爭的利益公元前金融股份醫學創新和技術。本公司力圖使超聲波到農村地區。WS、CMR-R和氯丁橡膠目前受雇於醫療創新和技術。WS公司的首席執行官,也有經濟利益在他就業。
病人和公眾參與病人和/或公眾參與設計,或行為,或報告,或傳播本研究計劃。是指部分進一步了解細節的方法。
出處和同行評議不是委托;外部同行評議。
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