Summary
香港鲸目动物搁浅反应计划纳入了验尸计算机断层扫描,提供有关死亡动物的生物健康和档案的宝贵资料。这项研究描述了8种图像渲染技术,这些技术对于识别和可视化搁浅鲸目动物的验尸发现至关重要,这将有助于全世界的临床医生、兽医和绞尽脑,充分利用放射性模式。
Abstract
在香港鲸目动物绞线反应计划、标准化病毒贴顶程序、验尸计算机断层扫描(PMCT)采集、后处理和评估方面拥有6年的经验,成功建立。在这个首创的鲸目动物病毒搁浅反应计划,PMCT被执行193个搁浅鲸目动物,提供验尸发现,以帮助尸检和揭示动物的生物健康和配置文件。本研究旨在评估PMCT中的8种图像渲染技术,包括多平面重建、弯曲平面改造、最大强度投影、最小强度投影、直接体积渲染、分割、传输函数和透视体积渲染。这些技术以实际实例说明,能够识别搁浅鲸目动物中的大多数PM发现,并用作调查其生物健康和特征的工具。这项研究可以指导放射科医生、临床医生和兽医完成PMCT图像渲染和审查这一通常困难和复杂的领域。
Introduction
Virtopsy,也称为验尸(PM)成像,是检查具有高级横截面成像模式的尸体,包括验尸计算机断层扫描(PMCT)、死后磁共振成像(PMMRI)和超声成像1。在人类中,PMCT有助于调查骨骼改变,,,2、3、,3异体、气态发现4、5、6,5和血管系统7、8、9的病理的创伤性病例。68自2014年以来,病毒性病毒一直在香港鲸目动物搁浅反应计划1中实施。PMCT 和 PMMRI 能够描绘尸体的病理形态学发现,这些发现过于分解,无法通过常规尸检进行评估。非侵入性放射性评估是客观的,以数字方式进行,允许第二次意见或回顾性研究多年后1,10,11。,10,11Virtopsy已成为一种有价值的替代技术,为12、13、14、15、16,13,14,等搁浅海洋动物的PM发现提供新的见解。结合尸检,这是解释病理生理重建和死因的黄金标准17,可以解决动物的生物健康和特征。Virtopsy已逐渐得到认可,并在全球实施绞线应对计划,包括但不限于哥斯达黎加、日本、中国大陆、新西兰、台湾、泰国和美国1。
放射学中的图像渲染技术使用计算机算法将数字转换为有关组织的信息。例如,放射性密度用传统的X射线和CT表示。大量的体积数据以医学(DICOM)格式存储为数字成像和通信。CT图像可用于在后处理3D工作站中使用二维(2D)和三维(3D)图像渲染来生成等向异性体美数据,用于高分辨率可视化18,19。18,定量,数据和结果被映射,以将连续获得的轴向图像转换为具有灰度或颜色参数19、20、21,20的3D图像。从不同的渲染技术中选择适当的数据可视化方法是可视化质量的一个基本技术决定因素,它极大地影响了对放射性结果的分析和解释。对于涉及没有任何放射学背景的人员的绞线工作来说,这一点尤其重要,他们需要了解不同情况下的结果。实施这些图像渲染技术的目标是提高解剖细节、关系和临床发现可视化的质量,从而提升成像的诊断价值,并允许有效再现感兴趣的目标区域17、19、22、23、24、25。,19,22,23,24,25
虽然主轴向CT/MRI图像包含大多数信息,但它们可能限制对病理的准确诊断或记录,因为各种正交平面上无法查看结构。其他解剖学对齐平面的图像转换允许从另一个角度可视化结构关系,而不必重新定位身体26。由于医学解剖学和法医病理学数据主要是3D性质,彩色编码PMCT图像和3D重建图像优先于灰度图像和2D切片图像,因为提高可理解性和适合法庭裁决27,28。,28随着PMCT技术的进步,鲸目动物PM调查中对可视化探索(即2D和3D图像的创建和解释)的关注已经引起关注,。放射学工作站中的各种体积渲染技术使放射科医生、技术人员、转介临床医生(例如兽医和海洋哺乳动物科学家)甚至外行(例如绞线反应人员、政府官员和一般公众)能够可视化并研究感兴趣的区域。然而,选择适当的技术和术语的混淆仍然是一个主要问题。有必要了解常见技术的基本概念、优点和局限性,因为这将显著影响放射性发现诊断价值和解释。滥用技术可能会产生误导性的图像(例如,具有失真的图像、渲染错误、重建噪音或人工制品),并导致不正确的诊断 30。
本研究旨在评估 PMCT 中的 8 种基本图像渲染技术,这些技术用于鉴定香港水域搁浅鲸目动物中大部分 PM 的发现。提供了每种技术的描述和实际示例,以指导全世界的放射科医生、临床医生和兽医完成 PMCT 图像渲染和审查这一通常困难而复杂的领域,以评估生物健康和轮廓。
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Protocol
注:在香港鲸目动物病毒搁浅反应计划的框架内,搁浅的鲸目动物由PMCT进行例行检查。作者负责病毒处理扫描、数据后处理(例如图像重建和渲染)、数据解释和病毒处理报告1。这项先进技术强调细心的发现,并提供了在常规尸检(前)对PM发现的初步https://www.facebook.com/aquanimallab。
1. 数据准备
- 以 DICOM 3.0 格式导出获取的 CT 数据集。将 DICOM 文件夹复制到计算机(例如桌面)。
- 打开免费或商业的 DICOM 查看器。以下步骤基于 TeraRecon 水瓶座 iNtuion 工作站(版本 4.4.12)。
- 双击水瓶座 图标客户端查看器 (AQi) 图标。在相应的字段中输入用户名、密码和服务器名称。单击登录 按钮 。
注意:确保服务器名称字段具有正确的服务器 IP 地址。 - 单击 数据 管理工具按钮下的"导入",然后选择要导入的 DICOM 文件夹。在导入 状态 达到 100% 后,单击"更新"图标以续订研究清单。
- 通过双左单击序列,从患者列表中选择 1 个或多个 CT 系列来查看数据集。
- 加载指定系列后, 单击 2x2 显示 界面的"窗口布局"按钮,在轴向视图(左上角面板)、日冕视图(左下角面板)、下垂视图(右下角面板)中显示 2x2 默认布局、3D 体积渲染图像(右上角)和 3 个 MPR 图像,给出不同的方向。
- 使用提供的不同图像渲染技术彻底评估病毒数据集。
2. 多平面重建
- 加载序列后,从轴向视图(左上角面板)、日冕视图(左下角面板)和下垂视图(右下面板)显示默认 MPR。通过右键单击图像并选择 MPR 或在渲染模式迷你工具栏中单击 MPR,将渲染模式更改为 MPR。
- 使用轴向视图评估从第一个图像到最后一个图像的病毒数据集,然后是日冕视图和下垂视图,并借助以下功能: 单击"切片",左键单击鼠标按钮并拖动鼠标以按切片查看和调整 CT 图像切片。
- 单击"平移"左键单击鼠标按钮并拖动鼠标以调整面板内图像的位置。
- 单击 "缩放",左键按住鼠标按钮,然后拖动鼠标放大或缩小图像。
- 单击 Abd 1(窗口宽度:350, 窗口级别: 75), Abd 2 (窗口宽度: 250, 窗口级别: 40), 头 (窗口宽度: 100, 窗口级别: 45), 肺 (窗口宽度: 1500, 窗口级别: -700), 骨 ( 窗口 宽度: 2200, 窗口级别: 200) 在窗口 / 级别迷你工具栏, 取决于感兴趣的区域.
- 单击 窗口/级别 (W/L),左键按住鼠标按钮并拖动鼠标以手动调整 CT 切片的窗口宽度和窗口级别。
- 单击 "旋转",左键按住鼠标按钮,然后拖动鼠标旋转 MPR 图像。
- 左键单击鼠标单击 MPR 十字线中心, 可同时调整 3 个 MPR 图像中感兴趣的区域和切片。
注:AQi 提供的旋转、平移、缩放和窗口/级别更改等 4 个主要功能有鼠标模式,便于查看过程。有关键盘快捷键,请参阅表 1。
3. 曲线平面改造
- 确定解剖感兴趣的区域。左键按住鼠标按钮在 MPR 十 字线的中心 到特定感兴趣的区域。
- 从 3 个不同的视图查看 MPR。确保 MPR 十字 线放置在正确的位置。调整 MPR 十字线 (如果不是)。
- 从轴向视图、日冕视图和下垂视图中选择 1 个显示面板作为研究面板,例如,旨在从轴向视图查看翻转器。
- 根据研究面板,通过扩展线旋转 点上的左 键按住鼠标按钮,从日冕视图垂直调整 MPR 十字线(例如 蓝色)。
- 通过 扩展线的旋转 点上的左键按住鼠标按钮,从与感兴趣区域平行的 SAgittal 视图调整 MPR 十字线的另一条扩展线( 例如红色)。
- 查看轴向视图以检查感兴趣区域是否正确调整。如果不是,请调整延长线。使用旋转、平移、缩放和窗口/级别更改的 4 个主要功能评估病毒数据集。
注:有 3 条 彩色的 MPR 十字线 (绿色、红色和蓝色),表示 MPR 平面的不同对齐方式(图 2)。
4. 最大强度投影 (MIP)
- 通过右键单击图像并选择MIP或单击渲染模式迷你工具栏中的 MIP,将渲染模式更改为 MIP。
- 通过 单击绿色 注释并选择新的厚度来可视化感兴趣的区域(例如,肺中的支气管树),调整右上角的板厚(最小:1 mm,最大值:500 mm)。
- 使用旋转、平移、缩放和窗口/级别更改的 4 个主要功能评估病毒性数据集。
5. 最小强度投影(MinIP)
- 通过右键单击图像并选择MinIP或单击渲染模式迷你工具栏中的MinIP 将渲染模式更改为 MIP。
- 通过 单击绿色 注释并选择新的厚度来可视化感兴趣的区域(例如,肺中的支气管树),调整右上角的板厚(最小:1 mm,最大值:500 mm)。
- 使用旋转、平移、缩放和窗口/级别更改的 4 个主要功能评估病毒性数据集。
6. 直接音量渲染 (DVR)
注:作为默认显示 2x2 接口的 1 个接口,DVR(右上角的面板)显示尸体的 3D 渲染图像。默认 DVR 模板设置为 AAA( 腹部主动脉瘤;窗口宽度:530,窗口级别:385),给出尸体的毛骨骼结构。
- 通过单击查看器下的模板自动调整窗口设置,并选择相应的 DVR 模板,例如,灰色 10%(窗口宽度:442,窗口级别: 115)、断开(窗口宽度: 2228,窗口级别: 1414)(如果需要)。
- 单击窗口/级别 (W/L),左键单击鼠标按钮并拖动鼠标以手动调整 CT 切片的窗口宽度和窗口级别,将外层(例如表皮表面)赋予内层(例如内部结构)。 (
- 使用旋转、平移、缩放和窗口/级别更改的 4 个主要功能进行进一步更正。
注:AQi 提供的所有 DVR 模板都是面向人类的临床模板,不指定用于鲸目动物的 PM 成像。
7. 细分和兴趣区域 (ROI) 编辑
- 使用3个不同的工具,板和立方体视图工具,自由ROI工具和动态区域增长工具分割CT图像切片。
- 对于"板"和"立方体视图"工具,单击"工具"下的"板",从而提供平行显示线。通过从相应的 MPR 视图重新定位 MPR 十字线来调整板的位置。通过板厚条更改板厚(最小:1 mm,最大值:500 mm),从而分割尸体的 3D 渲染图像。
- 有关 免费投资回报率工具,请单击 工具下的 FreeRO 。按住键盘上的 Shift 键,并使用 MPR 上的"绘制自由曲线","在 MPR 上绘制圆", 或在 MPR 上绘制球体,以从 MPR 视图和 DVR 中排除/包括感兴趣的区域。
- 对于动态区域增长工具,请单击"工具"下的"区域"。按住键盘上的Shift键,左键按住鼠标按钮并滚动鼠标的中间按钮(向上滚动:增加选择区域,向下滚动:减少选择区域),从而显示一个突出显示区域。单击"排除"以删除该区域。单击"包括"以保留该区域。
8. 传输功能 (TF)
- 单击 "查看器"下的 3D 设置, 选择" 复制"以创建新的 3D 重建模型。
- 在新的 3D 重建模型中,单击"工具"下的 FreeRO 或区域。按住键盘上的 Shift键,使用3D VR包括感兴趣的区域,然后单击"选择"。
- 配置 3D 设置,包括 W/L 滑块、W/L 文本输入框、VR 下拉菜单、不透明度滑块(最小:0、最大值:1)、不透明度文本输入框和3D设置下的HU 范围颜色滑块。
- 右键单击颜色滑块栏中的 1 个滑块以更改 DVR 的颜色。如果需要 ,选择 "更改颜色",然后从调色板中定义自定义颜色。
9. 透视音量渲染 (PVR)
- 要启动"飞行传递模块",请右键单击所选系列,然后 从右键 单击菜单中选择"飞通"。
- 为主视图选择选择选择"阅读样式首选项"主要3D 向导。单击2x2 屏幕布局和"确定",从而自动生成 RVR,例如冒号。确保选择了感兴趣区域。
- 通过绘制路径来放置控制点的开始和结束来构建飞行路径。如果路径断开或结构缺失,单击工具面板中的"编辑连接/编辑路径单选按钮",编辑控制点以弄平曲线的平滑部分或纠正问题,即可更正路径。通过单击飞行路径创建新的控制点。飞行路径正确后,单击"确定"。
- 查看显示的"通过"窗口,显示主"飞行"窗口、MPR 视图和平面视图。
- 单击屏幕右侧的工具面板来评估发光结构,即可使用 Cine 工具。使用向后飞行、暂停、向前飞行、慢速飞行和Pause在 CineSlow down flythrough,工具下加速飞行,调整飞行的速度和方向。
10. 数据评估
- 系统地从头到尾进行病毒评估。它通常是在30分钟内,作为参考,指导兽医为随后的尸检。
- 在尸检之后,比较病毒毒性发现和尸检发现。根据现场报告、病毒毒性、尸检和样本分析(例如组织病理学和微生物学),结束PM对搁浅鲸目动物的生物健康和特征的调查。
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Representative Results
从2014年1月至2020年5月,PMCT共检查了193只搁浅于香港水域的鲸目动物,包括42只印度-太平洋座头鲸海豚 (Sousa chinensis)、130 只印度-太平洋无鳍海豚(新磷豚类)和21种其他物种。对136具尸体进行了全身扫描,57具对头骨和鳍进行部分扫描。通过8种图像渲染技术,对搁浅鲸目动物的生物健康和特征进行评价,对通常观察到的解剖特征和病理进行了说明。
图1:MPR函数显示(A)轴向中死亡的印度-太平洋座头鲸海豚,(B)重建的3D,(C)重建的日冕,和(D)重建的下垂视图。在轴向平面上演示了亚特兰托-腹空间的面积测量。证明了腹块到腹体凹合(冠状物)、腹体弓和腹角(下垂弓)的线性测量,用于诊断亚特兰托-腹体分离。 请单击此处查看此图的较大版本。
图2:CPR函数,在平面视图中显示已故印度-太平洋无鳍海豚的翻转器中的弯曲结构。请单击此处查看此图的较大版本。
图3:MIP功能突出超连接肺结核(强烈的白点)在双肺的已故印度-太平洋无鳍海豚。请单击此处查看此图的较大版本。
图4:MinIP功能突出超漫气体填充结构,即已故印度-太平洋无鳍海豚双肺的气管支气管树。 请单击此处查看此图的较大版本。
图5:DVR函数显示已故印度-太平洋无鳍海豚的不同成分。 (A) 与骨骼系统覆盖的血管由 AAA 突出显示。(B) 呼吸系统以肺 为突出。(C) 骨骼系统,包括椎骨板,由骨加 板突出显示。(D) 超连接耳骨和鱼钩由硬件 突出显示。 请单击此处查看此图的较大版本。
图 6:ROI 编辑功能显示死亡的印度太平洋无鳍海豚 (A) 与 CT 沙发和 (B) 与 CT 沙发删除。请单击此处查看此图的较大版本。
图7:TF函数显示已故印度-太平洋无鳍海豚的不同成分。气囊中的沙子以青色突出显示。胃内容以绿色突出显示。寄生肉芽肿乳腺炎病变以红色突出显示。 请单击此处查看此图的较大版本。
图8:PVR功能,演示一个已故印度太平洋座头鲸海豚的虚拟支气管镜与飞通功能。请单击此处查看此图的较大版本。
表1:软件的键盘快捷键,用于不同的图像后处理功能。请点击这里下载此表。
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Discussion
为了清晰可视化病毒数据集,通常将 8 种图像渲染技术(包括 2D 和 3D 渲染)应用于每个搁浅尸体,以调查其生物健康和轮廓。这些渲染技术包括 MPR、CPR、MIP、MinIP、DVR、分段、TF 和 PVR。不同的渲染技术与窗口调整一起得到补充使用。介绍了每种图像改造技术的概念和优点。
多平面重建
MPR 是创建非轴 2D 图像的过程,包括日冕、下垂和任何解剖对齐的斜平面图像24、30,,30在轴向平面采集过程中不会直接获取。这种占主导地位的2D渲染技术特别有助于评估任何完整的解剖结构或病理学在所需的平面与高品质的图像31,32。31,在 MRP 的帮助下,对全身、骨科和神经/脊柱的鲸目动物 PM 调查定期在 3 个方向上同时进行,这大大提高了发现的准确性(图 1)。通过3个平面的综合观察,降低了误认分钟病理的误差率。此外,MPR 还支持轴向、日冕和下垂平面的线性和面积测量。然而,它依赖于运算符,并且需要足够的解剖知识来识别正常结构和病理条件,从而避免对渲染的图像造成误解。
曲线平面改造 (CPR)
CPR 也称为曲线 MPR。尽管在一些同行的文献中被视为 MRP,但 CPR 是一种独特的 2D 渲染技术。使用对等异性成像,使图像平面的长轴与选定的解剖结构对齐,对2D图像进行重新格式化,不损失图像质量18,24。18,这允许操作员手动定义在体积数据集中的曲线重建的中心线路径。当主体不能放在参照PMCT探测器(即真正的重建日冕/下垂/轴图像)的真实或相对真实的解剖位置时,这一点尤其重要,尤其是对于冷冻或木乃伊尸体。需要复杂、曲折或钙化结构的对齐才能获得更对称的图像进行诊断。由于其灵活的扁平化和失真特性,很容易引起误解。操作者必须清楚地记住感兴趣的解剖结构的位置和形状。翻转器是最难获得真实解剖位置的身体部位之一,因为它们对身体侧翼弯曲,除非在 PMCT 扫描前被切除。随着心肺复苏的利用,在1平面和骨骼年龄估计中,大多数解剖特征都表现出来(图2)。
最大强度投影 (MIP)
MIP 仅计算查看器视线32中体积数据集的每个像素中的最高衰减值,并选择最大强度的体素作为相应显示像素18 的值。最初,该技术被认可用于评估临床放射学前17,33号中CT造影的骨学材料、金属植入物和充满对比的结构。由于内部结构和器官的分解,以及搁浅尸体中没有血液灌注,在评估CT血管造影的对比填充结构时采用MIP变得非常困难。然而,MIP在检查骨质物质、异物(如食物、鱼体、石头、金属纠缠)和软组织内的钙化,以及高度衰减、狭窄和充满血液或水的结构(如主要动脉和静脉)方面仍然占据优势。通过对被评估目标大小的板厚(即数据重建的图像厚度)的主观调整,可以强调病变的可视化。例如,使用不同的滑动薄板34,在搁浅的尸体的折叠肺小肺结节的识别得到了密集的改善,因为MIP强调这些分钟超触觉斑点,这证明了肺巩固和寄生肺炎的存在(图3)。
最小强度投影(MinIP)
与MIP相比,MinIP只计算了光线穿过体积在卷18、24内向观众视线时遇到的最低衰减值。虽然MinIP在临床放射学24中并不常用,但这项技术仍然是对低损伤结构和充满气体的结构(如呼吸道和胃肠道)的出色可视化工具。形态和肺皮异常的检查,从井口开始向下到气管树,在搁浅的鲸目动物中明显增强(图4)。与MIP类似,应对板厚进行额外的控制,根据所检查的病理,生成一个更可区分的图像35,因为板厚对于确定所研究结构上呈现结构的区别至关重要。
直接音量渲染 (DVR)
DVR 是一种算法,可将整个 3D 图像集直接转换为 2D 图像,而不丢弃任何信息 18。最终显示的 2D 图像基于其 Hounsfield 单位创建,通过为图像中的每个体素分配特定的颜色和不透明度值以及同一投影光线中的其他体素。由于创建中间表示(例如,通过软组织去除工具提取的表面模型)的反对,可以使用 3D 方法检查所有深度搁浅尸体的内部和外部条件,而不会相互遮蔽。这种 3D 渲染技术是一种快速、多功能和交互式的工具,可从任何角度进行全身尸体评估。可以确定由人际交往造成的骨质病变、复杂骨折、身体破碎和异物(例如,船只碰撞和渔业造成的创伤性损伤)(图5)。DVR 的挑战是,操作员需要调整渲染 参数,即不透明度和亮度,以便更准确地显示血管21、36。
细分和兴趣区域 (ROI) 编辑
DVR 模型上显示的不相关的结构、物体(例如身体包和 CT 沙发)和人工制品(例如金属拉链)可能会降低图像质量和模糊的放射诊断。为了更好地说明某些解剖或病理学领域,分割用于包括或排除2D或3D图像18,24,的选定体积数据。虽然有自动分割程序,但在大多数情况下,手动分割需要操作员进行高组织识别和划定,以帮助识别搁浅尸体的 DVR 上的放射性发现。ROI 编辑是本研究中使用的最常见分段工具,它允许操作员通过绘制矩形、椭圆形或其他形状来定义目标的精确空间边界来手动包括或排除感兴趣区域(图 6)。与 3D 工作站提供的 DVR 模板类似,自动分段基于连接和阈值规则,并且受临床放射学的影响,除了自动身体骨去除功能外,该临床放射学大多不适合本研究。
传输功能 (TF)
TF 是一种算法,用于控制所选卷18、24的不透明度、亮度和颜色阈值。此工具允许操作员通过选择阈值、范围和形状来选择性地显示 DVR 模型上的相关结构,以在定义的区域中用于不同的目的。例如,选择较低的不透明度阈值可去除外部低不透明度软组织(皮肤和脂肪)并遮盖腹部内容,而高不透明度阈值可保持高不透明对象(例如骨骼、钙和排泄的对比度材料);更改颜色、亮度和对比度比例会突出显示感兴趣的区域,使 DVR 模型的外观看起来不同。这些控制基于其衰减提供更好的阐明和更快的结构区分。但是,这些易受观察器间变异性的影响,并且依赖于运算符在优化渲染参数21 时掌握。在分割和TF的贡献下,扫描尸体中显示的组织、器官和异体之间的关系被很好地分类(图7)。在经过编辑的DVR模型上,对搁浅鲸目动物的迅速和明确的初步调查结果进行了演示,该模型使兽医和绞尽脑关系人员对内部和外部状况以及PM的初步调查结果进行了概述,并便利了随后的常规尸检。
透视音量渲染 (PVR)
PVR 也称为内部成像或沉浸式渲染,主要应用于气管、结肠、食道和动脉等含气结构。它允许操作员通过虚拟导航35可视化流明的内部条件。操作员指定要飞过的起点、终点和中心线路径。通过显示通过结构飞行的动画,解剖结构和内脑异常(如息肉或癌变生长)之间的关系可以识别为在非侵入性虚拟内窥镜19中。相应的MPR图像显示旁边允许并发审查特定病变37,38。37,通过将 PVR 扩展到流明之外,也可以将相邻的外层结构可视化为 24。本研究中,PVR仅适用于结构未折叠的新鲜尸体,从而可以重建内观(图8)。
在目前对渲染技术进行概述时,只描述了在搁浅鲸目动物的常规病毒中常用的8种技术,而其他技术则因实用性有限而引起争议。上述技术也可以提供洞察力,并应用于其他动物一般。在临床放射学中,还有许多其他渲染技术和 DVR 模板,这些模板基于基于阈值的算法构建,这些算法具有不透明度、亮度、照明、热量、窗口级别和窗口宽度的预设值,在大多数 3D 工作站中提供。这些旨在强调不同的组织类型和身体部位的插图,用于特殊检查,例如,血管对比,气道,胃或血栓18,24,31。18,24,31然而,在搁浅的尸体的情况下,有气体积累造成的分解,没有器官灌注。大多数临床CT检查的DVR预设,特别是CT造影,需要对比注射,因此不能应用于本研究。在物种及其分解水平等基于阈值的算法标准化后,可以建立自设计的 DVR 模板与用于鲸目动物 PM 调查的单个或多个 DVR 模型相结合。然而,根据我们的经验,列出的8种渲染技术能够识别搁浅鲸目动物中的大多数PM发现,并足以调查其生物健康和特征。
尸体的准备和扫描对于后续的病毒处理和可视化至关重要。CT 机器(电离辐射装置)的操作必须由有证书的放射技师或临床医生依法执行。虽然扫描的受试者是尸体,但辐射剂量应保持在合理可达到的低水平。扫描参数的控制,特别是切片厚度的控制,将高度影响重建的日冕和下垂平面的精度。此外,CT切片厚度的减少允许更精确的诊断。例如,获得厚度为 3 mm 的 PMCT 图像可能会忽略 1×1×1 mm 寄生性颗粒瘤,常见于搁浅鲸目动物的乳腺中。为了避免错过任何发现并改进 2D 和 3D 渲染的分辨率,使用了标准化扫描协议。切片厚度控制在 1 mm,并尽可能控制在 0.625 mm,这是用于 CT 机器的最小切片厚度。
适当的后处理可视化和操作病毒性数据集需要清楚地了解用于鲸目动物PM调查的常见渲染技术的原则和陷阱,例如,识别技术之间的强弱21。渲染技术的选择取决于解剖结构和要说明的基本病理,没有一种技术可以全面识别所有的PM发现。了解利弊并选择适当的渲染技术可以提高病毒数据集的图像质量和可解释性,从而有助于获得正确的诊断。仔细查看病毒数据集,并将它们与其他技术关联,可以避免潜在的渲染和分割错误18。不过,最终的判断和诊断应该由兽医放射科医生或放射科临床医生作出,他们获得报告病毒性病的证明和经验。
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Disclosures
作者没有什么可透露的。
Acknowledgments
作者感谢香港特别行政区政府渔农自然护理署对这项工程的持续支持。此外,我们亦衷心感谢来自香港城市大学水生动物病毒实验室、香港海洋公园保育基金会及香港海洋公园的兽医、职员及志愿者,为这项工程的搁浅反应付出巨大努力。特别感谢市大学兽医医疗中心和香港兽医影像中心的技术人员,他们负责进行本研究的CT和MRI单位。此处表达的任何意见、结论、结论或建议,并不一定反映海洋生态改善基金或受托人的意见。该项目由香港研究资助局(资助编号:UGC/FDS17/M07/14)及海洋生态改善基金(资助编号:MEEF2017014、MEEF2017014A、MEEF2019010及 MEEF2019010A)、海洋生态改善基金、海洋生态及渔业增强基金受托人有限公司资助。特别感谢玛丽亚·何塞·罗伯斯·马拉贡巴博士对这份手稿进行英文编辑。
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Aquarius iNtuition workstation | TeraRecon Inc | NA | |
Siemens 64-row multi-slice spiral CT scanner Somatom go.Up | Siemens Healthineers | NA |
References
- Tsui, H. C. L., Kot, B. C. W., Chung, T. Y. T., Chan, D. K. P. Virtopsy as a revolutionary tool for cetacean stranding programs: Implementation and management. Frontiers in Marine Sciences. , (2020).
- Jacobsen, C., Bech, B. H., Lynnerup, N. A comparative study of cranial, blunt trauma fractures as seen at medicolegal autopsy and by computed tomography. BMC Medical Imaging. 9 (18), 1-9 (2009).
- Jacobsen, C., Lynnerup, N. Craniocerebral trauma--congruence between post-mortem computed tomography diagnoses and autopsy results: a 2-year retrospective study. Forensic Science International. 194 (1-3), 9-14 (2010).
- Plattner, T., et al. Virtopsy-postmortem multislice computed tomography (MSCT) and magnetic resonance imaging (MRI) in a fatal scuba diving incident. Journal of Forensic Sciences. 48 (6), 1347-1355 (2003).
- Jackowski, C., et al. Visualization and quantification of air embolism structure by processing postmortem MSCT data. Journal of Forensic Sciences. 49 (6), 1339-1342 (2004).
- Aghayev, E., et al. Pneumomediastinum and soft tissue emphysema of the neck in postmortem CT and MRI; a new vital sign in hanging. Forensic Science International. 153 (2-3), 181-188 (2005).
- Jackowski, C., Persson, A., Thali, M. J. Whole Body Postmortem Angiography with a High Viscosity Contrast Agent Solution Using Poly Ethylene Glycol as Contrast Agent Dissolver. Journal of Forensic Sciences. 53 (2), 465-468 (2008).
- Jackowski, C., et al. Virtopsy: postmortem minimally invasive angiography using cross section techniques - implementation and preliminary results. Journal of Forensic Sciences. 50 (5), 1175-1186 (2005).
- Grabherr, S., et al. Postmortem CT angiography compared with autopsy: a forensic multicenter study. Radiology. 288 (1), 270-276 (2018).
- Yuen, A. H. L., Tsui, H. C. L., Kot, B. C. W. Accuracy and reliability of cetacean cranial measurements using computed tomography three dimensional volume rendered images. PloS one. 12 (3), 0174215 (2017).
- Kot, B. C. W., Chan, D. K. P., Yuen, A. H. L., Tsui, H. C. L. Diagnosis of atlanto-occipital dissociation: Standardised measurements of normal craniocervical relationship in finless porpoises (genus Neophocaena) using postmortem computed tomography. Scientific Reports. 8, 8474 (2018).
- Chan, D. K. P., Tsui, H. C. L., Kot, B. C. W. Database documentation of marine mammal stranding and mortality: current status review and future prospects. Diseases of Aquatic Organisms. 126 (3), 247-256 (2017).
- Chan, D. K. P., Kot, B. C. W. Cetaceans postmortem multimedia analysis platform (CPMAP): pilot web-accessed database of a virtopsy-driven stranding response program in the Hong Kong waters. Proceedings of International Association for Aquatic Animal Medicine 48th Annual Conference, Cancun, MEX. , (2017).
- Hamel, P. E. S., et al. Postmortem computed tomography and magnetic resonance imaging findings in a case of coinfection of dolphin morbillivirus and Aspergillus fumigatus in a juvenile bottlenose dolphin (Tursiops truncatus). Journal of Zoo and Wildlife Medicine. 51 (2), 448-454 (2020).
- Weisbrod, T. C., Walsh, M. T., Marquardt, S., Giglio, R. F. Computed tomography diagnosis of pneumothorax and cardiac foreign body secondary to stingray injury in a bottlenose dolphin (Tursiops truncatus). Aquatic Mammals. 46 (3), 326-330 (2020).
- Kot, B. C. W., Tsui, H. C. L., Chung, T. Y. T., Lau, A. P. Y. Postmortem neuroimaging of cetacean brains using computed tomography and magnetic resonance imaging. Frontiers in Marine Science. , (2020).
- Lundström, C., et al. State-of-the-art of visualization in post-mortem imaging. Acta Pathologica, Microbiologica, et Immunologica Scandinavica. 120 (4), 316-326 (2012).
- Lipson, S. A. MDCT and 3D Workstations. , Springer. (2006).
- Perandini, S., Faccioli, N., Zaccarella, A., Re, T. J., Mucelli, R. P. The diagnostic contribution of CT volumetric rendering techniques in routine practice. Indian Journal of Radiology and Imaging. 20 (2), 92-97 (2010).
- Pavone, P., Luccichenti, G., Cademartiri, F. From maximum intensity projection to volume rendering. Seminars in Ultrasound, CT and MRI. 22 (5), 413-419 (2001).
- Fishman, E. K., et al. Volume rendering versus maximum intensity projection in CT angiography: what works best, when, and why. RadioGraphics. 26 (3), 905-922 (2006).
- Udupa, J. K. Three-dimensional visualization and analysis methodologies: a current perspective. RadioGraphics. 19 (3), 783-806 (1999).
- Thali, M. J., et al. a new imaging horizon in forensic pathology: virtual autopsy by postmortem multislice computed tomography (MSCT) and magnetic resonance imaging (MRI) - a feasibility study. Journal of Forensic Sciences. 48 (2), 386-403 (2003).
- Dalrymple, N. C., Prasad, S. R., Freckleton, M. W., Chintapalli, K. N. Informatics in radiology (infoRAD): introduction to the language of three-dimensional imaging with multidetector CT. RadioGraphics. 25 (5), 1409-1428 (2005).
- Thali, M. J., et al. Virtopsy - documentation, reconstruction and animation in forensic: individual and real 3D data based geo-metric approach including optical body/object surface and radiological CT/MRI scanning. Journal of Forensic Sciences. 50 (2), 428-442 (2015).
- Tsui, H. C. L., Kot, B. C. W. Role of image reformation techniques in postmortem computed tomography imaging of stranded cetaceans. Proceedings of International Association for Aquatic Animal Medicine 47th Annual Conference. , Virginia Beach, VA, USA. (2016).
- Ampanozi, G., et al. Format preferences of district attorneys for post-mortem medical imaging reports: understandability, cost effectiveness, and suitability for the courtroom: a questionnaire based study. Legal Medicine (Tokyo). 14 (3), 116 (2012).
- Ebert, L. C., et al. Forensic 3D visualization of CT data using cinematic volume rendering: a preliminary study. American Journal of Roentgenology. 208 (2), 233-240 (2017).
- Alonso-Farré, J. M., et al. Cross-sectional anatomy, computed tomography and magnetic resonance imaging of the head of common dolphin (Delphinus delphis) and striped dolphin (Stenella Coeruleoalba). Anatomia, Histologia, Embryologia. 44 (1), 13-21 (2015).
- Gascho, D., Thali, M. J., Niemann, T. Post-mortem computed tomography: technical principles and recommended parameter settings for high-resolution imaging. Medicine, Science and the Law. 58 (1), 70-83 (2018).
- Lee, E. Y., et al. MDCT evaluation of thoracic aortic anomalies in pediatric patients and young adults: comparison of axial, multiplanar, and 3D images. American Journal of Roentgenology. 182 (3), 777-784 (2004).
- Errickson, D., Thompson, T. J. U., Rankin, B. W. J. The application of 3D visualization of osteological trauma for the courtroom: a critical review. Journal of Forensic Radiology and Imaging. 2 (3), 132-137 (2014).
- Prokop, M., Galanski, M. Spiral and multislice computed tomography of the body. , Thieme Medical Publishers. (2003).
- Kawel, N., Seifert, B., Luetolf, M., Boehm, T. Effect of slab thickness on the CT detection of pulmonary nodules: use of sliding thin-slab maximum intensity projection and volume rendering. American Journal of Roentgenology. 192 (5), 1324-1329 (2009).
- Vlassenbroek, A. The use of isotropic imaging and computed tomography reconstructions. Comparative Interpretation of CT and Standard Radiography of the Chest, Medical Radiology. , Springer-Verlag. Berlin Heidelberg. 53-73 (2011).
- van Ooijen, P. M., et al. Noninvasive coronary imaging using electron beam CT: surface rendering versus volume rendering. American Journal of Roentgenology. 180 (1), 223-226 (2003).
- Remy-Jardin, M., Remy, J., Artaud, D., Fribourg, M., Duhamel, A. Volume rendering of the tracheobronchial tree: clinical evaluation of bronchographic images. Radiology. 208 (3), 761-770 (1998).
- Bassett, J. T., Liotta, R. A., Barlow, D., Lee, D., Jensen, D. Colonic perforation during screening CT colonography using automated CO2 insufflation in an asymptomatic adult. Abdominal Imaging. 33 (5), 598-600 (2008).