تلقى هذا المنشور دعما من خطة البحث والتطوير الرئيسية لمقاطعة شنشي: 2023-ZDLSF-56 وبناء فريق "عالم + مهندس" في مقاطعة شنشي: 2022KXJ-019.

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
<ol><li>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.</li>
	<li>احصل على سلسلة من الصور المستعرضة في الوضع B التي تصور مورفولوجيا الغدة الدرقية بمعدل إطارات يبلغ 33 هرتز.</li>
	<li>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.</li>
	<li>تحميل وتصفح بيانات الموجات فوق الصوتية 4D B-mode<ol><li>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.</li>
		<li>قم باستيراد ملف بيانات الولايات المتحدة في الوضع B إلى MATLAB باستخدام وظيفة dicomread ، واستخدم وظيفة الحجم لعرض أبعاد البيانات.<ol><li>افتح MATLAB على الكمبيوتر.</li>
			<li>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.</li>
			<li>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.</li>
		</ol></li>
		<li>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).<ol><li>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.</li>
		</ol></li>
		<li>تعرض واجهة المستخدم الرسومية في الشكل 1 أزرار التشغيل للإيقاف المؤقت والتقديم والإرجاع وما إلى ذلك.<ol><li>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.</li>
			<li>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.</li>
		</ol></li>
	</ol></li>
	<li>تحميل وتصفح بيانات الموجات فوق الصوتية دوبلر الملونة 4D<ol><li>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.</li>
		<li>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.</li>
	</ol></li>
</ol>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.
<ol><li>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.</li>
</ol>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.
<ol><li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>اضغط على زر الماوس الأيسر واسحبه فوق أي منطقة من الصور لتعديل مستويات السطوع والتباين في الوقت الفعلي. حرر زر الماوس لتأكيد التعديلات وإنهائها.</li>
</ol>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).
<ol><li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>اضغط على زر الماوس الأيسر واسحبه فوق أي منطقة من الصور لتعديل مستويات السطوع والتباين في الوقت الفعلي. حرر زر الماوس لتأكيد التعديلات وإنهائها.</li>
</ol>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).
<ol><li>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.</li>
	<li>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.</li>
</ol>

التصور المتزامن للمعلومات الهيكلية والوظيفية للغدة الدرقية

<ol>
	<li>Ragusa, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hashimotos'+thyroiditis:+Epidemiology,+pathogenesis,+clinic+and+therapy.">Hashimotos' thyroiditis: Epidemiology, pathogenesis, clinic and therapy.</a> Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 33 (6), 101367 (2019).</li><li>Ralli, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hashimoto's+thyroiditis:+An+update+on+pathogenic+mechanisms,+diagnostic+protocols,+therapeutic+strategies,+and+potential+malignant+transformation.">Hashimoto's thyroiditis: An update on pathogenic mechanisms, diagnostic protocols, therapeutic strategies, and potential malignant transformation.</a> Autoimmun Rev. 19 (10), 102649 (2020).</li><li>Soh, S., Aw, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laboratory+testing+in+thyroid+conditions+-+pitfalls+and+clinical+utility.">Laboratory testing in thyroid conditions - pitfalls and clinical utility.</a> Ann Lab Med. 39 (1), 3-13 (2019).</li><li>Cansu, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnostic+value+of+3D+power+Doppler+ultrasound+in+the+characterization+of+thyroid+nodules.">Diagnostic value of 3D power Doppler ultrasound in the characterization of thyroid nodules.</a> Turk J Med Sci. 49, 723-729 (2019).</li><li>Haugen, B. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Thyroid. 26 (1), 1-133 (2016).</li><li>Acharya, U. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnosis+of+Hashimoto's+thyroiditis+in+ultrasound+using+tissue+characterization+and+pixel+classification.">Diagnosis of Hashimoto's thyroiditis in ultrasound using tissue characterization and pixel classification.</a> Proc Inst Mech Eng H. 227 (7), 788-798 (2013).</li><li>Zhang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+learning+to+diagnose+Hashimoto's+thyroiditis+from+sonographic+images.">Deep learning to diagnose Hashimoto's thyroiditis from sonographic images.</a> Nat Commun. 13 (1), 3759 (2022).</li><li>Huang, J., Zhao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+diagnosis+progress+of+ultrasound+imaging+technology+in+thyroid+diffuse+diseases.">Quantitative diagnosis progress of ultrasound imaging technology in thyroid diffuse diseases.</a> Diagnostics. 13 (4), 700 (2023).</li><li>Gasic, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+between+low+vitamin+D+levels+with+Hashimoto+thyroiditis.">Relationship between low vitamin D levels with Hashimoto thyroiditis.</a> Srp Arh Celok Lek. 151 (5-6), 296-301 (2023).</li><li>Sultan, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+3D+ultrasound+reliable+for+the+evaluation+of+carotid+disease?+A+systematic+review+and+meta-analysis.">Is 3D ultrasound reliable for the evaluation of carotid disease? A systematic review and meta-analysis.</a> Med Ultrason. 25 (2), 216-223 (2023).</li><li>Arsenescu, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Sensors. 23 (5), 2806 (2023).</li><li>Kr&#246;nke, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tracked+3D+ultrasound+and+deep+neural+network-based+thyroid+segmentation+reduce+interobserver+variability+in+thyroid+volumetry.">Tracked 3D ultrasound and deep neural network-based thyroid segmentation reduce interobserver variability in thyroid volumetry.</a> PLoS One. 17 (7), e0268550 (2022).</li><li>Hazem, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliability+of+shear+wave+elastography+in+the+evaluation+of+diffuse+thyroid+diseases+in+children+and+adolescents.">Reliability of shear wave elastography in the evaluation of diffuse thyroid diseases in children and adolescents.</a> Eur J Radiol. 143, 109942 (2021).</li><li>Herickhoff, C. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-cost+volumetric+ultrasound+by+augmentation+of+2D+systems:+design+and+prototype.">Low-cost volumetric ultrasound by augmentation of 2D systems: design and prototype.</a> Ultrasound Imaging. 40 (1), 35-48 (2017).</li><li>Seifert, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+thyroid+volume+determination+by+stitched+3D-ultrasound+data+sets+in+patients+with+structural+thyroid+disease.">Optimization of thyroid volume determination by stitched 3D-ultrasound data sets in patients with structural thyroid disease.</a> Biomedicines. 11 (2), 381 (2023).</li></ol>

الأداة البرمجية للقياس الكمي الدقيق لأمراض الغدة الدرقية ، المدرجة في جدول مواد هذه الدراسة باسم القياس الكمي الدقيق لأمراض الغدة الدرقية V1.0 ، هي نتاج شركة Beijing Intelligent Entropy Science and Technology Co.، Ltd. تنتمي حقوق الملكية الفكرية لأداة البرنامج هذه إلى الشركة. ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عنه.

الخطوات الحاسمة في البروتوكول في حين أن الشكل 1 والشكل 2 لهما قيمة للفحص والتشخيص ، فإن تحديد موقع الآفة ووجهات النظر من وجهات نظر أخرى يتطلب خبرة خبير. لتشخيص التهاب الغدة الدرقية هاشيموتو (HT) ، تعد مزامنة الشكل 1 والشك?...

التهاب الغدة الدرقية هاشيموتو (HT) ، وهو اضطراب الغدة الدرقية المناعي الذاتي الأكثر شيوعا (AITD) ، هو السبب الرئيسي لقصور الغدة الدرقية في المناطق التي تحتوي على اليودفي العالم 1. يتميز بتسلل الخلايا اللمفاوية والأجسام المضادة الذاتية ضد مستضدات الغدة الدرقية ، مما يؤدي إلى تدمير بنية الغدة الدرقية وقصور الغدة الدرقية2. يهدف تنظيم HT إلى تقييم شدة وتوجيه قرارات العلاج. يعتمد على مزيج من العلامات الكيميائية الحيوية مثل هرمون تحفيز الغدة الدرقية (TSH) والأجسام المضادة الذاتية للغدة الدرقية3 ، بالإضافة إلى ميزات الموجات فوق الصوتية المرئية على الموجات فوق الصوتيةللغدة الدرقية 4،5،6.
في الفحص بالموجات فوق الصوتية ، يوضح HT نتائج مميزة ، بما في ذلك انخفاض الصدى المنتشر ، والملمس الصدى غير المتجانس ، والعقيدات الدقيقة ، وزيادة تدفق الدم على دوبلر 6,7 الملون. ومع ذلك ، فإن الموجات فوق الصوتية التقليدية ثنائية الأبعاد (2D) ذات التدرج الرمادي تفتقر إلى الأساليب الكمية لتحليل هذه الميزات بشكل منهجي ل HT staged8. يقتصر تقييم تغيرات الأوعية الدموية أيضا على الفحص البصري النوعي في وضع 2D. إن البنية المعقدة ثلاثية الأبعاد (3D) للغدة الدرقية تعيق التقييم الشامل باستخدام تشريح 2D التقليدي 9,10. تؤدي هذه العوامل إلى تصوير البقع العمياء وسوء التفسير ، مما يؤدي إلى انخفاض الحساسية والنوعية ، خاصة بالنسبة للممارسين الأقل خبرة11،12.
يدمج المسح بالموجات فوق الصوتية التقليدية المحمولة باليد الاستحواذ والتشخيص في الوقت الفعلي. يزيد هذا الاعتماد المقترن لسير العمل من احتمالية حدوث أخطاء في الرقابة أثناء الفحص. كما أن الافتقار إلى التوطين المكاني والتتبع يجعل تحديد الآفات ومراقبتها غير دقيق 12,13. ظهرت أنظمة الموجات فوق الصوتية 3D المخصصة لمعالجة هذه القيود وأظهرت نتائج واعدة14,15. ومع ذلك ، فإن معظم تقنيات الموجات فوق الصوتية 3D تتطلب آليات مسح ميكانيكية معقدة ومحولات طاقة متخصصة ، مما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف والحواجز التي تحول دون اعتمادها.
للتغلب على قيود تقنيات الموجات فوق الصوتية التقليدية 2D و 3D ، تقترح هذه الدراسة حلا جديدا لإعادة البناء والتصور ثلاثي الأبعاد مصمم خصيصا لفحص الغدة الدرقية. باستخدام الموجات فوق الصوتية المحمولة المتاحة على نطاق واسع ، يتم الحصول على عمليات مسح 2D متعددة لأول مرة لمسح الغدة الدرقية بأكملها. ثم يتم تحقيق إعادة البناء الحجمي 3D عن طريق التسجيل المكاني والانصهار من تسلسلات 2D. في الوقت نفسه ، يتم تسجيل إطارات دوبلر الملونة لإنشاء خرائط الأوعية الدموية التي تصور تغيرات تدفق الدم. تم دمج أحجام التدرج الرمادي 3D المعاد بناؤها وخرائط الأوعية الدموية الملونة أخيرا في منصة واحدة ، مما يتيح التصور المتزامن متعدد المستويات والفحص الهيكلي الوظيفي المشترك.
توفر تقنية الانصهار 3D المقترحة تقييما منهجيا وشاملا لمورفولوجيا الغدة الدرقية المعقدة من جوانب مختلفة. من خلال تقليل النقاط العمياء وتمكين النظرة العامة العالمية ، يمكن أن يساعد في تحسين دقة التشخيص وتقليل أخطاء الرقابة ، وخاصة إفادة الممارسين المبتدئين. يسهل التصور متعدد الوسائط أيضا تحديد الموقع السريع والدقيق للآفات ، مما يبشر بالتشخيص والعلاج المبكر لعقيدات وأورام الغدة الدرقية. علاوة على ذلك ، تقدم الطريقة تحليلا كميا لميزة 3D التي لم يتم التحقيق فيها من أجل التدريج HT من قبل. مع اعتمادها على نطاق واسع ، لديها القدرة على توحيد وتجسيد إجراءات التشخيص بالموجات فوق الصوتية التي تعتمد حاليا على الخبرة. من خلال دمج إعادة بناء 3D المحمولة باليد ، والانصهار متعدد الوسائط ، وتحليل الميزات الكمية ، والتصور المرن في سير عمل مبسط ، تمثل هذه التقنية منخفضة التكلفة وسهلة الاستخدام قفزة قوية تشخيصيا من الموجات فوق الصوتية 2D التقليدية لتطوير فحص الغدة الدرقية.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>MathWorks&#160;</td>
			<td>2023B</td>
			<td>Computing and visualization&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tools for Thyroid Disease Precision Quantification</td>
			<td>Intelligent Entropy</td>
			<td>Thyroid-3D V1.0</td>
			<td>Beijing Intelligent Entropy Science &#38; Technology Co Ltd. 
			Modeling for Thyroid Disease</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synchronous triplanar reconstruction integrated with color doppler mapping for precise and rapid localization of thyroid lesions

تقترح هذه الورقة تقنية جديدة لفحص الغدة الدرقية تعتمد على إعادة البناء المتزامن خماسي الأبعاد (5D) لبيانات الموجات فوق الصوتية. يتم إعادة بناء التسلسلات الزمنية الخام في البيانات الحجمية 3D تعكس البنية التشريحية. يتم تحقيق التصور الثلاثي من ثلاث طائرات متعامدة لتوفير فحص منهجي للغدة بأكملها. يتم دمج تصوير دوبلر الملون في كل شريحة ثلاثية المستويات لرسم خريطة لتغيرات الأوعية الدموية. يتيح هذا الانصهار متعدد الوسائط عرضا متزامنا للمعلومات الهيكلية والوظيفية وتدفق الدم في مساحة 5D المعاد بناؤها. بالمقارنة مع المسح التقليدي ، توفر هذه التقنية فوائد التشخيص المرن في وضع عدم الاتصال ، وتقليل الاعتماد على المسح ، والتفسير البديهي المحسن ، والتقييم الشامل متعدد الجوانب. من خلال تقليل أخطاء الرقابة ، يمكن أن يحسن دقة التشخيص ، خاصة بالنسبة للممارسين المبتدئين. تسمح طريقة الانصهار 5D المقترحة بالتوطين السريع والدقيق للآفات للكشف المبكر. سوف يستكشف العمل المستقبلي التكامل مع الواسمات البيوكيميائية لزيادة تحسين دقة التشخيص. هذه التقنية لها قيمة سريرية كبيرة لتطوير فحص الغدة الدرقية.

Hashimoto's thyroiditis (HT), the most frequent autoimmune thyroid disorder (AITD), is the leading cause of hypothyroidism in iodine-sufficient areas of the world1. It is characterized by lymphocytic infiltration and autoantibodies against thyroid antigens, leading to the destruction of thyroid architecture and hypothyroidism2. Staging of HT aims to assess the severity and guide treatment decisions. It relies on a combination of biochemical markers such as thyroid stimulating hormone (TSH) and thyroid autoantibodies3, as well as ultrasonographic features visible on thyroid ultrasound4,5,6.
On ultrasound examination, HT demonstrates characteristic findings, including diffusely decreased echogenicity, heterogeneous echotexture, micronodularity, and increased blood flow on color Doppler6,7. However, conventional two-dimensional (2D) grayscale ultrasound lacks quantitative methods for systematically analyzing these features for HT staging8. The assessment of vascularity changes is also limited to qualitative visual inspection in 2D mode. The complex three-dimensional (3D) architecture of the thyroid gland further hampers thorough evaluation using conventional 2D slicing9,10. These factors lead to imaging blind spots and misinterpretation, resulting in low sensitivity and specificity, especially for less experienced practitioners11,12.
Conventional handheld ultrasound scanning integrates real-time acquisition and diagnosis. This coupled workflow reliance increases the likelihood of oversight errors during scanning. The lack of spatial localization and tracking also makes lesion identification and monitoring imprecise12,13. Dedicated 3D ultrasound systems have emerged to address these limitations and have shown promising results14,15. However, most 3D ultrasound technologies require complex mechanical scanning mechanisms and specialized transducers, leading to high costs and barriers to adoption.
To overcome the limitations of conventional 2D and 3D ultrasound techniques, this study proposes a novel 3D reconstruction and visualization solution tailored for thyroid examination. Using widely available handheld ultrasound, multiple 2D sweeps are first acquired to scan the entire thyroid gland. 3D volumetric reconstruction is then realized by spatial registration and fusion of the 2D sequences. Concurrently, color Doppler frames are coregistered to create vascularity maps visualizing blood flow changes. The reconstructed 3D grayscale volumes and colored vascularity maps are finally integrated into a single platform, enabling synchronized multi-planar visualization and combined structural-functional inspection.
This proposed 3D fusion technique provides a systematic and comprehensive evaluation of the complex thyroid morphology from different aspects. By minimizing blind spots and enabling global overview, it could help improve diagnostic accuracy and reduce oversight errors, especially benefiting novice practitioners. The multi-modal visualization also facilitates rapid and precise localization of lesions, holding promise for early diagnosis and treatment of thyroid nodules and tumors. Moreover, the method introduces quantitative 3D feature analysis which has not been investigated for HT staging before. With wide adoption, it has the potential to standardize and objectify the currently experience-dependent ultrasound diagnosis procedures. By synergistically integrating handheld 3D reconstruction, multi-modal fusion, quantitative feature analysis, and flexible visualization into a streamlined workflow, this low-cost, easy-to-use technique represents a diagnostically powerful leap from conventional 2D ultrasound for advancing thyroid examination.

تسليط الضوء على المؤلف: دمج التصوير بالموجات فوق الصوتية مع علامات الكيمياء الحيوية لتشخيص أمراض الغدة الدرقية

إعادة بناء ثلاثية المستويات متزامنة متكاملة مع رسم خرائط دوبلر الملونة لتحديد الموقع الدقيق والسريع لآفات الغدة الدرقية

The scope of our research focus on the precise, quantitative diagnosis of thyroid disease, specifically exploring how different status of the disease can be accurately quantified. Currently, the fusion diagnosis of ultrasound imaging and the solid biochemical markers is being utilized to advance research in our field. We have established significant findings in our field by synchronizing the ultrasound, and the Color Doppler ultrasound in 3D space to diagnose solid imaging indicators and integrate them with biochemical indicators.With our protocol, we are addressing the research gap by utilizing portable handheld ultrasound devices to achieve panoramic observation and diagnosis of the triplanar views of solid ultrasound imaging. Our protocol offers the advantage of high cost-effectiveness, and comprehensive precise diagnosis compared to other techniques.

كما هو موضح في واجهة المستخدم الرسومية (GUI) في الشكل 1 والشكل 2 ، يمكن التحقق من تسلسل المسح بالموجات فوق الصوتية بشكل مستمر. ومع ذلك ، يعتمد هذا الفحص ثنائي الأبعاد بشكل كبير على المعرفة التشريحية لأخصائي الغدة الدرقية لإعادة بناء موقع الآفة عقليا ،...

Watch this Scientific Journal Video about Integrating Ultrasound Imaging with Biochemical Markers for Thyroid Disease Diagnosis at JoVE.com

نقدم هنا تقنية الموجات فوق الصوتية 5D التي تجمع بين إعادة بناء 3D متعددة المستويات واندماج دوبلر الملون ، مما يتيح التصور المتزامن للمعلومات الهيكلية والوظيفية للغدة الدرقية. من خلال تقليل البقع العمياء ، تسمح هذه الطريقة بتوطين سريع ودقيق للآفات لتحسين دقة التشخيص ، وخاصة إفادة الممارسين المبتدئين.

This paper proposes a novel thyroid examination technique based on five-dimensional (5D) synchronous reconstruction of ultrasound data. The raw temporal ...

يركز نطاق بحثنا على التشخيص الكمي الدقيق لمرض الغدة الدرقية ، وتحديدا استكشاف كيفية تحديد الحالة المختلفة للمرض بدقة. حاليا ، يتم استخدام تشخيص الانصهار للتصوير بالموجات فوق الصوتية والعلامات البيوكيميائية الصلبة لتطوير البحث في مجالنا. لقد أنشأنا نتائج مهمة في مجالنا من خلال مزامنة الموجات فوق الصوتية ، والموجات فوق الصوتية دوبلر الملونة في مساحة 3D لتشخيص مؤشرات التصوير الصلبة ودمجها مع المؤشرات الكيميائية الحيوية.من خلال بروتوكولنا ، نعالج فجوة البحث من خلال استخدام أجهزة الموجات فوق الصوتية المحمولة باليد لتحقيق مراقبة وتشخيص بانورامي للمناظر الثلاثية المستويات للتصوير بالموجات فوق الصوتية الصلبة. يوفر بروتوكولنا ميزة الفعالية العالية من حيث التكلفة والتشخيص الدقيق الشامل مقارنة بالتقنيات الأخرى.

synchronous-triplanar-reconstruction-integrated-with-color-doppler

Research

JoVE Journal

Medicine

Synchronous Triplanar Reconstruction Integrated with Color Doppler Mapping for Precise and Rapid Localization of Thyroid Lesions

352 Views.  Beijing University of Chinese Medicine. يركز نطاق بحثنا على التشخيص الكمي الدقيق لمرض الغدة الدرقية ، وتحديدا استكشاف كيفية تحديد الحالة المختلفة للمرض بدقة. حاليا ، يتم استخدام تشخيص الانصهار للتصوير بالموجات فوق الصوتية والعلامات البيوكيميائية الصلبة لتطوير البحث في مجالنا. لقد أنشأنا نتائج مهمة في مجالنا م?...

Video: تسليط الضوء على المؤلف: دمج التصوير بالموجات فوق الصوتية مع علامات الكيمياء الحيوية لتشخيص أمراض الغدة الدرقية

This paper proposes a novel thyroid examination technique based on five-dimensional (5D) synchronous reconstruction of ultrasound data. The raw temporal sequences are reconstructed into 3D volumetric data reflecting anatomical structure. Triplanar visualization from three orthogonal planes is realized to provide a systematic inspection of the entire gland. Color Doppler imaging is integrated into each triplanar slice to map vascularity changes. This multi-modal fusion enables synchronous display of structural, functional, and blood flow information in the reconstructed 5D space. Compared to conventional scanning, this technique offers the benefits of flexible offline diagnosis, reduced dependency on scanning, enhanced intuitive interpretation, and comprehensive multi-aspect evaluation. By minimizing oversight errors, it could improve diagnostic accuracy, especially for novice practitioners. The proposed 5D fusion method allows rapid and precise localization of lesions for early detection. Future work will explore integration with biochemical markers to further improve diagnostic precision. The technique has considerable clinical value for advancing thyroid examination.

Here we present a 5D ultrasound technique combining multi-planar 3D reconstruction and color Doppler fusion, which enables synchronous visualization of thyroid structural and functional information. By minimizing blind spots, this method allows rapid, precise localization of lesions to improve diagnostic accuracy, especially benefiting novice practitioners.