Value of Digital Radiography in Expiration in Detection of Pneumothorax

Abstract

Purpose: The purpose of this study was to find out whether pneumothorax detection and exclusion is superior in expiratory digital chest radiography.

Materials and Methods: 131 patients with pneumothorax with paired inspiratory and expiratory chest radiographs were analyzed regarding localization and size of pneumothorax. Sensitivity, specificity, negative (npv) and positive predictive value (ppv) as well as the positive (LR+) and negative likelihood ratio (LR-) were determined in a blinded randomized interobserver study with 116 patients. The evaluation was performed by three board-certified radiologists.

Results: In 131 patients, there were 139 pneumothoraces, 135 (97.1 %) were located apical, 88 (63.3 %) lateral and 33 (23.7 %) basal. Sensitivity was 99 % for inspiratory and 97 % for expiratory radiographs. The interobserver study yielded a mean sensitivity of 86.1 %/86.1 %, specificity of 97.3 %/93.4 %, npv of 88.7 %/88.5 % and ppv of 96.7 %/92.1 % for inspiration/expiration. For inspiratory radiographs the LR+/LR- were 40.2/0.14 and for expiration 13.9 and 0.15. McNemar-Test showed no significant difference for the detection of pneumothoraces in in-/exspiration.

Conclusion: Inspiratory and expiratory digital radiographs are equally suitable for pneumothorax detection. Inspiratory radiographs are recommended as the initial examination of choice for pneumothorax detection, an additional expiratory radiograph is only recommended in doubtful cases.

Key Points:

• Basal pneumothoraces during inspiration demonstrate a greater width than during expiration.

• There is statistically no difference between inspiration/expiration for the diagnosis of pneumothorax.

• An image taken during inspiration is recommended to confirm or rule out a pneumothorax.

Citation Format:

• Thomsen L, Natho O, Feigen U et al. Value of Digital Radiography in Expiration in Detection of Pneumothorax. Fortschr Röntgenstr 2014; 186: 267 – 273

Zusammenfassung

Ziel: Das Ziel der Studie ist es zu klären, ob der Nachweis und Ausschluss eines Pneumothorax mittels einer Röntgenaufnahme des Thorax in Exspiration einer Aufnahme in Inspiration überlegen ist.

Material und Methoden: Es wurden anhand von 131 Patienten mit einem sicheren Pneumothorax mit gepaarten Röntgenaufnahmen des Thorax in In- und Exspiration die Lokalisation und Ausdehnung des Pneumothorax sowie die Atemexkursion gemessen. Eine geblindete randomisierte Interobserverstudie mit 116 Patienten ermittelte die Sensitivität, Spezifität, negativen (NPV) und positiven prädiktiven Wert (PPV) sowie den positiven (LH+) und negativen Likelihood-Quotienten (LH-). Die Beurteilung der Bilder erfolgte durch drei radiologische Fachärzte.

Ergebnisse: Es fanden sich bei den 131 Patienten 139 Pneumothoraces, davon 135 (97,1 %) apikale sowie 88 (63,3 %) laterale und 33 (23,7 %) basale Pneumothoraces mit einer Sensitivität von 99 % für Aufnahmen in Inspiration sowie für Exspirationsaufnahmen von 97 %. Die Interobserverstudie ergab für die Aufnahme in Inspiration/Exspiration eine mittlere Sensitivität von 86,1/86,1 %, Spezifität von 97,3/93,4 %, NPV von 88,7/88,5 % und PPV von 96,7/92,1 %. Für die Aufnahme in Inspiration lagen der LH+/LH- bei 40,2/0,14 und für Aufnahmen in Exspiration bei 13,9 und 0,15. Der McNemar-Test zeigte für die Aufnahmen in In-/Exspiration keine signifikanten Unterschiede für den Nachweis eines Pneumothorax.

Schlussfolgerung: Röntgenaufnahmen des Thorax in Inspiration erweisen sich bei der Diagnostik des Pneumothorax als gleichwertig gegenüber Aufnahmen in Exspiration. Inspirationsaufnahmen sind daher empfohlen, eine zusätzliche Exspirationsaufnahme ist nur im Einzelfall bei entsprechender bzw. sich verändernder klinischer Symptomatik und/oder bei diagnostischen Unsicherheiten gerechtfertigt.

Key words

thorax - radiography - pneumothorax

• References

• 1 MacDuff A, Arnold A, Harvey J. Management of spontaneous pneumothorax: British Thoracic Society Pleural Disease Guideline 2010. Thorax 2010; 65: ii18-ii31
• 2 Meissner FL, Schmidt CC. Pneumatosen. Encyclopädie Der Medicinischen Wissenschaften Nach Dem Dictionnaire De Médecine Frei Bearbeitet Und Mit Nötigen Zusätzen Versehen. 1833; 51-52
• 3 Schramel FMNH, Postmus PE, Vanderschueren RGJRA. Current aspects of spontaneous pneumothorax. European Respiratory Journal 1997; 10: 1372-1379
• 4 Siegenthaler W, Blum HE. Klinische Pathophysiologie. 9. ed. Stuttgart: Thieme; 2006
• 5 Thurnheer R, Diem K. Pneumothorax. Schweizer Medizinisches Forum 2002; 9: 202-206
• 6 Chang DH, Boecker J, Hellmich M et al. Ergebnisse sonographisch gesteuerter Portkatheterimplantationen über die laterale Vena subclavia: eine retrospektive Analyse bei 1532 Patienten. Fortschr Röntgenstr 2012; 184: 726-733
• 7 Schulze MK, Eichfeld U, Kahn T et al. CT-gestützte Drahtmarkierung vor videoassistierter thorakoskopischer OP von pulmonalen Rundherden – eine Auswertung von 184 Fallen. Fortschr Röntgenstr 2012; 184: 535-541
• 8 Collettini F, Schnapauff D, Poellinger A et al. Perkutane CT-gesteuerte Hochdosis-Brachytherapie (CT-HDRBT) von primären und metastatischen Lungentumoren in nicht chirurgischen Kandidaten. Fortschr Röntgenstr 2012; 184: 316-323
• 9 de Bucourt M, Busse R, Zada O et al. CT-guided biopsies: quality, complications and impact on treatment: a retrospective initial quality control. Fortschr Röntgenstr 2011; 183: 842-848
• 10 Bangard C, Chang DH, Libicher M et al. Fehllage zentraler Venenkatheter in der Arteria subclavia: zuverlässige Entfernung mit einem perkutanen Verschlusssystem (AngioSeal). Fortschr Röntgenstr 2013; 185: 546-549
• 11 Rogits B, Jungnickel K, Friebe B et al. Komplikationrate bei komplexen CT-gestützten Interventionen. Fortschr Röntgenstr 2012; 184: 173
• 12 Welzel J, Filsinger M, Kauczor HU et al. Komplikationen im Rahmen von CT-gesteuerten Interventionen und die Bedeutung der Kontroll-Bildgebung. Fortschr Röntgenstr 2012; 184: 174
• 13 Rodenwaldt J. Röntgenuntersuchung des Thorax. Der Pneumologe 2011; 8: 437-448
• 14 Stanzel F. Spontanpneumothorax. MMW – Fortschritte Der Medizin 2011; 2011: 42-43
• 15 Herth FJF. Pneumothorax. Der Pneumologe 2008; 5: 239-246
• 16 Klopp M, Dienemann H, Hoffmann H. Behandlung des Pneumothorax. Der Chirurg. Zeitschrift für alle Gebiete der Operativen Medizin 2007; 78: 655-668
• 17 Krug B. Thoraxdiagnostik. 1. ed. Stuttgart: Thieme; 2004
• 18 Krahe T. Bildgebende Diagnostik von Lunge und Pleura. Stuttgart: Thieme; 1998
• 19 Sunder-Plassmann PDL. Pneumothorax. Chirurg 2000; 71: 1422-1428
• 20 Lange S. Radiologische Diagnostik der Thoraxerkrankungen. 4th ed. Stuttgart: Thieme; 2010
• 21 Collins CD, Lopez a, Mathie a et al. Quantification of pneumothorax size on chest radiographs using interpleural distances: regression analysis based on volume measurements from helical CT. Am J Roentgenol. American Journal of Roentgenology 1995; 165: 1127-1130
• 22 Van Gelderen WF. Detecting a pneumothorax: inspiratory or expiratory radiograph or both?. Am J Roentgenol. American Journal of Roentgenology 1997; 168: 842-843
• 23 Beres RA, Goodman LR. Pneumothorax: detection with upright versus decubitus radiography. Radiology 1993; 186: 19-22
• 24 Wichert VP. Pneumothorax. Der Internist 2004; 45: 549-554
• 25 Schramel FMNH, Golding RP, Haakman CDE et al. Expiratory chest radiographs do not improve visibility of small apical pneumothoraces by enhanced contrast. European Respiratory Journal 1996; 9: 406-409
• 26 Bradley M, Williams C, Walshaw MJ. The value of routine expiratory chest films in the diagnosis of pneumothorax. Archives of Emergency Medicine 1991; 8: 115-116
• 27 Seow A, Kazerooni EA, Pernicano PG et al. Comparison of upright inspiratory and expiratory chest radiographs for detecting pneumothoraces. American Journal of Roentgenology 1996; 166: 313-316
• 28 Weiß C. Basiswissen Medizinische Statistik. 5th ed. Heidelberg: Springer-Verlag GmbH; 2010
• 29 Diederich S, Wormanns D. Radiologische Diagnostik der Pleura. Radiologie Up2date 2009; 9: 167-185
• 30 Bundesamt für Strahlenschutz. Prozentualer Anteil der verschiedenen Untersuchungsarten an der Gesamthäufigkeit und an der kollektiven effektiven Dosis in Deutschland für das Jahr 2009. BfS 2012;
• 31 Busch H, Geori M. Digitale Radiographie – Illusion oder Zukunftsperspektive?. In: Günther RW, Gockel HP, (Hrsg): Zülpich Biermann; 1991: 47-6633
• 32 Kreuter M, Eberhardt RHW et al. Diagnostische Wertigkeit der transthorakalen Sonografie vergleichend zur Thoraxübersicht beim Nachweis eines postinterventionellen Pneumothorax. Ultraschall in Med 2011; 32: 20-23
• 33 Rowan KR, Kirkpatrick AW, Liu D et al. Traumatic pneumothorax detection with thoracic US: Correlation with Chest Radiography and CT – initial experience. Radiology 2002; 225: 210-214
• 34 Schäfer CB, Sokiranski R, Strayle M et al. Wertigkeit der Thoraxliegendaufnahme mit der Digitalen Lumineszenzradiographie (DLR) in Abhängigkeit von der Erfahrung der Untersuchers. Fortschr Röntgenstr 1994; 161: 25-30
• 35 Zähringer M, Piekarski C, Saupe M et al. Vergleich der digitalen Selenradiographie mit einem analogen Film-Folien-System. Fortschr Röntgenstr 2001; 173: 942-948
• 36 van Heesewijk JPM, van der Graaf J, de Valois JC et al. Digital chest imaging using a selenium detector: a simulated diffuse interstitial disease detection study. Invest Radiol 1995; 30: 300-305
• 37 Schaefer-Prokop CM, Prokop M, Schmid A et al. Selenium radiography versus storage phosphor and conventional radiography in the detection of simulated chest lesions. Radiology 1996; 201: 45-50
• 38 Loose R, Busch HP, Wucherer M. Digitale Radiographie und Fluroskopie: Technische Grundlagen, Abbildungseigenschaften und Anwendungen. Radiologe 2005; 45: 743-755