تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية لمستشفى Sunsimiao التابع لجامعة بكين للطب الصيني. تم تجنيد المريض من قسم الغدة الدرقية ، مستشفى Sunsimiao. خضع المريض لفحص الموجات فوق الصوتية للغدة الدرقية وأعطى موافقة مستنيرة على الدراسة. في هذا التحقيق ، تم استخدام بيانات الموجات فوق الصوتية 4D التي تم الحصول عليها باستخدام جهاز محمول لإعادة بناء وجهات النظر الثلاثية للغدة الدرقية. علاوة على ذلك ، تم تحقيق تصوير دوبلر المتزامن في الوقت الفعلي. يتم سرد أدوات البرمجيات المستخدمة في هذا البحث في جدول المواد.
1. جمع البيانات وإعدادها
- باستخدام جهاز الموجات فوق الصوتية المحمول باليد ، ضع محول المصفوفة الخطي بشكل عرضي على رقبة المريض لتصوير الغدة الدرقية في المستوى المقطعي. حرك المسبار ببطء وثبات على طول الغدة الدرقية مع الحفاظ على اتصال المسبار وتوجيهه.
- احصل على سلسلة من الصور المستعرضة في الوضع B التي تصور مورفولوجيا الغدة الدرقية بمعدل إطارات يبلغ 33 هرتز.
- في الوقت نفسه ، قم بتطبيق دوبلر ملون للكشف عن تدفق الدم في الغدة والأوعية الدموية. المسح من قطبي الغدة الدرقية العلوي إلى السفلي لتغطية الغدة بأكملها. يتكون تسلسل التصوير الديناميكي الناتج من شرائح عرضية متتالية تشكل مجموعتين من بيانات 4D.
- تحميل وتصفح بيانات الموجات فوق الصوتية 4D B-mode
- انسخ جميع بيانات DICOM إلى دليل عمل مخصص.
ملاحظة: دليل العمل هو نفسه في كل من نظام التشغيل و MATLAB. اضغط على Enter بعد كتابة كل سطر لتشغيل الأمر في MATLAB.
- قم باستيراد ملف بيانات الولايات المتحدة في الوضع B إلى MATLAB باستخدام وظيفة dicomread ، واستخدم وظيفة الحجم لعرض أبعاد البيانات.
- افتح MATLAB على الكمبيوتر.
- في نافذة الأوامر ، اكتب:
VB0 = ديكومريد ('fname.dcm');
حيث يمكن استبدال "fname.dcm" باسم الملف الفعلي لبيانات DICOM. سيقرأ هذا في ملف DICOM ويخزن بيانات الصورة في المتغير VB0.
- لعرض حجم البيانات المحملة، اكتب:
الحجم (VB0) ،
ملاحظة: كانت أبعاد البيانات 4D المستوردة هنا 768 بكسل × 1024 بكسل × 3 × 601 طبقة. يتوافق 768 بكسل × 1024 بكسل × 3 مع صورة RGB قياسية ، حيث يتم تمثيل كل بكسل بثلاث قنوات بعمق 24 بت. تشير الطبقات 601 إلى إجمالي عدد الشرائح الممسوحة ضوئيا.
- قم باستدعاء الدالة US_B_Show لتحويل بيانات مصفوفة 4D إلى تسلسل فيديو مستمر بتدرج الرمادي ليتم تشغيله باستمرار لإجراء فحص مفصل (انظر الشكل 1).
- لتحويل مصفوفة بيانات الموجات فوق الصوتية 4D VB0 المستوردة في الخطوة 1.4.2.2 باستخدام وظيفة dicomread في ملفات DICOM إلى تسلسل فيديو بتدرج الرمادي يتم تشغيله باستمرار ، اتصل بالدالة US_B_Show عن طريق كتابة الأمر التالي في نافذة أوامر MATLAB:
US_B_Show(VB0)
حيث VB0 هو متغير مصفوفة 4D الذي يحتوي على بيانات الموجات فوق الصوتية المستوردة مسبقا.
- تعرض واجهة المستخدم الرسومية في الشكل 1 أزرار التشغيل للإيقاف المؤقت والتقديم والإرجاع وما إلى ذلك.
- اضغط على زر التشغيل لبدء تشغيل الفيديو المستمر لتسلسل الإطار. استخدم أيقونات أداة التحكم في الإيقاف المؤقت والتشغيل للتنقل المرن لأي إطار. استخدم أزرار التكبير / التصغير لتكبير الصور أو تصغيرها ديناميكيا أثناء التشغيل وزر التكبير الافتراضي لإعادة التعيين إلى عرض 1x الأصلي.
- انقر فوق الزر فحص قيم البكسل وحرك الماوس فوق منطقة لتراكب الشعيرات المتصالبة بإحداثيات البكسل وكثافتها للتحليل المترجم.
ملاحظة: تتيح عناصر التحكم التفاعلية هذه فحصا مرنا لخصائص بيانات الموجات فوق الصوتية عبر المكان والزمان.
- تحميل وتصفح بيانات الموجات فوق الصوتية دوبلر الملونة 4D
- قم باستيراد ملف بيانات الموجات فوق الصوتية دوبلر الملون إلى MATLAB باستخدام وظيفة dicomread ، واستخدم وظيفة الحجم لعرض أبعاد البيانات.
ملاحظة: كانت أبعاد البيانات 4D المستوردة هنا 768 بكسل × 1024 بكسل × 3 × 331 طبقة. تتوافق 768 بكسل × 1024 بكسل × 3 مع صورة RGB قياسية ، مع تمثيل الأحمر والأزرق لتدفق الدم في اتجاهات مختلفة. تشير الطبقات ال 331 إلى إجمالي عدد الشرائح الممسوحة ضوئيا.
- استخدم الدالة US_C_Show لتحويل بيانات مصفوفة 4D إلى تسلسل فيديو ملون مستمر ليتم تشغيله بشكل مستمر لإجراء فحص مفصل (انظر الشكل 2).
ملاحظة تحتوي واجهة المستخدم الرسومية في الشكل 2 على نفس مجموعة عناصر التحكم والعمليات التفاعلية كما هو موضح سابقا في الخطوة 1.4.4 للشكل 1.
2. مراقبة متزامنة للوضع B والموجات فوق الصوتية دوبلر الملونة
ملاحظة: تحتوي بيانات الموجات فوق الصوتية 4D B-Mode الموضحة في الشكل 1 وبيانات الموجات فوق الصوتية دوبلر الملونة 4D الموضحة في الشكل 2 على نفس الطوابع الزمنية المطلقة في البعد الرابع على طول المحور الزمني. يتم تسجيل هذا الحقل في بيانات تعريف DICOM ك FrameTimeVector. بناء على قيم الوقت في هذا الحقل ، يمكن مزامنة الشكل 1 والشكل 2 في الوقت الفعلي.
- بعد قراءة الملفين 4D باستخدام الأمر dicomread ، قم بتنفيذ الدالة Synchronize_B_C باستخدام المصفوفتين 4D كمدخلات.
ملاحظة: يوضح الشكل 3 الفيديو الناتج الذي لا يزال من الممكن تشغيله باستمرار. الفرق الآن هو أن بيانات الموجات فوق الصوتية 4D B-Mode وبيانات الموجات فوق الصوتية دوبلر الملونة 4D تتم مزامنتها في الوقت الفعلي داخل نفس إطارات الفيديو. تحتوي واجهة المستخدم الرسومية في الشكل 3 على نفس مجموعة عناصر التحكم والعمليات التفاعلية كما هو موضح سابقا في الخطوة 1.4.4 للشكل 1.
3. إعادة بناء ثلاثية متزامنة للغدة الدرقية
ملاحظة: لتمكين توطين أكثر دقة وقياس الآفات ، أجرت هذه الدراسة إعادة بناء ثلاثية المستويات للغدة الدرقية من بيانات الموجات فوق الصوتية 4D المكتسبة ، مع التفاعل في الوقت الفعلي. وهذا يسمح للأطباء بتحديد الآفات بسرعة وبدقة ، ووضع أساس متين للقياس الكمي اللاحق للمناطق المتضررة.
- اتصل بالدالة thyroid_triplanar باستخدام بيانات الموجات فوق الصوتية ذات الوضع B 4D من الشكل 1 كمدخلات لاشتقاق المستويات المتعامدة الثلاثة (الإكليلية والسهمية والمحورية) كما هو موضح في الشكل 4.
- يتيح تفاعل الشعيرات المتصالبة في الشكل 4 الفحص في الوقت الفعلي لأجزاء مختلفة من الغدة الدرقية. انقر واسحب مركز التقاطع لإجراء فحص 3D تعسفي لتشريح الغدة الدرقية الذي أعيد بناؤه من الموجات فوق الصوتية.
ملاحظة: تتيح واجهة المستخدم الرسومية في الشكل 4 أيضا ضبط نطاق كثافة التدرج الرمادي والتباين والسطوع لطرق العرض ثلاثية المستويات.
- اضغط على زر الماوس الأيسر واسحبه فوق أي منطقة من الصور لتعديل مستويات السطوع والتباين في الوقت الفعلي. حرر زر الماوس لتأكيد التعديلات وإنهائها.
4. إعادة الإعمار الثلاثي المتزامن لمجال تدفق الدم 3D
ملاحظة: إعادة بناء وجهات النظر الثلاثية المتزامنة لمجال تدفق الدم 3D استنادا إلى بيانات الموجات فوق الصوتية دوبلر الملونة 4D مهم أيضا سريريا لتوصيف التهاب الغدة الدرقية هاشيموتو (HT).
- اتصل بالدالة thyroid_3D_blood باستخدام بيانات الموجات فوق الصوتية في وضع 4D C من الشكل 2 كمدخلات لاشتقاق المستويات المتعامدة الثلاثة (الإكليلية والسهمية والمحورية) كما هو موضح في الشكل 5.
- يتيح تفاعل الشعيرات المتصالبة في الشكل 5 الفحص في الوقت الفعلي لأجزاء مختلفة من الغدة الدرقية. انقر واسحب مركز التقاطع لإجراء فحص 3D تعسفي لتشريح الغدة الدرقية الذي أعيد بناؤه من الموجات فوق الصوتية.
ملاحظة: تتيح واجهة المستخدم الرسومية في الشكل 5 أيضا ضبط نطاق كثافة التدرج الرمادي والتباين والسطوع لطرق العرض ثلاثية المستويات.
- اضغط على زر الماوس الأيسر واسحبه فوق أي منطقة من الصور لتعديل مستويات السطوع والتباين في الوقت الفعلي. حرر زر الماوس لتأكيد التعديلات وإنهائها.
5. تزامن وجهات النظر الثلاثية المستوى B وطرق العرض ثلاثية المستويات دوبلر الملونة
ملاحظة: بناء على المناظر ثلاثية المستويات الموضحة في الشكل 4 ، فإن مزامنة صور تدفق دوبلر الملونة المقابلة مع مواقع الآفة ستسهل بلا شك تشخيص وقياس التقدم المرضي في التهاب الغدة الدرقية هاشيموتو (HT).
- اسحب تفاعل التقاطع في الشكل 4 لتحديد موقع منطقة الاهتمام ، وقم بتنفيذ US_B2C للحصول على الموقع المقابل في طرق عرض دوبلر ثلاثية المستويات الملونة.
- اسحب تفاعل التقاطع في الشكل 5 لتحديد موقع منطقة الاهتمام ، وقم بتنفيذ US_C2B للحصول على الموقع المقابل في طرق العرض ثلاثية المستويات في الوضع B.
ملاحظة: يضع الشكل 6 أساسا متينا بالموجات فوق الصوتية للتوطين الدقيق والتشخيص النهائي لآفات التهاب الغدة الدرقية (HT) في هاشيموتو.