$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Akciğerde küçük, yuvarlak büyümeler olan erken multipl pulmoner nodüller iyi huylu veya kötü huylu olabilir 1,2,3. Soliter pulmoner nodüllerin tanı ve tedavisi daha kolay olmasına rağmen, erken multipl pulmoner nodülleri olan hastalar önemli tanı ve tedavi zorluklarıyla karşı karşıyadır. Etkili tedavi planları geliştirmek için, bu nodüllerin tüm akciğer boyunca mekansal dağılımını, boyutunu, yerini ve çevresindeki akciğer dokusu ile ilişkisini doğru bir şekilde tanımlamak esastır 4,5. Geleneksel tanı yöntemlerinin erken multipl pulmoner nodülleri doğru bir şekilde tanımlamada sınırlamaları vardır.
Tıbbi görüntü işleme teknolojisi ve makine öğrenimi algoritmalarındaki son gelişmeler, erken pulmoner nodül tespiti ve teşhisinin doğruluğunu ve verimliliğini artırma potansiyeline sahiptir. Makine görüşüne dayalı örüntü tanıma yöntemleri ve maksimum yoğunluk projeksiyonuna (MIP) dayalı görselleştirme yöntemleri gibi çeşitli yaklaşımlar önerilmiştir6,7,8,9,10. Bununla birlikte, bu yöntemler yanlış pozitifler, yanlış negatifler 11,12,13,14,15 ve erken multipl pulmoner nodüllerin dağılımı ve uzamsal özelliklerinin makroskopik ve bütünsel tanımlarının olmaması gibi sınırlamalardan muzdariptir.
Bu sınırlamaları ele almak için, bu çalışma, akciğerin 3D konturunu tüm göğüs taramasının arka planına karşı çıkarmak için tıbbi görüntü işleme teknolojisini kullanan bir tüm akciğer 3D rekonstrüksiyon yöntemi önermektedir. Yöntem daha sonra akciğer, pulmoner arter ve erken multipl pulmoner nodüllerin 3D alanda 3D rekonstrüksiyonunu gerçekleştirir. Bu yaklaşım, tüm akciğerdeki erken multipl nodüllerin uzamsal dağılımının ve radyolojik özelliklerinin daha kapsamlı ve doğru bir temsilini sağlar.
Önerilen yöntem birkaç temel adımı içerir. İlk olarak, tıbbi görüntüler 3D görüntü işleme yazılımına aktarılır ve eşik tabanlı bir segmentasyon tekniği kullanılarak akciğer bölgesi çıkarılır. Akabinde çıkarılan akciğer bölgesi, çevresindeki göğüs duvarından ve göğüs omurlarının kemiksi yapılarından ayrılır. Erken multipl pulmoner nodüller ve çevredeki kan damarları ile ilişkileri daha sonra maksimum yoğunluk projeksiyonu (MIP) algoritmaları kullanılarak 3B uzayda yeniden yapılandırılır. Son olarak, daha fazla analiz için akciğer, pulmoner arter ve nodüllerin yeniden yapılandırılmış 3D modeli görüntülenir.
Bu yöntemin mevcut yöntemlere göre çeşitli avantajları vardır. 2D görüntülere dayanan geleneksel yöntemlerin aksine, bu yöntem erken multipl pulmoner nodüllerin daha doğru ve kapsamlı bir temsilini sağlamak için 3D hacmi kullanır. Yöntem ayrıca, örüntü tanıma yöntemleri ve MIP görselleştirme yöntemleriyle ilişkili yanlış pozitiflerin ve yanlış negatiflerin sınırlamalarının üstesinden gelir. Ayrıca, bu yöntem, etkili tedavi planları geliştirmek için gerekli olan erken multipl pulmoner nodüllerin dağılımının ve mekansal özelliklerinin makroskopik ve bütünsel bir tanımını sağlar.
Önerilen yöntemin erken multipl pulmoner nodüllerin tanı ve tedavisinde çeşitli potansiyel uygulamaları vardır. Erken multipl nodüllerin mekansal dağılımının ve radyolojik özelliklerinin doğru tanımlanması, akciğer kanserinin erken tanı ve tedavisine yardımcı olabilir. Ayrıca yöntem, hastalığın ilerlemesini izlemek ve tedavi planlarının etkinliğini değerlendirmek için kullanılabilir.
Makine görüşüne dayalı örüntü tanıma yöntemleri6,7,8, pulmoner nodüllerin tanımlanmasında umut vaat etmektedir, ancak yanlış pozitifler ve yanlış negatifler gibi sınırlamalardan muzdariptir. Öte yandan, MIP görselleştirme yöntemleri, tek tek nodüllerin daha doğru bir temsilini sağlar, ancak erken multipl nodüllerin dağılımı ve uzamsal özelliklerinin makroskopik ve bütünsel bir tanımından yoksundur. Önerilen tüm akciğer 3D rekonstrüksiyon yöntemi bu sınırlamaların üstesinden gelir ve erken multipl pulmoner nodüllerin daha doğru ve kapsamlı bir temsilini sağlar.
İzovoksel dönüşümü16,17, farklı voksel boyutlarına sahip 3B görüntüleri, tek tip voksel boyutlarına sahip 3B görüntülere dönüştürme işlemini ifade eder. Tıbbi görüntü işleme alanında, 3B hacimler genellikle çeşitli boyutlardaki voksellerden oluşur ve bu da hesaplama ve görselleştirme sorunlarına yol açabilir. İzovoksel dönüşümünün amacı, orijinal 3B ciltteki vokselleri yeniden örnekleyerek ve enterpolasyon yaparak bu sorunları ele almak ve tutarlı voksel boyutlarına sahip yeni bir 3B görüntü elde etmektir. Bu teknik, görüntü kaydı, segmentasyon ve görselleştirme dahil olmak üzere çeşitli tıbbi bağlamlarda uygulamalar bulur. Bu nedenle, bu çalışma, akciğerin 3D konturunu tüm göğüs taramasının arka planına karşı çıkarmak için tıbbi görüntü işleme teknolojisini kullanan bir tüm akciğer 3D rekonstrüksiyon yöntemi önerdi. Yöntem, tüm akciğer boyunca erken multipl nodüllerin uzamsal dağılımının ve radyolojik özelliklerinin daha doğru ve kapsamlı bir temsilini sağlar. Bu çalışma, erken multipl pulmoner nodüllü hastalar için daha doğru ve etkili tanı ve tedavi stratejilerinin geliştirilmesine katkıda bulunmaktadır.