与彩色多普勒映射相结合的同步三平面重建，可精确快速定位甲状腺病变

摘要

在这里，我们介绍了一种结合多平面 3D 重建和彩色多普勒融合的 5D 超声技术，该技术可以同步可视化甲状腺结构和功能信息。通过最大限度地减少盲点，该方法可以快速、精确地定位病变，从而提高诊断准确性，特别是使新手从业者受益。

摘要

该文提出了一种基于超声数据五维同步重建的新型甲状腺检查技术。原始时间序列被重建为反映解剖结构的 3D 体积数据。实现了三个正交平面的三平面可视化，对整个压盖进行了系统检测。彩色多普勒成像被集成到每个三平面切片中，以绘制血管变化图。这种多模态融合可以在重建的 5D 空间中同步显示结构、功能和血流信息。与传统扫描相比，该技术具有灵活的离线诊断、减少对扫描的依赖、增强的直观解释和全面的多方面评估等优点。通过最大限度地减少监督错误，它可以提高诊断的准确性，特别是对于新手从业者。所提出的5D融合方法可以快速、精确地定位病灶，以便及早发现。未来的工作将探索与生化标志物的整合，以进一步提高诊断精度。该技术在推进甲状腺检查方面具有相当大的临床价值。

引言

桥本氏甲状腺炎 （HT） 是最常见的自身免疫性甲状腺疾病 （AITD），是世界上碘充足地区甲状腺功能减退的主要原因¹。它的特征是淋巴细胞浸润和针对甲状腺抗原的自身抗体，导致甲状腺结构的破坏和甲状腺功能减退^症2。HT 的分期旨在评估严重程度并指导治疗决策。它依赖于促甲状腺激素 （TSH） 和甲状腺自身抗体³ 等生化标志物的组合，以及甲状腺超声上可见的超声特征 ^4,5,6。

超声检查显示特征性发现，包括彩色多普勒 ^6,7 上的弥漫性回声、异质性回声纹理、微结节和血流量增加。然而，传统的二维 （2D） 灰度超声缺乏定量方法来系统地分析 HT 分期的这些特征⁸。血管变化的评估也仅限于 2D 模式下的定性目视检查。甲状腺复杂的三维 （3D） 结构进一步阻碍了使用传统 2D 切片进行全面评估 ^9,10

研究方案

本研究已获得北京中医药大学附属顺思淼医院机构评审委员会的批准。该患者是从孙思苗医院甲状腺科招募的。患者接受了甲状腺超声检查，并对该研究给予知情同意。在这项研究中，使用手持设备获取的 4D 超声数据用于重建甲状腺的三平面视图。此外，还实现了实时同步彩色多普勒成像。本研究中使用的软件工具列在 材料表中。

1. 数据收集和准备

1. 使用便携式手持式超声设备，将线性阵列换能器横向放置在患者颈部，以在横截面上对甲状腺进行成像。沿着甲状腺的长度缓慢而稳定地滑动探头，同时保持探头的接触和方向。
2. 以 33 Hz 的帧速率获取一系列可视化甲状腺形态的横向 B 模式图像。
3. 同时，应用彩色多普勒来检测腺体和血管中的血流。从甲状腺上极到下甲状腺两极扫描，覆盖整个腺体。由此产生的动态成像序列包括形成两个 4D 数据集的连续横向切片。
4. 加载和浏览 4D B 模式超声数据
   1. 将所有 DICOM 数据复制到自定义的工作目录。
      注意：操作系统和 MATLAB 中的工作目录是相同的。键入每行后按 Enter 键以在 MATLAB 中运行该命令。
   2. 使用 dicomread 函数将 B 模式 US 数据文件导入 MATLAB，并使用 size

讨论

协议中的关键步骤
虽然 图 1 和 图 2 对检查和诊断具有价值，但从其他角度确定病变位置和视图需要专家经验。对于桥本氏甲状腺炎（HT）的诊断，实时同步 图1 和 图2 也是一个重要而关键的步骤。协议步骤 3.3 是关键步骤之一，如 图 4 所示，主治医师可以交互式检查 3D.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
MATLAB	MathWorks	2023B	Computing and visualization
Tools for Thyroid Disease Precision Quantification	Intelligent Entropy	Thyroid-3D V1.0	Beijing Intelligent Entropy Science & Technology Co Ltd. Modeling for Thyroid Disease