כאן אנו מציגים טכניקת אולטרסאונד 5D המשלבת שחזור תלת ממדי רב מישורי ואיחוי דופלר צבע, המאפשר הדמיה סינכרונית של מידע מבני ותפקודי של בלוטת התריס. על ידי מזעור שטחים מתים, שיטה זו מאפשרת לוקליזציה מהירה ומדויקת של נגעים כדי לשפר את דיוק האבחון, במיוחד לטובת מטפלים מתחילים.
מאמר שיטה
שחזור תלת-מישורי סינכרוני משולב עם מיפוי דופלר צבע ללוקליזציה מדויקת ומהירה של נגעי בלוטת התריס
במאמר זה
סיכום
תקציר
מאמר זה מציע טכניקה חדשנית לבדיקת בלוטת התריס המבוססת על שחזור סינכרוני חמישה ממדי (5D) של נתוני אולטרסאונד. הרצפים הטמפורליים הגולמיים משוחזרים לנתונים נפחיים תלת-ממדיים המשקפים מבנה אנטומי. הדמיה תלת-מישורית משלושה מישורים אורתוגונליים מתממשת כדי לספק בדיקה שיטתית של הבלוטה כולה. הדמיית דופלר צבע משולבת בכל פרוסה תלת-מישורית כדי למפות שינויים בכלי הדם. היתוך רב-מודאלי זה מאפשר תצוגה סינכרונית של מידע מבני, פונקציונלי וזרימת דם במרחב ה-5D המשוחזר. בהשוואה לסריקה קונבנציונלית, טכניקה זו מציעה את היתרונות של אבחון לא מקוון גמיש, תלות מופחתת בסריקה, פרשנות אינטואיטיבית משופרת והערכה מקיפה מרובת היבטים. על ידי מזעור טעויות פיקוח, זה יכול לשפר את דיוק האבחון, במיוחד עבור מתרגלים מתחילים. שיטת האיחוי ה5D המוצעת מאפשרת לוקליזציה מהירה ומדויקת של נגעים לגילוי מוקדם. עבודה עתידית תחקור שילוב עם סמנים ביוכימיים כדי לשפר עוד יותר את דיוק האבחון. לטכניקה ערך קליני רב לקידום בדיקת בלוטת התריס.
מבוא
השימוטו של בלוטת התריס (HT), ההפרעה האוטואימונית השכיחה ביותר של בלוטת התריס (AITD), היא הגורם המוביל לתת-פעילות של בלוטת התריס באזורים המכילים מספיק יוד בעולם1. הוא מאופיין על ידי הסננה לימפוציטית נוגדנים עצמיים נגד אנטיגנים בלוטת התריס, המוביל להרס של אדריכלות בלוטת התריס היפותירואידיזם2. בימוי של HT נועד להעריך את חומרת הטיפול ולהנחות אותו. הוא מסתמך על שילוב של סמנים ביוכימיים כגון הורמון מגרה בלוטת התריס (TSH) ונוגדנים עצמייםשל בלוטת התריס 3, כמו גם תכונות אולטראסונוגרפיות הנראות באולטרסאונד בלוטת התריס 4,5,6.
בבדיקת אולטרסאונד, HT מדגים ממצאים אופייניים, כולל ירידה דיפוזית באקוגניות, אקו מרקם הטרוגני, מיקרונודולריות וזרימת דם מוגברת על צבע דופלר 6,7. עם זאת, אולטרסאונד קונבנציונלי דו-ממדי (2D) בגווני אפור חסר שיטות כמותיות לניתוח שיטתי של תכונות אלה עבור היערכות HT8. הערכת השינויים בכלי הדם מוגבלת גם לבדיקה חזותית איכותית במצב דו-ממדי. הארכיטקטורה התלת-ממדית (3D) המורכבת של בלוטת התריס מעכבת עוד יותר הערכה יסודית באמצעות חיתוך דו-ממדי קונבנציונלי 9,10. גורמים אלה מובילים להדמיית שטחים מתים ופרשנות שגויה, וכתוצאה מכך רגישות וספציפיות נמוכות, במיוחד עבור מתרגלים פחות מנוסים11,12.
סריקת אולטרסאונד ידנית קונבנציונלית משלבת רכישה ואבחון בזמן אמת. הסתמכות משולבת זו על זרימת עבודה מגדילה את הסבירות לשגיאות פיקוח במהלך הסריקה. היעדר לוקליזציה מרחבית ומעקב הופך גם את זיהוי הנגעים והניטור ללא מדויקים12,13. מערכות אולטרסאונד תלת ממדיות ייעודיות התפתחו כדי להתמודד עם מגבלות אלה והראו תוצאות מבטיחות14,15. עם זאת, רוב טכנולוגיות האולטרסאונד התלת-ממדי דורשות מנגנוני סריקה מכניים מורכבים ומתמרים מיוחדים, מה שמוביל לעלויות גבוהות וחסמים לאימוץ.
כדי להתגבר על המגבלות של טכניקות אולטרסאונד דו-ממדיות ותלת-ממדיות קונבנציונליות, מחקר זה מציע פתרון שחזור והדמיה תלת-ממדי חדשני המותאם לבדיקת בלוטת התריס. באמצעות אולטרסאונד ידני זמין באופן נרחב, נרכשים תחילה מטאטא דו-ממדי מרובים כדי לסרוק את בלוטת התריס כולה. שחזור נפחי תלת-ממדי מתממש לאחר מכן על ידי רישום מרחבי ואיחוי של הרצפים הדו-ממדיים. במקביל, מסגרות דופלר צבעוניות נרשמות יחד כדי ליצור מפות כלי דם הממחישות שינויים בזרימת הדם. נפחי האפור התלת-ממדיים המשוחזרים ומפות כלי הדם הצבעוניים משולבים לבסוף בפלטפורמה אחת, ומאפשרים הדמיה רב-מישורית מסונכרנת ובדיקה מבנית-תפקודית משולבת.
טכניקת איחוי תלת-ממדית מוצעת זו מספקת הערכה שיטתית ומקיפה של המורפולוגיה המורכבת של בלוטת התריס מהיבטים שונים. על ידי מזעור שטחים מתים והפעלת סקירה כללית גלובלית, זה יכול לעזור לשפר את דיוק האבחון ולהפחית טעויות פיקוח, במיוחד לטובת מתרגלים מתחילים. ההדמיה הרב-מודאלית מאפשרת גם לוקליזציה מהירה ומדויקת של נגעים, וטומנת בחובה הבטחה לאבחון מוקדם וטיפול בגושים ובגידולים בבלוטת התריס. יתר על כן, השיטה מציגה ניתוח תכונות תלת ממדי כמותי שלא נחקר עבור היערכות HT בעבר. עם אימוץ רחב, יש לו פוטנציאל לתקנן ולהחפצן את הליכי אבחון האולטרסאונד תלויי הניסיון הנוכחיים. על ידי שילוב סינרגטי של שחזור תלת-ממדי ידני, מיזוג רב-מודאלי, ניתוח תכונות כמותי והדמיה גמישה בתהליך עבודה יעיל, טכניקה זולה וקלה לשימוש זו מייצגת קפיצה עוצמתית מבחינה אבחנתית מאולטרסאונד דו-ממדי קונבנציונלי לקידום בדיקת בלוטת התריס.
פרוטוקול
מחקר זה אושר על ידי מועצת הסקירה המוסדית של בית החולים Sunsimiao המסונף לאוניברסיטת בייג'ינג לרפואה סינית. החולה גויס מהמחלקה לבלוטת התריס, בית החולים Sunsimiao. המטופלת עברה בדיקת אולטרסאונד של בלוטת התריס ונתנה הסכמה מדעת למחקר. במחקר זה, נעשה שימוש בנתוני אולטרסאונד 4D שנרכשו באמצעות מכשיר כף יד כדי לשחזר תצוגות תלת-מישוריות של בלוטת התריס. יתר על כן, הושגה הדמיית דופלר צבע סינכרונית בזמן אמת. כלי התוכנה המשמשים במחקר זה מפורטים בטבלת החומרים.
1. איסוף נתונים והכנתם
- באמצעות מכשיר אולטרסאונד ידני נייד, הניחו את מתמר המערך הליניארי באופן רוחבי על צוואר המטופל כדי לדמות את בלוטת התריס במישור החתך. החליקו את הבדיקה לאט ובהתמדה לאורך בלוטת התריס תוך שמירה על מגע וכיוון של הבדיקה.
- קבל רצף של תמונות רוחביות במצב B הממחישות מורפולוגיה של בלוטת התריס בקצב פריימים של 33 הרץ.
- במקביל, יש למרוח דופלר צבע כדי לזהות את זרימת הדם בבלוטה ובכלי הדם. יש לסרוק מהקוטב העליון עד לקוטבי בלוטת התריס הנחותים כדי לכסות את כל הבלוטה. רצף ההדמיה הדינמי שנוצר מורכב מפרוסות רוחביות עוקבות היוצרות שתי ערכות נתונים 4D.
- טעינה וגלישה של נתוני אולטרסאונד 4D B-mode
- העתק את כל נתוני DICOM לספריית עבודה מותאמת אישית.
הערה: ספריית העבודה זהה הן במערכת ההפעלה והן ב- MATLAB. הקש Enter לאחר הקלדת כל שורה כדי להפעיל את הפקודה ב- MATLAB. - ייבא את קובץ הנתונים US במצב B ל- MATLAB באמצעות הפונקציה dicomread , והשתמש בפונקציה size כדי להציג את ממדי הנתונים.
- פתחו את MATLAB במחשב.
- בחלון הפקודה , הקלד:
VB0 = dicomread('fname.dcm');
כאשר ניתן להחליף את 'fname.dcm' בשם הקובץ האמיתי של נתוני DICOM. פעולה זו תקרא בקובץ DICOM ותאחסן את נתוני התמונה במשתנה VB0. - כדי להציג את גודל הנתונים שנטענו, הקלד:
גודל (VB0),
הערה: נתוני 4D שיובאו לכאן היו בממדים של 768 פיקסלים x 1024 פיקסלים x 3 x 601 שכבות. 768 פיקסלים x 1024 פיקסלים x 3 תואמים לתמונת RGB רגילה, שבה כל פיקסל מיוצג על-ידי שלושה ערוצים עם עומק של 24 סיביות. 601 השכבות מציינות את המספר הכולל של פרוסות סרוקות.
- התקשר לפונקציה US_B_Show כדי להמיר את נתוני המטריצה הארבע-ממדית לרצף וידאו רציף בגווני אפור שיושמע ברציפות לבדיקה מפורטת (ראה איור 1).
- כדי להמיר מטריצת נתוני אולטרסאונד 4D VB0 זו שיובאה בשלב 1.4.2.2 באמצעות הפונקציה dicomread בקובצי DICOM לרצף וידאו בגווני אפור הפועל ברציפות, התקשר לפונקציה US_B_Show על-ידי הקלדת הפקודה הבאה בחלון הפקודה של MATLAB:
US_B_Show(VB0)
כאשר VB0 הוא משתנה המטריצה ה-4D המכיל את נתוני האולטרסאונד שיובאו בעבר.
- כדי להמיר מטריצת נתוני אולטרסאונד 4D VB0 זו שיובאה בשלב 1.4.2.2 באמצעות הפונקציה dicomread בקובצי DICOM לרצף וידאו בגווני אפור הפועל ברציפות, התקשר לפונקציה US_B_Show על-ידי הקלדת הפקודה הבאה בחלון הפקודה של MATLAB:
- ממשק המשתמש הגרפי באיור 1 מציג לחצני הפעלה להשהיה, קדימה, אחורה וכו'.
- לחצו על כפתור ההפעלה כדי להתחיל הפעלת וידאו רציפה של רצף המסגרות. השתמש בסמלי כלי בקרת ההשהיה וההפעלה לניווט גמיש בכל מסגרת. השתמשו בלחצני ההגדלה/הקטנה כדי להגדיל או למזער באופן דינמי את התמונות במהלך ההפעלה, ובלחצן ברירת המחדל של זום כדי לאפס לתצוגה המקורית של 1x.
- לחץ על הלחצן בדוק ערכי פיקסלים והזז את העכבר מעל אזור כדי לכסות על כוונת עם קואורדינטות ועוצמות פיקסלים לניתוח מקומי.
הערה: בקרות אינטראקטיביות אלה מאפשרות בדיקה גמישה של מאפייני נתוני אולטרסאונד הן במרחב והן בזמן.
- העתק את כל נתוני DICOM לספריית עבודה מותאמת אישית.
- טעינה וגלישה של נתוני אולטרסאונד דופלר בצבע 4D
- ייבאו את קובץ נתוני האולטרסאונד של דופלר הצבע ל- MATLAB באמצעות הפונקציה dicomread , והשתמשו בפונקציית הגודל כדי להציג את מידות הנתונים.
הערה: נתוני 4D שיובאו לכאן היו ממדים של 768 פיקסלים x 1024 פיקסלים x 3 x 331 שכבות. 768 פיקסלים x 1024 פיקסלים x 3 תואמים לתמונת RGB סטנדרטית, כאשר אדום וכחול מייצגים את זרימת הדם בכיוונים שונים. 331 השכבות מציינות את המספר הכולל של פרוסות סרוקות. - השתמש בפונקציה US_C_Show כדי להמיר את נתוני המטריצה הארבע-ממדית לרצף וידאו צבעוני רציף שיושמע ברציפות לבדיקה מפורטת (ראה איור 2).
הערה: ממשק המשתמש הגרפי באיור 2 כולל את אותה קבוצה של פקדים ופעולות אינטראקטיביים כפי שתואר קודם לכן בשלב 1.4.4 עבור איור 1.
- ייבאו את קובץ נתוני האולטרסאונד של דופלר הצבע ל- MATLAB באמצעות הפונקציה dicomread , והשתמשו בפונקציית הגודל כדי להציג את מידות הנתונים.
2. תצפית סינכרונית של מצב B ואולטרסאונד דופלר צבע
הערה: נתוני האולטרסאונד 4D B-Mode המוצגים באיור 1 ונתוני האולטרסאונד 4D Color Doppler המוצגים באיור 2 מכילים את אותן חותמות זמן מוחלטות בממד הרביעי לאורך ציר הזמן. שדה זה נרשם במטה-נתונים של DICOM כ- FrameTimeVector. בהתבסס על ערכי הזמן בשדה זה, איור 1 ואיור 2 יכולים להיות מסונכרנים בזמן אמת.
- לאחר קריאת שני קבצי 4D באמצעות הפקודה dicomread , בצע את הפונקציה Synchronize_B_C עם שתי המטריצות ה- 4D כקלט.
הערה: איור 3 מציג את הווידאו שנוצר שעדיין ניתן להפעיל ברציפות. ההבדל כעת הוא שנתוני האולטרסאונד 4D B-Mode ונתוני האולטרסאונד 4D Color Doppler מסונכרנים בזמן אמת בתוך אותן מסגרות וידאו. ממשק המשתמש הגרפי באיור 3 כולל את אותה קבוצה של פקדים ופעולות אינטראקטיביים כפי שתואר קודם לכן בשלב 1.4.4 עבור איור 1.
3. שחזור תלת-מישורי סינכרוני לבלוטת התריס
הערה: כדי לאפשר לוקליזציה וכימות מדויקים יותר של נגעים, מחקר זה ביצע שחזור תלת-מישורי של בלוטת התריס מנתוני אולטרסאונד 4D שנרכשו, עם אינטראקטיביות בזמן אמת. זה מאפשר לרופאים לאתר נגעים במהירות ובדייקנות, ולהניח בסיס מוצק לכימות הבא של האזורים הפגועים.
- קראו לפונקציית thyroid_triplanar עם נתוני האולטרסאונד במצב B 4D מאיור 1 כקלט כדי לגזור את שלושת המישורים האורתוגונליים (קורונלי, קשת וצירית) כפי שמוצג באיור 4.
- האינטראקציה על הכוונת באיור 4 מאפשרת בדיקה בזמן אמת של חלקים שונים של בלוטת התריס. לחץ וגרור את מרכז הכוונת לבדיקה תלת ממדית שרירותית של האנטומיה של בלוטת התריס ששוחזרה מאולטרסאונד.
הערה: ממשק המשתמש הגרפי באיור 4 מאפשר גם כוונון של טווח העוצמה, הניגודיות והבהירות של גווני האפור של התצוגות התלת-מישוריות. - לחץ וגרור את לחצן העכבר השמאלי מעל אזור כלשהו בתמונות לשינוי בזמן אמת של רמות הבהירות והניגודיות. שחרר את לחצן העכבר כדי לאשר ולסיים את ההתאמות.
4. שחזור תלת-מישורי סינכרוני לשדה זרימת דם תלת-ממדי
הערה: שחזור התצוגות התלת-מישוריות הסינכרוניות עבור שדה זרימת הדם התלת-ממדי בהתבסס על נתוני אולטרסאונד דופלר בצבע 4D חשוב גם מבחינה קלינית לאפיון דלקת בלוטת התריס של השימוטו (HT).
- קראו לפונקציית thyroid_3D_blood עם נתוני האולטרסאונד במצב C 4D מאיור 2 כקלט כדי לגזור את שלושת המישורים האורתוגונליים (קורונלי, קשת וצירית) כפי שמוצג באיור 5.
- האינטראקציה על הכוונת באיור 5 מאפשרת בדיקה בזמן אמת של חלקים שונים של בלוטת התריס. לחץ וגרור את מרכז הכוונת לבדיקה תלת ממדית שרירותית של האנטומיה של בלוטת התריס ששוחזרה מאולטרסאונד.
הערה: ממשק המשתמש הגרפי באיור 5 מאפשר גם כוונון של טווח העוצמה, הניגודיות והבהירות של התצוגות התלת-מישוריות בגווני אפור. - לחץ וגרור את לחצן העכבר השמאלי מעל אזור כלשהו בתמונות לשינוי בזמן אמת של רמות הבהירות והניגודיות. שחרר את לחצן העכבר כדי לאשר ולסיים את ההתאמות.
5. סנכרון של תצוגות תלת-מישוריות במצב B ותצוגות דופלר תלת-מישוריות צבעוניות
הערה: בהתבסס על התצוגות התלת-מישוריות המוצגות באיור 4, סנכרון תמונות זרימת דופלר בצבע המתאים למיקומי הנגעים יקל ללא ספק על האבחון והכימות של ההתקדמות הפתולוגית בדלקת בלוטת התריס של השימוטו (HT).
- גררו את הכוונת באיור 4 כדי לאתר את אזור העניין, ובצעו US_B2C כדי לקבל את המיקום המתאים בתצוגות התלת-מישוריות של דופלר הצבעוני.
- גררו את הכוונת באיור 5 כדי לאתר את אזור העניין, ובצעו US_C2B כדי לקבל את המיקום המתאים בתצוגות התלת-מישוריות במצב B.
הערה: איור 6 מניח בסיס אולטרה-סונוגרפי מוצק ללוקליזציה מדויקת ולאבחון סופי של נגעי בלוטת התריס של השימוטו (HT).
תוצאות
כפי שניתן לראות בממשק המשתמש הגרפי (GUI) באיור 1 ובאיור 2, ניתן לבדוק את רצף סריקת האולטרסאונד באופן רציף. עם זאת, בדיקה דו-ממדית זו מסתמכת במידה רבה על הידע האנטומי של בלוטת התריס כדי לשחזר מנטלית את מיקום הנגע, דבר מאתגר עבור טירונים וגורם לחוסר עקביות כמותית. איור 3 ממזג את גווני האפור במצב B עם תמונות זרימת דופלר צבעוניות כדי לאפשר בדיקה מושכלת יותר בסריקות הדו-ממדיות.
כדי לאפשר הערכה מקיפה ואמינה של הפרעות בבלוטת התריס, איור 4 מראה את ההתפלגות המרחבית התלת-ממדית של עוצמות מצב B, ואילו איור 5 מציג את מפת כלי הדם התלת-ממדית המשוחזרת מנתוני דופלר צבע. כפי שמודגם בממשק המשתמש הגרפי (איור 6), מתבצעת הדמיה מסונכרנת של המידע המבני והפונקציונלי לאורך שלושה מישורים אורתוגונליים. רופאים יכולים לבדוק ברציפות את חתכי הרוחב הרב-מישוריים של תמונות בגווני אפור של בלוטת התריס ואת תמונות זרימת הדם המתאימות. שילוב חלק זה של שיטות משלימות יכול למלא תפקיד מרכזי במיקום מדויק ובקביעת חומרת הפתולוגיות של בלוטת התריס.
אם נפחי גווני אפור תלת-ממדיים ונפחי דופלר צבע תלת-ממדיים הם למעשה נתונים 4D המשתרעים על פני הממדים המרחביים והפתולוגיים, קישור האינטראקציה ביניהם בין שתי ההדמיות התלת-מישוריות המסונכרנות יכול להעצים את בלוטת התריס לאתר במהירות נגעים במרחב 5D מאוחד ולספק אבחנות מדויקות המבוססות על עוצמת המפרקים ודפוסי הזרימה.
איור 1: לולאות וידאו רוחביות של אולטרסאונד במצב B. מסגרות עוקבות במצב B שנרכשו על ידי סריקה רוחבית רציפה מראות מורפולוגיה של בלוטת התריס. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: לולאות וידאו של אולטרסאונד דופלר בצבע רוחבי. מסגרות דופלר צבעוניות עוקבות המתקבלות בסריקה רוחבית חושפות מאפייני זרימת דם ברקמת בלוטת התריס. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: אולטרסאונד מסונכרן מסוג B ודופלר. וידאו משולב המציג באופן סינכרוני את מבנה בלוטת התריס (גווני אפור) ואת זרימת הדם (כיסוי צבעוני). כיסוי דופלר הצבע מתאר את כיוון ומהירות הזרימה באמצעות סקאלת צבע אדום מציין זרימה לכיוון המתמר; כחול מציין זרימה הרחק מהמתמר. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: תצוגות תלת-מישוריות שחולצו מאולטרסאונד במצב B. מישורי קורונל, קשת וציר אורתוגונליים משוחזרים מסריקות 4D במצב B באמצעות הדמיה תלת-מישורית. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5: תצוגות תלת-מישוריות שחולצו מאולטרסאונד דופלר. מישורי העטרה, הקשת והצירים האורתוגונליים משוחזרים מסריקות דופלר 4D כדי למפות את מאפייני זרימת הדם ברקמת בלוטת התריס. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 6: תצוגות תלת-מישוריות מסונכרנות הממזגות נתונים מבניים וכלי דם. שחזור רב-מישורי משולב המסנכרן נתוני מצב B ודופלר כדי לאפשר בדיקה מורפולוגית ותפקודית משולבת. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
דיון
שלבים קריטיים בפרוטוקול
בעוד שלאיור 1 ולאיור 2 יש ערך לבדיקה ואבחון, קביעת מיקום הנגע ותצוגות מנקודות מבט אחרות דורשת ניסיון מומחה. לאבחון של דלקת בלוטת התריס של השימוטו (HT), סנכרון איור 1 ואיור 2 בזמן אמת הוא גם שלב חשוב וקריטי. פרוטוקול שלב 3.3 הוא אחד השלבים העיקריים שבו, כפי שמוצג באיור 4, הרופא המטפל יכול לבחון באופן אינטראקטיבי חתכים שרירותיים של האנטומיה התלת-ממדית של בלוטת התריס. זה חיוני עבור לוקליזציה של נגעים וזיהוי אזורי רקמה חריגים. באופן מסורתי, סריקת אולטרסאונד ידנית מספקת רק תצוגות רוחביות דו-ממדיות. זה מוביל באופן בלתי נמנע לפיקוח על פרטים פתולוגיים תלת ממדיים עקב שטחים מתים. באופן דומה, שלב פרוטוקול 4.3 מייצר את מפת זרימת הדם התלת-ממדית, שהיא קריטית גם לאיתור מיקומי הנגעים. שלבי פרוטוקול 5.1 ו-5.2 מסנכרנים את התמונות המבניות והתפקודיות של בלוטת התריס, ומציידים את הרופאים בכלים דיגיטליים חכמים רבי עוצמה יותר לניהול מצבים מורכבים.
שינויים ופתרון בעיות
אם יתרחשו ממצאי שחזור, היקף טאטוא הרכישה עשוי להיות בלתי מספיק. סריקה חוזרת עם כיסוי מורחב יכולה להתגבר על כך. ניתן גם להתאים פרמטרים כגון ריווח פרוסות וגודל פיקסלים.
מגבלות השיטה
למרות שסריקת אולטרסאונד ידנית יכולה לקבל חותמות זמן לסנכרון מצבים שונים, היא חסרה לוקליזציה של בדיקות תלת-ממדיות בזמן אמת. לפיכך, רק הממדים הרוחביים משוחזרים במדויק במודלים של בלוטת התריס. מדידות כמותיות במישורים רוחביים מדויקות כיום, בעוד שתצוגות העטרה והקשת מסייעות ללוקליזציה פתולוגית אך יש להן קני מידה כמותיים לא אמינים כיום.
משמעויות ביחס לשיטות הקיימות
טכניקת אולטרסאונד 5D זו משפרת את הסריקה הדו-ממדית הקונבנציונלית בכך שהיא מאפשרת בדיקה מבנית רב-מישורית בשילוב עם מיפוי זרימת דם במרחב חזותי פנורמי. הוא מתגבר על מגבלות כמו תלות במפעיל, שטחים מתים ועמימות אבחנתית שנמשכת באולטרה-סאונד דו-ממדי. זרימת העבודה המוצעת מניחה בסיס איתן לסטנדרטיזציה ושינוי של שיטות העבודה התלויות בניסיון הנוכחיות לאבחון אולטרסאונד של מחלות בלוטת התריס.
יישומים פוטנציאליים
שיטה זו יכולה להיות מיושמת כדי למקם ולכמת במדויק גושים בלוטת התריס, גידולים, ונגעים דלקתיים כגון בלוטת התריס של השימוטו. הוא מספק רדיולוגים ומנתחים עם פרספקטיבות חזותיות משופרות להערכת פתולוגיה. לטכניקה פוטנציאל רב לסייע באבחון, תכנון טיפול והדרכה כירורגית. בנוסף, צוות המחקר מתכנן לשלב סמנים ביוכימיים עם צינור ניתוח 5D זה כדי לממש אבחון וכימות מדויקים מבוססי בינה מלאכותית עבור מחלות בלוטת התריס.
גילויים
כלי התוכנה לכימות מדויק של מחלות בלוטת התריס, המופיע בטבלת החומרים של מחקר זה כ-Thyroid Disease Precision Quantification V1.0, הוא תוצר של Beijing Intelligent Entropy Science &; Technology Co., Ltd. זכויות הקניין הרוחני של כלי תוכנה זה שייכות לחברה. למחברים אין ניגודי עניינים להצהיר.
תודות
פרסום זה קיבל תמיכה מתוכנית המחקר והפיתוח של מחוז שאאנשי: 2023-ZDLSF-56 ומבניית צוות "מדען + מהנדס" של מחוז שאאנשי: 2022KXJ-019.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| MATLAB | MathWorks | 2023ב | מחשוב וויזואליזציה |
| כלים לכימות דיוק של מחלות בלוטת התריס | אנטרופיה אינטליגנטית | בלוטת התריס-3D V1.0 | בייג'ינג אנטרופיה אינטליגנטית מדע & Technology Co Ltd. מידול למחלות בלוטת התריס |
מקורות
- Ragusa, F., et al. Hashimotos' thyroiditis: Epidemiology, pathogenesis, clinic and therapy. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 33 (6), 101367(2019).
- Ralli, M., et al. Hashimoto's thyroiditis: An update on pathogenic mechanisms, diagnostic protocols, therapeutic strategies, and potential malignant transformation. Autoimmun Rev. 19 (10), 102649(2020).
- Soh, S., Aw, T. Laboratory testing in thyroid conditions - pitfalls and clinical utility. Ann Lab Med. 39 (1), 3-13 (2019).
- Cansu, A., et al. Diagnostic value of 3D power Doppler ultrasound in the characterization of thyroid nodules. Turk J Med Sci. 49, 723-729 (2019).
- Haugen, B. R., et al. 2015 American Thyroid Association Management Guidelines for adult patients with thyroid nodules and differentiated thyroid cancer: The American Thyroid Association Guidelines Task Force on Thyroid Nodules and Differentiated Thyroid Cancer. Thyroid. 26 (1), 1-133 (2016).
- Acharya, U. R., et al. Diagnosis of Hashimoto's thyroiditis in ultrasound using tissue characterization and pixel classification. Proc Inst Mech Eng H. 227 (7), 788-798 (2013).
- Zhang, Q., et al. Deep learning to diagnose Hashimoto's thyroiditis from sonographic images. Nat Commun. 13 (1), 3759(2022).
- Huang, J., Zhao, J. Quantitative diagnosis progress of ultrasound imaging technology in thyroid diffuse diseases. Diagnostics. 13 (4), 700(2023).
- Gasic, S., et al. Relationship between low vitamin D levels with Hashimoto thyroiditis. Srp Arh Celok Lek. 151 (5-6), 296-301 (2023).
- Sultan, S. R., et al. Is 3D ultrasound reliable for the evaluation of carotid disease? A systematic review and meta-analysis. Med Ultrason. 25 (2), 216-223 (2023).
- Arsenescu, T., et al. 3D ultrasound reconstructions of the carotid artery and thyroid gland using artificial-intelligence-based automatic segmentation-qualitative and quantitative evaluation of the segmentation results via comparison with CT angiography. Sensors. 23 (5), 2806(2023).
- Krönke, M., et al. Tracked 3D ultrasound and deep neural network-based thyroid segmentation reduce interobserver variability in thyroid volumetry. PLoS One. 17 (7), e0268550(2022).
- Hazem, M., et al. Reliability of shear wave elastography in the evaluation of diffuse thyroid diseases in children and adolescents. Eur J Radiol. 143, 109942(2021).
- Herickhoff, C. D., et al. Low-cost volumetric ultrasound by augmentation of 2D systems: design and prototype. Ultrasound Imaging. 40 (1), 35-48 (2017).
- Seifert, P., et al. Optimization of thyroid volume determination by stitched 3D-ultrasound data sets in patients with structural thyroid disease. Biomedicines. 11 (2), 381(2023).
הדפסות חוזרות והרשאות
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה