Name: Technika kwantyfikacji 3D do analizy rozkładu frakcji tłuszczowej wątroby przy użyciu rezonansu magnetycznego Dixona (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-10-20T15:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 37 s
Description: Poznaj technikę 3D Dixon MRI do precyzyjnej kwantyfikacji rozkładu tłuszczu w wątrobie. Ta metoda umożliwia dokładne rozróżnienie wzorców tłuszczu w zdrowej i stłuszczonej wątrobie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta publikacja otrzymała wsparcie od piątego krajowego programu identyfikacji wybitnych talentów klinicznych w tradycyjnej medycynie chińskiej, organizowanego przez Krajową Administrację Tradycyjnej Medycyny Chińskiej. Oficjalny link do sieci to'http://www.natcm.gov.cn/renjiaosi/zhengcewenjian/2021-11-04/23082.html.

Badanie zostało zatwierdzone, a pacjent został zrekrutowany z Oddziału Chorób Zakaźnych w Szpitalu Dongzhimen, Pekińskim Uniwersytecie Medycyny Chińskiej, w Pekinie, Chiny. Pacjent został poddany rutynowemu badaniu rezonansem magnetycznym Dixona jamy brzusznej po wyrażeniu świadomej zgody. W tym badaniu zastosowano podejście modelowania rozkładu 3D do rekonstrukcji frakcji tłuszczowej wątroby (LFF) u standardowego pacjenta z medycznie zdiagnozowanym stłuszczeniem wątroby. Ponadto badanie zapewnia ocenę ilościową porównującą wątrobę pacjenta ze zdrową wątrobą. Narzędzia programowe wykorzystane w tych badaniach są wymienione w Tabeli Materiałów.
1. Przygotowanie i zbieranie danych
UWAGA: Podejście badawcze nie ma wpływu na wariancję parametrów. W tym badaniu uzyskano autentyczne dane DICOM z obrazowania klinicznego. Dane uzyskano za pomocą aparatu MRI o natężeniu pola 1,5 Tesli. Zestaw danych składa się z czterech odrębnych faz pochodzących z sekwencji Dixona, w szczególności fazy w fazie, poza fazą, wody i tłuszczu.
<ol>
	<li>Sprawdź sekwencję Dixona dla górnej części brzucha.
	<ol>
		<li>Skopiuj wszystkie dane DICOM do dostosowanego katalogu roboczego. 
		UWAGA: Katalog roboczy jest taki sam zarówno w systemie operacyjnym, jak i w programie MATLAB.</li>
		<li>Przejdź do katalogu, w którym znajdują się dane w bieżącym katalogu roboczym MATLAB (jak pokazano w Rysunek 1).</li>
		<li>Upewnij się, że dane DIXON wyświetlają rozdzielczość poziomą 520 pikseli na 704 piksele, z odstępami między pikselami 0,5682 mm i grubością warstwy 5 mm.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Szybko sprawdź zdjęcia Dixona.
	<ol>
		<li>Zmień katalog, aby uzyskać dostęp do folderów dla różnych faz, w tym faz w fazie, fazy zewnętrznej, wody i tłuszczu, z których każda jest przechowywana w oddzielnych folderach dla obrazowania Dixon.</li>
		<li>Wykorzystaj funkcję Slice_View, aby wizualizować obrazy dla każdej fazy.</li>
		<li>Zobacz Rysunek 2, aby wyświetlić obraz interaktywnego graficznego interfejsu użytkownika (GUI) sekwencji MRI-Dixon. Użyj paska przewijania znajdującego się na dole graficznego interfejsu użytkownika, aby sprawnie poruszać się po różnych sekwencjach.</li>
		<li>Zastosuj sekwencję in-phase MRI-Dixon, aby poprawić opisy granic tkanki wątroby. 
		UWAGA: W Rysunek 2, można znaleźć ikony znajdujące się w prawym górnym rogu GUI. Ikony te oferują takie funkcje, jak pomniejszanie, powiększanie, powrót do widoku globalnego i oznaczanie współrzędnych wybranego piksela. Skorzystaj z funkcji powiększania, aby dokładnie przyjrzeć się miejscowym cechom zmian chorobowych.</li>
		<li>Użyj funkcji Oznacz współrzędne pikseli, aby obliczyć odległość między dwoma punktami, pomagając w pomiarze rozmiarów guzków.</li>
		<li>Początkowy pasek kolorów używa mapy kolorów Jet, która oznacza zmianę koloru z niebieskiego na czerwony, oznaczając odpowiednio niskie i wysokie wartości. Aby przełączyć się na standardową szarą mapę kolorów i zresetować cały graficzny interfejs użytkownika, kliknij prawym przyciskiem myszy pasek kolorów i wybierz opcję z menu podręcznego.</li>
		<li>Jeśli domyślne okno filtru nie jest odpowiednie, dostosuj je, przeciągając w górę iw dół na środku figury za pomocą lewego przycisku myszy, aby zmodyfikować poziom okna. Przeciągnięcie w lewo i w prawo dostosowuje szerokość okna, a dokładny zakres filtrowania zostanie pokazany na pasku kolorów. 
		UWAGA: Kolejne operacje skupią się na wykorzystaniu sekwencji w fazie DIXON do reprezentowania regionu 3D wątroby.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Ekstrakcja obszaru 3D wątroby
UWAGA: Aby obliczyć frakcję tłuszczu w wątrobie (LFF), każdy woksel w obszarze wątroby 3D działa jako nośnik przestrzenny, a jego wartość frakcji tłuszczowej pochodzi z danych MRI-Dixon. Przed obliczeniem LFF ważne jest, aby wyodrębnić obszar wątroby 3D. Chociaż metody głębokiego uczenia mogą osiągnąć to bardziej efektywnie, nacisk kładziony jest tutaj na wykorzystanie dojrzałych narzędzi programowych, takich jak MIMICS, do ekstrakcji regionu wątroby.
<ol>
	<li>Otwórz oprogramowanie MIMICS i wybierz Nowy projekt. W kolejnym oknie dialogowym odszukaj folder, w którym znajdują się obrazy DIXON Out-phase. Kontynuuj, klikając DALEJ, a następnie naciśnij Konwertuj, aby przejść do trybu edycji sekwencji.</li>
	<li>Wygeneruj pustą maskę, klikając Nowy w oknie dialogowym MASKA znajdującym się po prawej stronie i wybierz maksymalny próg.</li>
	<li>Użyj narzędzia Edytuj maski znajdującego się pod etykietą "Segment", aby wyznaczyć obszar wątroby we wszystkich widokach poziomych.</li>
	<li>Utwórz przestrzenną reprezentację 3D wątroby, wybierając przedstawioną wcześniej maskę wątroby i klikając Oblicz część z maski. Otrzymany obszar wątroby 3D zostanie przedstawiony (patrz Rysunek 3).</li>
	<li>Przejdź do pozycji Plik, a następnie wybierz pozycję Eksportuj i wybierz opcję DICOM. W wyskakującym oknie dialogowym wybierz maskę wątroby, określ ścieżkę i nazwy pliku, a następnie kliknij przycisk OK, aby wyeksportować region wątroby 3D do wyznaczonych plików DICOM.</li>
</ol>
3. Generowanie mapy frakcji tłuszczu (FF-Map)
UWAGA: Mapa frakcji tłuszczowej (FF-Map) ma zakres wartości 0-1. W tym badaniu FF każdego woksela oblicza się, dzieląc wartość woksela w fazie minus tylko woda przez wartość w fazie za pomocą rezonansu magnetycznego Dixona.
<ol>
	<li>Zmień katalog na folder obrazów w fazie i wybierz funkcję Volume_In, aby wygenerować wolumin w fazie.</li>
	<li>Zmień katalog na folder obrazów tylko wody i wybierz funkcję Volume_Water, aby wygenerować wolumin tylko wody.</li>
	<li>Wybierz funkcję FF_Volume, używając dwóch woluminów wygenerowanych w kroku 3.1 i kroku 3.2 jako danych wejściowych, aby uzyskać objętość FF MRI jamy brzusznej, wizualizowaną, jak pokazano na <silna klasa="xfig">Rysunek 4.</li>
	<li>Mapa frakcji tłuszczowej (FF) pokazana w Rysunek 4 jest przedstawiony jako obraz RGB w prawdziwych kolorach ze strukturą danych o wymiarach 520 na 704 na 44. W tej reprezentacji każdy piksel składa się z trzech wartości, reprezentujących kanały czerwony, zielony i niebieski. Zwróć uwagę na kolorowy pasek po lewej stronie, który stanowi wizualne odniesienie dla wartości frakcji tłuszczu związanych z różnymi kolorami pikseli. 
	UWAGA: Graficzny interfejs użytkownika pokazany w Rysunek 4 umożliwia dokładniejszą obserwację wątroby pacjenta za pomocą narzędzia powiększającego w prawym górnym rogu i uzyskanie dokładnych wartości FF za pomocą narzędzia sondującego. Przeciągając pasek przewijania na dole, użytkownicy mogą obserwować mapy FF wszystkich pozycji skanowania w płaszczyźnie poziomej.</li>
</ol>
4. 3D-objętość rozkładu frakcji tłuszczowej wątroby
UWAGA: Rysunek 4 przedstawia mapę LFF obliczoną na podstawie obrazów MRI Dixona górnej części brzucha. W połączeniu z obszarem wątroby 3D w <silna klasa="xfig">Rysunek 3, objętość 3D-LFF całej wątroby można obliczyć oddzielnie.
<ol>
	<li>Wykorzystaj funkcję LFF_Volume, podając jej obszar wątroby 3D (jak pokazano na <silna klasa="xfig">Rysunek 3) oraz mapę sztywności wątroby (pokazaną w <silna klasa="xfig">Rysunek 4) jako parametry wejściowe. Spowoduje to utworzenie reprezentacji 3D-Volume frakcji tłuszczowej wątroby, jak pokazano na rysunku <silna klasa="xfig">Rysunek 5.</li>
	<li>Aby sprawdzić mapę sztywności dla każdej warstwy wątroby, po prostu użyj paska przewijania znajdującego się pod graficznym interfejsem użytkownika wyświetlanym w Rysunek 5. 
	UWAGA: W tym widoku tylko tkanka wątroby jest dokładnie przedstawiona.</li>
	<li>Zwróć uwagę na ikony znajdujące się w prawym górnym rogu GUI (jak pokazano na Rysunek 5). Ikony te udostępniają funkcje pomniejszania, powiększania, powrotu do widoku globalnego i oznaczania współrzędnych wybranego piksela. 
	UWAGA: Domyślny pasek kolorów wykorzystuje "strumieniową" mapę kolorów, w której kolory przechodzą od niebieskiego do czerwonego, aby reprezentować różne wartości (mierzone w jednostkach kPa) od niskich do wysokich.</li>
	<li>Uruchom funkcję LFF_Distribution, używając identycznych parametrów wejściowych jak "LFF_Volume", aby uzyskać rozkład przestrzenny frakcji tłuszczu wątroby 3D (3D-LFF), jak pokazano w <silna klasa="xfig">Rysunek 6.</li>
</ol>
5. 3D-LFF analiza ilościowa
UWAGA: Normalne woksele wątrobowe: LFF < 5%; Łagodne woksele stłuszczeniowe wątroby: 5%-10%; Umiarkowane stłuszczenie wokseli wątroby: 10%-20%; Ciężkie woksele stłuszczeniowe wątroby: LFF ≥ 20%11,12,13,14,15. Kluczowym celem ilościowym tego badania jest określenie proporcji wokseli na różnych etapach LFF w wątrobie pacjenta. <silna klasa="xfig">Rysunek 6 pokazuje nierównomierny rozkład przestrzenny frakcji tłuszczowej wątroby u pacjenta. Brak wyraźnych objawów klinicznych przypisuje się przede wszystkim znacznej części prawidłowej tkanki wątroby. Dlatego konieczne jest dokładne określenie ilościowe różnic między pacjentami a osobami zdrowymi. Stanowi to istotną koncepcję ilościową w niniejszym dokumencie.
<ol>
	<li>Oblicz rozkład 3D-LFF dla zdrowej wątroby, powtarzając kroki 1-4, 
	UWAGA: Wbudowana funkcja paska MATLAB umożliwia porównanie rozkładów 3D-LFF dla zdrowej i stłuszczonej wątroby (<silna klasa="xfig">Rysunek 7).</li>
</ol>

A Comprehensive 3D-Liver Fat Function Distribution Model Using Dixon MRI

<ol><li>Pouwels, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-alcoholic+fatty+liver+disease+%28NAFLD%29%3A+a+review+of+pathophysiology%2C+clinical+management+and+effects+of+weight+loss%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Endocr+Disord%22%5BJournal%5D)">Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD): a review of pathophysiology, clinical management and effects of weight loss.</a> BMC Endocr Disord. 22 (1), 63(2022).</li>
<li>Younossi, Z. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+global+burden+of+liver+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Gastroenterol+Hepatol%22%5BJournal%5D)">The global burden of liver disease.</a> Clin Gastroenterol Hepatol. 21 (8), 1978-1991 (2023).</li>
<li>Younossi, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Global+burden+of+NAFLD+and+NASH.+Trends%2C+predictions%2C+risk+factors+and+prevention%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Gastroenterol+Hepatol%22%5BJournal%5D)">Global burden of NAFLD and NASH. Trends, predictions, risk factors and prevention.</a> Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 15 (1), 11-20 (2018).</li>
<li>Boyum, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Incidence+and+risk+factors+for+adverse+events+related+to+image-guided+liver+biopsy%5BTitle%5D)+AND+%22Mayo+Clin+Proc%22%5BJournal%5D)">Incidence and risk factors for adverse events related to image-guided liver biopsy.</a> Mayo Clin Proc. 91 (3), 329-335 (2016).</li>
<li>Khalifa, A., Rockey, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+utility+of+liver+biopsy+in+2020%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Gastroenterol%22%5BJournal%5D)">The utility of liver biopsy in 2020.</a> Curr Opin Gastroenterol. 36 (3), 184-191 (2020).</li>
<li>Sumida, Y., Nakajima, A., Itoh, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Limitations+of+liver+biopsy+and+non-invasive+diagnostic+tests+for+the+diagnosis+of+nonalcoholic+fatty+liver+disease%2Fnonalcoholic+steatohepatitis%5BTitle%5D)+AND+%22World+J+Gastroenterol%22%5BJournal%5D)">Limitations of liver biopsy and non-invasive diagnostic tests for the diagnosis of nonalcoholic fatty liver disease/nonalcoholic steatohepatitis.</a> World J Gastroenterol. 20 (2), 475-485 (2014).</li>
<li>Ajmera, V., Loomba, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+biomarkers+of+NAFLD%2C+NASH%2C+and+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Metab%22%5BJournal%5D)">Imaging biomarkers of NAFLD, NASH, and fibrosis.</a> Mol Metab. 50, 101167(2021).</li>
<li>Castera, L., Friedrich-Rust, M., Loomba, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+assessment+of+liver+disease+in+patients+with+nonalcoholic+fatty+liver+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">Noninvasive assessment of liver disease in patients with nonalcoholic fatty liver disease.</a> Gastroenterology. 156 (5), 1264-1281 (2019).</li>
<li>Jiang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+multi-echo+Dixon+and+MRS+in+quantifying+hepatic+fat+content+and+staging+liver+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Application of multi-echo Dixon and MRS in quantifying hepatic fat content and staging liver fibrosis.</a> Sci Rep. 13 (1), 12555(2023).</li>
<li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+accuracy+and+clinical+relevance+of+the+multi-echo+dixon+technique+for+evaluating+changes+to+hepatic+steatosis+in+patients+with+non-alcoholic+fatty+liver+disease+treated+with+formulated+food%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med+Sci%22%5BJournal%5D)">The accuracy and clinical relevance of the multi-echo dixon technique for evaluating changes to hepatic steatosis in patients with non-alcoholic fatty liver disease treated with formulated food.</a> Magn Reson Med Sci. 22 (2), 263-271 (2023).</li>
<li>Peng, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fat-water+separation+based+on+Transition+REgion+Extraction+%28TREE%29%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reason+Med%22%5BJournal%5D)">Fat-water separation based on Transition REgion Extraction (TREE).</a> Magn Reason Med. 82 (1), 436-448 (2019).</li>
<li>Hines, C. D. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((T%281%29+independent%2C+T%282%29%28%2A%29+corrected+chemical+shift+based+fat-water+separation+with+multi-peak+fat+spectral+modeling+is+an+accurate+and+precise+measure+of+hepatic+steatosis%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reason+Imaging%22%5BJournal%5D)">T(1) independent, T(2)(*) corrected chemical shift based fat-water separation with multi-peak fat spectral modeling is an accurate and precise measure of hepatic steatosis.</a> Magn Reason Imaging. 33 (1), 873-881 (2011).</li>
<li>Tang, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonalcoholic+fatty+liver+disease%3A+MR+imaging+of+liver+proton+density+fat+fraction+to+assess+hepatic+steatosis%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Nonalcoholic fatty liver disease: MR imaging of liver proton density fat fraction to assess hepatic steatosis.</a> Radiology. 267 (2), 422-431 (2013).</li>
<li>Caussy, C., Reeder, S. B., Sirlin, C. B., Loomba, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive%2C+quantitative+assessment+of+liver+fat+by+MRI-PDFF+as+an+endpoint+in+NASH+Trials%5BTitle%5D)+AND+%22Hepatology%22%5BJournal%5D)">Noninvasive, quantitative assessment of liver fat by MRI-PDFF as an endpoint in NASH Trials.</a> Hepatology. 68 (2), 763-772 (2018).</li>
<li>Reeder, S. B., Cruite, I., Hamilton, G., Sirlin, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+assessment+of+liver+fat+with+magnetic+resonance+imaging+and+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Quantitative assessment of liver fat with magnetic resonance imaging and spectroscopy.</a> Magn Reson Imaging. 34 (4), 729-749 (2011).</li>
</ol>

Narzędzie programowe do ilościowego oznaczania stłuszczenia wątroby, wymienione w tabeli materiałów tego badania jako HepaticSteatosis V1.0, jest produktem firmy Beijing Intelligent Entropy Science & Technology Co., Ltd. Prawa własności intelektualnej do tego narzędzia programowego należą do firmy.

W pracy przedstawiono innowacyjną technikę kwantyfikacji 3D do analizy rozkładu frakcji tłuszczowej wątroby (LFF) przy użyciu rezonansu magnetycznego Dixon 9,10. Integrując mapy LFF, które są generowane z obrazów w fazie i w fazie wodnej, z konturami 3D wątroby, metoda ta rozróżnia wzorce LFF w prawidłowej i stłuszczonej wątrobie6. Dzięki temu ułatwia precyzyjną ocenę zawartości tłuszczu w wątrobie.
Krok 3 stano...

Niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby (NAFLD) obejmuje spektrum stanów patologicznych, począwszy od nieprawidłowego gromadzenia się trójglicerydów w komórkach wątroby (stłuszczenie wątroby), a skończywszy na rozwoju stanu zapalnego i uszkodzenia komórek wątroby, znanym jako niealkoholowe stłuszczeniowe zapalenie wątroby (NASH). W niektórych przypadkach NAFLD może przejść do poważniejszych etapów, w tym zwłóknienia, marskości wątroby, schyłkowej choroby wątroby, a nawet raka wątrobowokomórkowego (HCC)1. Opublikowane dane ze Światowej Organizacji Zdrowia i Globalnego Obciążenia Chorobami sugerują, że około 1 235,7 miliona osób na całym świecie jest dotkniętych NAFLD we wszystkich grupach wiekowych2. NAFLD jest obecnie jedną z najbardziej znanych przyczyn chorób związanych z wątrobą na świecie i oczekuje się, że stanie się główną przyczyną schyłkowej niewydolności wątroby w nadchodzących dziesięcioleciach3.
Dokładna ocena zasięgu stłuszczenia wątroby ma ogromne znaczenie dla precyzyjnej diagnozy, odpowiedniego wyboru leczenia i skutecznego monitorowania postępu choroby. Złotym standardem oceny zawartości tłuszczu w wątrobie nadal jest biopsja wątroby. Jednak ze względu na jego inwazyjny charakter, możliwość wystąpienia bólu, krwawienia i innych powikłań pooperacyjnych, nie jest to praktyczna opcja dla częstych badań kontrolnych4,5,6. W związku z tym istnieje pilne zapotrzebowanie na nieinwazyjne techniki obrazowania, które mogą wiarygodnie określić ilościowo odkładanie się tłuszczu w wątrobie. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) jest obiecujące w tej dziedzinie ze względu na brak promieniowania jonizującego i zdolność do czułego wykrywania zawartości tłuszczu poprzez efekty przesunięcia chemicznego7,8.
Ostatnie badania opisały techniki MRI do ilościowego oznaczania tkanki tłuszczowej wątroby, oparte na metodach echa gradientu przesunięć chemicznych, takich jak obrazowanie Dixona9,10. Niemniej jednak większość tych technik opiera się na analizie dwuwymiarowych obszarów zainteresowania. Kompleksowa ocena trójwymiarowego rozkładu frakcji tłuszczowej wątroby (LFF) pozostaje ograniczona. W niniejszym badaniu przedstawiono unikalne podejście do kwantyfikacji 3D LFF, łączące rezonans magnetyczny Dixona z obrazowaniem strukturalnym wątroby. Uzyskany model 3D LFF pozwala na precyzyjną wizualizację i pomiar rozkładu zawartości tłuszczu w całej objętości wątroby. Technika ta wykazuje znaczną przydatność kliniczną w dokładnej diagnostyce stłuszczenia wątroby.

<table><tbody><tr><td>MATLAB</td><td>MathWorks&nbsp;</td><td>2022B</td><td>Obliczenia i wizualizacja&nbsp;</td></tr><tr><td>Mimiki</td><td>Materialise</td><td>Naśladują badania V20</td><td>Transformacja formatu modelu</td></tr><tr><td>Narzędzia do 3D_LFF</td><td>Inteligentna entropia</td><td>Stłuszczenie wątroby V1.0</td><td>Pekin Inteligentna nauka o entropii i Technology Co Ltd. Modelowanie do fuzji CT/MRI</td></tr></tbody></table>

technika kwantyfikacji 3d do analizy rozkładu frakcji tłuszczowej wątroby przy użyciu rezonansu magnetycznego dixona

A 3D Quantification Technique for Liver Fat Fraction Distribution Analysis Using Dixon Magnetic Resonance Imaging

To badanie przedstawia metodologię kwantyfikacji 3D dla rozkładu frakcji tłuszczowej wątroby (LFF) poprzez wykorzystanie analizy obrazu MRI Dixona. Głównym celem jest zaoferowanie bardzo dokładnych i nieinwazyjnych metod oceny zawartości tłuszczu w wątrobie. Proces ten polega na pozyskiwaniu obrazów w fazie i fazie wodnej z sekwencji Dixona. Mapy LFF są następnie skrupulatnie obliczane woksel po wokselu, dzieląc obrazy fazy lipidowej przez obrazy w fazie. Jednocześnie kontury wątroby 3D są wyodrębniane z obrazów w fazie. Te kluczowe komponenty są płynnie integrowane w celu zbudowania kompleksowego modelu dystrybucji 3D-LFF. Technika ta nie ogranicza się do zdrowych wątrob, ale rozciąga się na osoby dotknięte stłuszczeniem wątroby. Uzyskane wyniki wskazują na niezwykłą skuteczność tego podejścia zarówno w wizualizacji, jak i ilościowym określaniu zawartości tłuszczu w wątrobie. Wyraźnie dostrzega wzorce, które różnicują wątrobę normalną i stłuszczoną. Dzięki wykorzystaniu rezonansu magnetycznego Dixona do ekstrakcji trójwymiarowej struktury wątroby, metoda ta oferuje precyzyjną ocenę LFF obejmującą cały narząd, co jest bardzo obiecujące w diagnostyce stłuszczenia wątroby z niezwykłą skutecznością.

W niniejszym badaniu wykorzystano rzeczywiste zbiory danych pacjentów, pozyskane za pomocą komercyjnie dostępnego skanera MRI, w celu walidacji metodyki ilościowego oznaczania trójwymiarowej frakcji tłuszczu w wątrobie (Rycina 1). Protokół MRI obejmował obrazowanie czterofazowe metodą Dixona9,10: fazę w fazie (In-phase), fazę poza fazą (Out-of-phase), fazę wody (Water-only) oraz fazę tłuszczu (Fat-only) (Rycina 2...

To badanie wprowadza unikalną metodę kwantyfikacji 3D rozkładu frakcji tłuszczowej wątroby (LFF) przy użyciu rezonansu magnetycznego Dixona (Dixon MRI). Mapy LFF, pochodzące z obrazów w fazie i w fazie wodnej, są zintegrowane z konturami wątroby 3D w celu rozróżnienia wzorców LFF między wątrobą normalną a stłuszczoną, umożliwiając precyzyjną ocenę zawartości tłuszczu w wątrobie.

Technika kwantyfikacji 3D do analizy rozkładu frakcji tłuszczowej wątroby przy użyciu rezonansu magnetycznego Dixona

This study presents a 3D quantification methodology for the distribution of liver fat fraction (LFF) through the utilization of Dixon MRI image analysis. ...

W tym badaniu opracowano technikę 3D Dixon MRI w celu precyzyjnego ilościowego określenia rozkładu tłuszczu w wątrobie, mając na celu potwierdzenie jej skuteczności jako dokładnego, nieinwazyjnego narzędzia do oceny i różnicowania wzorców tłuszczowych w prawidłowej i stłuszczonej wątrobie. Ostatnie postępy w kwantyfikacji tkanki tłuszczowej metodą rezonansu magnetycznego obejmują normalne podejścia do modelowania rozkładu 3D, integrujące obrazowanie Dixona z segmentacją struktury wątroby, aby umożliwić precyzyjną wizualizację i pomiar wzorców frakcji tłuszczowej w wątrobie. Integracja obrazowania medycznego opartego na sztucznej inteligencji, głębokiego uczenia, wizualizacji 3D i multimodalnej fuzji danych usprawnia modelowanie całej wątroby i ocenę stłuszczenia, ułatwiając precyzyjne podejmowanie decyzji w klinice.Obecne wyzwania eksperymentalne obejmują standaryzację przepływów pracy obliczeniowej, zajęcie się różnicami w sprzęcie i protokołach oraz wyjaśnienie mechanizmów progresji choroby w badaniach nad stłuszczeniem wątroby. Nasz protokół oferuje przewagę w postaci oceny frakcji tłuszczowej wątroby w 3D, przewyższając techniki 2D. Odkrycia przyczynią się do postępu badań w naszej dziedzinie, oferując kompleksową i dokładną ocenę 3D LFF różnych etapów stłuszczenia wątroby, co ma kluczowe znaczenie dla decyzji dotyczących leczenia i oceny rokowania.Aby rozpocząć sprawdzanie sekwencji Dixona dla górnej części brzucha, utwórz niestandardowy katalog roboczy i skopiuj wszystkie dane DICOM do utworzonego katalogu. Następnie przejdź do katalogu, w którym znajdują się dane w bieżącym katalogu roboczym programu MATLAB. Zmień katalog, aby uzyskać dostęp do folderów dla różnych faz, takich jak fazy w fazie, fazy końcowej, wody i tłuszczu.Skorzystaj z funkcji Slice_View, aby wyświetlić obraz dla każdej fazy. Użyj sekwencji w fazie MRI Dixon, aby wzbogacić opisy granic tkanki wątroby. Kliknij prawym przyciskiem myszy pasek kolorów i wybierz opcję z menu podręcznego, aby przełączyć się na standardową szarą mapę kolorów i zresetować cały graficzny interfejs użytkownika.Po odpowiednim powiększeniu obrazu użyj funkcji Oznacz współrzędne pikseli, aby obliczyć odległość między dwoma punktami, pomagając w pomiarze rozmiarów guzków. Użyj paska przewijania znajdującego się u dołu graficznego interfejsu użytkownika lub graficznego interfejsu użytkownika, aby sprawnie poruszać się po różnych sekwencjach. Jeśli domyślne okno filtru nie jest odpowiednie, dostosuj je, przeciągając je w górę iw dół na środku figury za pomocą lewego przycisku myszy, aby zmodyfikować poziom okna.Aby rozpocząć wyodrębnianie obszaru 3D wątroby z danych MRI Dixon, otwórz oprogramowanie Mimics i wybierz Nowy projekt. W kolejnym oknie dialogowym odszukaj folder, w którym znajdują się obrazy fazy końcowej Dixona. Kliknij Dalej, a następnie kliknij Kontynuuj, a następnie naciśnij Konwertuj, aby przejść do trybu edycji sekwencji.Kliknij Nowy w oknie dialogowym Maska znajdującym się po prawej stronie, aby wygenerować pustą maskę i wybrać maksymalny próg. Użyj narzędzia Edytuj maski znajdującego się pod etykietą Segment, aby wyznaczyć obszar wątroby we wszystkich widokach poziomych. Wybierz przedstawioną wcześniej maskę wątroby i kliknij Oblicz część z maski, aby utworzyć przestrzenną reprezentację 3D wątroby.Przejdź do pozycji Plik, a następnie wybierz pozycję Eksportuj i wybierz opcję DICOM. W wyskakującym oknie dialogowym wybierz maskę wątroby, określ ścieżkę i nazwy pliku, a następnie kliknij OK, aby wyeksportować region wątroby 3D do wyznaczonych plików DICOM. Zmień katalog na folder obrazów w fazie i wybierz funkcję Volume_In, aby wygenerować wolumin w fazie.Zmień katalog na folder obrazów tylko wody i wybierz funkcję Volume_Water, aby wygenerować objętość samej wody. Wybierz funkcję FF_Volume i użyj dwóch wcześniej wygenerowanych woluminów jako danych wejściowych, aby uzyskać objętość FF rezonansu magnetycznego jamy brzusznej. Wykorzystaj funkcję LFF, dostarczając jej obszar wątroby 3D i mapę sztywności wątroby jako parametry wejściowe.Uruchom funkcję LFF_Distribution, używając identycznych parametrów wejściowych jak LFF_Volume, aby uzyskać rozkład przestrzenny frakcji tłuszczowej wątroby 3D. Połączenie konturu wątroby 3D z mapą FF 2D pozwoliło na stworzenie zintegrowanego modelu dystrybucji FF 3D. Ujawniło to wartości frakcji tłuszczu w różnych pozycjach wątroby, umożliwiając precyzyjny pomiar proporcji wątroby przy różnych poziomach stłuszczenia.Porównanie prawidłowej i stłuszczonej wątroby potwierdziło zdolność techniki do rozpoznawania różnych wzorców dystrybucji LFF 3D.

a-3d-quantification-technique-for-liver-fat-fraction-distribution

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Narzędzia do diagnozowania zaburzeń wchłaniania kwasów żółciowych i pomiaru transportu kwasów żółciowych in vivo są ograniczone. Opisano innowacyjne podejście na żywych zwierzętach, które wykorzystuje połączone obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego protonem (1H) i fluorem (19F); Ta nowatorska metodologia ma potencjał translacyjny w badaniach przesiewowych w kierunku złego wchłaniania kwasów żółciowych w praktyce klinicznej.

Wykorzystanie wielofluorowanych kwasów żółciowych i rezonansu magnetycznego in vivo do pomiaru transportu kwasów żółciowych

Celem tej pracy jest opisanie protokołu tworzenia praktycznego fantomu tłusto-wodnego, który można dostosować do produkcji fantomów o różnej zawartości tłuszczu i objętości.

Fantomy tłuszczowo-wodne do walidacji obrazowania metodą rezonansu magnetycznego: elastyczny i skalowalny protokół

Mikrotomografia komputerowa z podwójnym odlewem z żywicy, czyli DUCT, umożliwia wizualizację, digitalizację i segmentację dwóch systemów rurowych jednocześnie, co ułatwia analizę 3D architektury organów. DUCT łączy wstrzyknięcie ex vivo dwóch żywic nieprzepuszczających promieni rentgenowskich, a następnie skanowanie mikrotomografii komputerowej i segmentację danych tomograficznych.

DUCT: Podwójny odlew z żywicy, a następnie tomografia mikrokomputerowa do analizy wątroby 3D

Korzystając z mysiego modelu niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby (NAFLD) wywołanego dietą, opisujemy użycie nowatorskich technik obrazowania mikrotomografii komputerowej in vivo jako nieinwazyjnej metody oceny etapów progresji NAFLD, koncentrując się głównie na sieci naczyniowej wątroby ze względu na jej znaczący udział w dysregulacji wątroby związanej z NAFLD.

Nowatorskie techniki obrazowania mikrotomografii komputerowej in vivo do oceny postępu niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby

Tutaj demonstrujemy zoptymalizowany protokół oparty na fluorescencji BODIPY 493/503 do charakterystyki kropelek lipidów w tkance wątroby. Dzięki zastosowaniu projekcji ortogonalnych i rekonstrukcji 3D, fluorofor pozwala na skuteczne rozróżnienie stłuszczenia mikropęcherzykowego i makropęcherzykowego i może stanowić podejście uzupełniające do klasycznych protokołów histologicznych do oceny stłuszczenia wątroby.

Analiza fluorescencyjnie barwionych kropelek lipidów z rekonstrukcją 3D w celu oceny stłuszczenia wątroby

Celem tego badania było opracowanie nowatorskiego trójwymiarowego cyfrowego modelu do wczesnej diagnozy zwłóknienia wątroby, który obejmuje sztywność każdego woksela w wątrobie pacjenta i dlatego może być wykorzystany do obliczenia proporcji dystrybucji wątroby pacjenta w różnych stadiach zwłóknienia.

Trójwymiarowy cyfrowy model do wczesnej diagnostyki zwłóknienia wątroby w oparciu o elastografię rezonansu magnetycznego

Ultraszybkie ultrasonografie dopplerowskie (UFUS) o wysokiej rozdzielczości przestrzennej (100 μm) i czułości stanowi odpowiednią nieinwazyjną metodę obrazowania w celu uzyskania kompleksowego jakościowego przeglądu naczyń wątrobowych. UFUS ułatwia również ilościowe pomiary mikrokrążenia, mając na celu pogłębienie naszej wiedzy na temat mechanizmów chorób naczyniowych.

Obrazowanie i kwantyfikacja unaczynienia wątroby myszy za pomocą ultraszybkich ultradźwięków dopplerowskich

Dokładna i praktyczna metoda pomiaru parametrów takich jak odkształcenie (strain) w tkance mięśnia sercowego ma dużą wartość kliniczną, ponieważ wykazano, że odkształcenie jest czulszym i wcześniejszym markerem dysfunkcji kurczliwości niż często stosowany parametr EF.

Ocena odkształcenia mięśnia sercowego w rezonansie magnetycznym z wykorzystaniem śledzenia cech (feature tracking)

Opisano metodę obrazowania MR służącą do badania rozkładu przepływu krwi płucnej w różnych warunkach fizjologicznych, w tym przypadku przy ekspozycji na trzy różne stężenia tlenu w powietrzu wdychanym: hipoksję, normoksję i hiperoksję. Technika ta wykorzystuje metody badawcze fizjologii płuc człowieka w środowisku skanowania MR.

Ilościowe określanie perfuzji płucsnej w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego z wykorzystaniem skalibrowanego znakowania spinowego tętnic

Obrazowanie tensora dyfuzji (DTI) zasadniczo służy jako narzędzie oparte na MRI do identyfikacji in vivo mikrostruktury mózgu i procesów patologicznych spowodowanych zaburzeniami neurologicznymi w obrębie istoty białej mózgu. Analizy oparte na DTI pozwalają na zastosowanie ich w chorobach mózgu zarówno na poziomie grupy, jak i w danych pojedynczych osób.

Rezonans magnetyczny tensora dyfuzji w analizie chorób neurodegeneracyjnych

Poznaj technikę 3D Dixon MRI do precyzyjnej kwantyfikacji rozkładu tłuszczu w wątrobie. Ta metoda umożliwia dokładne rozróżnienie wzorców tłuszczu w zdrowej i stłuszczonej wątrobie.

Technika kwantyfikacji 3D do analizy rozkładu frakcji tłuszczowej wątroby przy użyciu rezonansu magnetycznego Dixona

Przeglądaj więcej filmów