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  • Résumé
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  • Protocole
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  • Discussion
  • Déclarations de divulgation
  • Remerciements
  • matériels
  • Références
  • Réimpressions et Autorisations

Résumé

Le programme d’intervention en cas d’échouage des cétacés de Hong Kong a incorporé la tomographie calculée post mortem, qui fournit des renseignements précieux sur la santé biologique et le profil des animaux décédés. Cette étude décrit 8 techniques de rendu d’image qui sont essentielles pour l’identification et la visualisation des résultats post mortem chez les cétacés échoués, ce qui aidera les cliniciens, les vétérinaires et le personnel d’intervention d’échouage dans le monde entier à utiliser pleinement la modalité radiologique.

Résumé

Avec 6 ans d’expérience dans la mise en œuvre de la virtopsy régulièrement dans le programme de réponse à l’échouage des cétacés de Hong Kong, les procédures de virtopsy normalisées, l’acquisition post mortem de la tomographie calculée (PMCT), le postprocessage et l’évaluation ont été établis avec succès. Dans ce programme pionnier d’intervention en échouage virtopsy des cétacés, le PMCT a été exécuté sur 193 cétacés échoués, fournissant des résultats post mortem pour aider l’autopsie et faire la lumière sur la santé biologique et le profil des animaux. Cette étude visait à évaluer 8 techniques de rendu d’image dans le PMCT, y compris la reconstruction multiplanaire, la réforme planaire incurvée, la projection d’intensité maximale, la projection d’intensité minimale, le rendu direct du volume, la segmentation, la fonction de transfert et le rendu du volume de perspective. Illustrées d’exemples pratiques, ces techniques ont permis d’identifier la plupart des résultats des PARTICULES chez les cétacés échoués et ont servi d’outil pour étudier leur santé et leur profil biologiques. Cette étude pourrait guider les radiologistes, les cliniciens et les vétérinaires dans le domaine souvent difficile et compliqué du rendu et de l’examen de l’image du PMCT.

Introduction

Virtopsy, également connu sous le nom d’imagerie post mortem (PM), est l’examen d’une carcasse avec des modalités avancées d’imagerie transversale, y compris la tomographie calculée post mortem (PMCT), l’imagerie par résonance magnétique post mortem (PMMRI), et l’échographie1. Chez l’homme, PMCT est utile dans l’étude des cas traumatiques d’altérations squelettiques2,3, corps étrangers, résultats gazeux4,5,6, et les pathologies du système vasculaire7,8,9. Depuis 2014, la virtopsy est régulièrement mise en œuvre dans le programme d’intervention en échouage des cétacés de Hong Kong1. Le PMCT et le PMMRI sont en mesure de décrire des résultats patho-morphologiques sur des carcasses trop décomposées pour être évaluées par autopsie conventionnelle. L’évaluation radiologique non invasive est objective et numériquement storable, permettant un second avis ou des études rétrospectives des années plus tard1,10,11. Virtopsy est devenu une technique alternative précieuse pour fournir de nouvelles idées des résultats de PM chez les animaux marins échoués12,13,14,15,16. Combiné avec l’autopsie, qui est l’étalon-or pour expliquer la reconstruction pathophysiologique et la cause de la mort17, la santé biologique et le profil des animaux peuvent être abordés. Virtopsy a été progressivement reconnu et mis en œuvre dans les programmes d’intervention d’échouage dans le monde entier, y compris, mais sans s’y limiter, le Costa Rica, le Japon, la Chine continentale, la Nouvelle-Zélande, Taiwan, la Thaïlande et les États-Unis1.

Les techniques de rendu d’image en radiologie utilisent des algorithmes informatiques pour transformer les nombres en informations sur le tissu. Par exemple, la densité radiologique est exprimée dans les rayons X conventionnels et le CT. La grande quantité de données volumétriques est stockée dans le format Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM). Les images CT peuvent être utilisées pour produire des données voxel isotropes à l’aide de rendu d’image bidimensionnel (2D) et tridimensionnel (3D) dans une station de travail 3D postprocessante pour la visualisation haute résolution18,19. Les données quantitatives et les résultats sont mappés pour transformer les images axiales acquises en série en images 3D avec des paramètres à l’échelle grise ou de couleur19,20,21. Le choix d’une méthode appropriée de visualisation des données à partir de diverses techniques de rendu est un déterminant technique essentiel de la qualité de visualisation, ce qui affecte de manière significative l’analyse et l’interprétation des résultats radiologiques21. Ceci est particulièrement essentiel pour le travail d’échouage qui implique le personnel sans aucune formation en radiologie, qui ont besoin de comprendre les résultats dans des circonstances différentes17. L’objectif de la mise en œuvre de ces techniques de rendu d’image est d’améliorer la qualité sur la visualisation des détails anatomiques, des relations et des résultats cliniques, ce qui augmente la valeur diagnostique de l’imagerie et permet une restitution efficace des régions définies d’intérêt17,19,22,23,24,25.

Bien que les images axiales primaires de CT/MRI contiennent la plupart des informations, elles peuvent limiter le diagnostic ou la documentation précis des pathologies car les structures ne peuvent pas être vues dans divers plans orthogonaux. La réforme de l’image à d’autres plans anatomiquement alignés permet la visualisation des relations structurelles d’une autre perspective sans avoir à repositionner le corps26. Comme l’anatomie médicale et les données de médecine légale sont principalement de nature 3D, les images pmct codées en couleur et les images reconstruites en 3D sont préférées aux images à l’échelle grise et aux images en tranches 2D en raison de l’amélioration de la compréhension et de l’adéquation pour les décisions de la salle d’audience27,28. Avec les progrès de la technologie PMCT, un souci d’exploration de visualisation (c.-à-d. la création et l’interprétation de l’image 2D et 3D) dans l’enquête sur les cétacés PM a été soulevée12,29. Diverses techniques de rendu volumétrique dans le poste de travail en radiologie permettent aux radiologistes, aux techniciens, aux cliniciens de référence (p. ex., les vétérinaires et aux scientifiques des mammifères marins) et même aux profanes (p. ex., le personnel d’intervention en échouage, les agents gouvernementaux et le grand public) de visualiser et d’étudier les régions d’intérêt. Pourtant, le choix d’une technique appropriée et la confusion de la terminologie demeurent un enjeu majeur. Il est nécessaire de comprendre le concept de base, les forces et les limites des techniques communes, car il influencerait de manière significative la valeur diagnostique et l’interprétation des résultats radiologiques. L’utilisation abusive des techniques peut générer des images trompeuses (p. ex., des images qui présentent des distorsions, des erreurs de rendu, des bruits de reconstruction ou des artefacts) et conduire à un diagnostic incorrect30.

La présente étude vise à évaluer 8 techniques essentielles de rendu d’image dans le PMCT qui ont été utilisées pour identifier la plupart des résultats des PARTICULES dans les cétacés échoués dans les eaux de Hong Kong. Des descriptions et des exemples pratiques de chaque technique sont fournis pour guider les radiologistes, les cliniciens et les vétérinaires du monde entier dans le domaine souvent difficile et compliqué du rendu et de l’examen de l’image du PMCT pour l’évaluation de la santé et du profil biologiques.

Protocole

REMARQUE : Dans le cadre du programme d’intervention en cas d’échouage des cétacés de Hong Kong, les cétacés échoués étaient régulièrement examinés par le PMCT. Les auteurs étaient responsables de la numérisation virtopsy, du postprocessage des données (p. ex., reconstruction et rendu d’images), de l’interprétation des données et du rapport virtopsy1. Cette technologie de pointe met l’accent sur les résultats attentifs et donne un aperçu de l’enquête initiale sur les résultats des PARTICULES avant l’autopsie conventionnelle (https://www.facebook.com/aquanimallab).

1. Préparation des données

  1. Exportez les jeux de données CT acquis au format DICOM 3.0. Copiez le dossier DICOM sur ordinateur (p. ex., bureau).
  2. Ouvrez une visionneuse DICOM gratuite ou commerciale. Les étapes suivantes sont basées sur la station de travail TeraRecon Aquarius iNtuition (version 4.4.12).
  3. Double-cliquez sur l’icône de l’icône Aquarius iNtuition Client Viewer (AQi). Entrez le nom d’utilisateur, le mot de passe et le nom du serveur dans les champs appropriés. Cliquez sur le bouton Connexion.
    REMARQUE : assurez-vous que le champ nom du serveur possède l’adresse IP du serveur correcte.
  4. Cliquez sur Importer sous les boutons de l’outil de gestion des données et sélectionnez le dossier DICOM à importer. Cliquez sur l’icône Mettre à jour pour renouveler la liste d’étude après que l’état d’importation a atteint 100 %.
  5. Affichez les jeux de données en sélectionnant 1 ou plusieurs séries CT dans la liste des patients en cliquant à deux pas sur la série.
  6. Après le chargement de la série désignée, cliquez sur le bouton Mise en page des fenêtres pour l’interface d’affichage 2x2, montrant une disposition par défaut 2x2, une image rendue par volume 3D (panneau supérieur droit) et 3 images MPR en vue axiale (panneau supérieur-gauche), affichage coronal (panneau inférieur gauche), vue sagittale (panneau inférieur droite), donnant des orientations différentes.
  7. Évaluez soigneusement les ensembles de données virtopsy à l’aide des différentes techniques de rendu d’image fournies.

2. Reconstruction multiplanaire (MPR)

  1. Affichez le MPR par défaut à partir de la vue axiale (panneau supérieur gauche), de la vue coronale (panneau inférieur gauche) et de la vue sagittale (panneau inférieur droit) après le chargement de la série. Modifiez le mode de rendu en MPR en cliquant avec le bouton droit sur l’image et sélectionnez MPR ou cliquez sur MPR dans la mini-barre d’outils du mode rendu.
  2. Évaluez les jeux de données virtopsy de la première image à la dernière image à l’aide de la vue axiale, suivies par des vues coronales et sagittales, avec l’aide des fonctions suivantes : Cliquez sur Tranche, bouton de la souris à clic gauche et faites glisser la souris pour afficher et ajuster la tranche d’image CT par tranche.
  3. Cliquez sur Panoramique, bouton de la souris à clic gauche et faites glisser la souris pour ajuster l’emplacement de l’image à l’intérieur du panneau.
  4. Cliquez sur Zoom, bouton de la souris à clic gauche et faites glisser la souris pour agrandir ou minifier l’image.
  5. Sélectionnez la fenêtre/niveaux prédé défini approprié en cliquant sur Abd 1 (largeur de fenêtre : 350, niveau de la fenêtre: 75), Abd 2 (largeur de fenêtre: 250, niveau de fenêtre: 40), Tête (largeur de fenêtre: 100, niveau de fenêtre: 45), Poumon (largeur de fenêtre: 1500, niveau de fenêtre: -700), Os (largeur de fenêtre: 2200, niveau de fenêtre: 200) dans la mini-barre d’outils fenêtre/niveau, selon les régions d’intérêt.
  6. Cliquez sur Fenêtre/Niveau (W/L), bouton de la souris à clic gauche et faites glisser la souris pour ajuster manuellement la largeur de la fenêtre et le niveau de fenêtre de la tranche CT.
  7. Cliquez sur Tourner, bouton de la souris à clic gauche et faites glisser la souris pour faire pivoter les images MPR.
  8. Bouton de la souris à clic gauche sur le centre de MPR Crosshairs pour ajuster simultanément les régions d’intérêt et les tranches en 3 images MPR.
    REMARQUE : Il existe des modes de souris pour les 4 fonctions principales des rotations, du panoramique, du zoom et des changements de fenêtre/niveau fournis par AQi pour faciliter le processus d’affichage. Pour les raccourcis clavier, voir tableau 1.

3. Réforme planaire incurvée (RCR)

  1. Décider de la région d’intérêt anatomique. Bouton de la souris à clic gauche sur le centre du réticule MPR à la région d’intérêt particulière.
  2. Voir le MPR à partir de 3 vues différentes. Assurez-vous que le réticule MPR est placé dans un bon endroit. Réglez le réticule MPR si ce n’est pas le cas.
  3. Sélectionnez 1 panneau d’affichage à partir de vues axiales, coronales et sagittales en tant que panneau d’étude, par exemple, visant à afficher la nageoire à partir d’une vue axiale.
  4. Selon le panneau d’étude, ajuster la ligne étendue de réticule mpr (p. ex., couleur bleue) de la vue coronale perpendiculairement à la région d’intérêt par bouton de souris à clic gauche sur le point de rotation dela ligne étendue .
  5. Ajustez une autre ligne étendue (p. ex., couleur rouge) des réticules MPR à partir de la vue sagittale parallèle à la région d’intérêt par le bouton gauche-clic-tenir la souris sur le point de rotation de la ligne étendue.
  6. Regardez la vue axiale pour vérifier si la région d’intérêt est correctement ajustée. Ajustez les lignes étendues si ce n’est pas le cas. Évaluez les jeux de données virtopsy à l’aide des 4 fonctions principales de rotation, de panoramique, de zoom et de changements de fenêtre/niveau.
    REMARQUE : Il y a 3 lignes étendues colorées de réticules MPR (vert, rouge et bleu), représentant différents alignements du plan MPR (Figure 2).

4. Projection d’intensité maximale (MIP)

  1. Modifiez le mode de rendu en MIP en cliquant avec le bouton droit sur l’image et en sélectionnant MIP ou en cliquant sur MIP dans la barre d’outils du mode rendu.
  2. Ajuster l’épaisseur de la dalle sur le coin supérieur droit (minimum : 1 mm, maximum : 500 mm) en cliquant sur l’annotation verte et sélectionnez une nouvelle épaisseur pour visualiser les régions d’intérêt, par exemple, l’arbre bronchique dans le poumon.
  3. Évaluez les jeux de données virtopsy à l’aide des 4 fonctions principales de rotation, de panoramique, de zoom et de changements de fenêtre/niveau.

5. Projection d’intensité minimale (MinIP)

  1. Modifiez le mode de rendu en MIP en cliquant avec le bouton droit sur l’image et en sélectionnant MinIP ou en cliquant sur MinIP dans la mini-barre d’outils du mode rendu.
  2. Ajuster l’épaisseur de la dalle sur le coin supérieur droit (minimum : 1 mm, maximum : 500 mm) en cliquant sur l’annotation verte et sélectionnez une nouvelle épaisseur pour visualiser les régions d’intérêt (p. ex., l’arbre bronchique dans le poumon).
  3. Évaluez les jeux de données virtopsy à l’aide des 4 fonctions principales de rotation, de panoramique, de zoom et de changements de fenêtre/niveau.

6. Rendu direct du volume (DVR)

REMARQUE : Comme 1 des interfaces 2x2 d’affichage par défaut, DVR (panneau supérieur droit) affiche les images rendues en 3D de la carcasse. Le paramètre de modèle DVR par défaut est AAA (anévrisme aortique abdominal; largeur de fenêtre : 530, niveau de fenêtre : 385), donnant une structure squelettique brute de la carcasse.

  1. Ajuster automatiquement le paramètre de fenêtre en cliquant sur Modèle sous la Visionneuse et sélectionnez le modèle DVR approprié, par exemple, Gris 10% (largeur de fenêtre : 442, niveau de fenêtre : 115), Fracture (largeur de fenêtre : 2228, niveau de fenêtre : 1414) si nécessaire.
  2. Cliquez sur Fenêtre/Niveau (W/L), bouton de la souris à clic gauche et faites glisser la souris pour ajuster manuellement la largeur de la fenêtre et le niveau de la fenêtre de la tranche CT, en donnant une couche externe (p. ex., surface épidermique) à la couche interne (p.ex., structure interne).
  3. Utilisez les 4 fonctions principales de rotation, de panoramique, de zoom et de modifications de fenêtre/niveau pour d’autres corrections.
    REMARQUE : Tous les modèles de DVR fournis par AQi sont orientés cliniquement chez l’homme et non pour l’imagerie par PM des cétacés.

7. Édition de la segmentation et de la région d’intérêt (ROI)

  1. Segmentez la tranche d’image CT à l’aide de 3 outils différents, l’outil Slab et Cube View, l’outil retour sur investissement gratuitet l’outil de croissance de la région dynamique.
  2. Pour l’outil Slab et Cube View, cliquez sur Dalle sous Outil, en donnant une ligne d’affichage parallèle. Réglez l’emplacement de la dalle en déplaçant le réticule MPR des vues MPR correspondantes. Modifier l’épaisseur de la dalle (minimum : 1 mm, maximum : 500 mm) par l’intermédiaire de la barre d’épaisseurde la dalle, ce qui entraîne une segmentation des images rendues en 3D de la carcasse.
  3. Pour l’outil retour sur investissement gratuit, cliquez sur FreeRO sous Outil. Maintenez la touche Maj sur le clavier et utilisez soit Draw Free Curve sur MPR, Draw Circle sur MPR, soit Draw Sphere on MPR pour exclure/inclure la région d’intérêt des vues MPR et DVR.
  4. Pour outil de croissance de région dynamique, cliquez sur Région sous Outil. Maintenez la touche Maj sur le clavier, le bouton gauche-clic-main et faites défiler le bouton du milieu de la souris (défilement vers le haut : augmenter la zone de sélection, faire défiler vers le bas : diminuer la région de sélection), donnant une région en surbrillance. Cliquez sur Exclure pour supprimer la région. Cliquez sur Inclure pour conserver la région.

8. Fonctions de transfert (TF)

  1. Cliquez sur Paramètre 3D sous Visionneuse, sélectionnez Copier pour créer un nouveau modèle reconstruit en 3D.
  2. Dans le nouveau modèle reconstruit en 3D, cliquez sur FreeRO ou Region sous Outil. Maintenez la touche Maj sur le clavier, utilisez 3D VR pour inclure la région d’intérêt, puis cliquez sur Sélectionner.
  3. Configurez les paramètres 3D, y compris les zones d’entrée de texte W/L, le menu vr pull-down, le curseur d’opacité (minimum : 0, maximum : 1), la zone d’entrée de texte Opacityet le curseur de couleur de plage HU sous paramètre 3D. W/L Slider
  4. Cliquez avec le bouton droit sur 1 des curseurs de la barre de curseur de couleur pour modifier la couleur du DVR. Sélectionnez Modifier la couleur et définissez une couleur personnalisée dans la palette de couleurs si nécessaire.

9. Rendu du volume de perspective (PVR)

  1. Pour lancer le module Flythrough, cliquez avec le bouton droit sur la série sélectionnée et sélectionnez Flythrough dans le menu clic droit.
  2. Choisissez l’Assistant 3D principal de préférence de style de lecture pour la sélection d’affichage principal. Cliquez sur la disposition de l’écran 2x2 et OK, résultant en un RVR automatiquement, par exemple, colon. Assurez-vous que la région d’intérêt est sélectionnée.
  3. Construisez une trajectoire de vol en plaçant le début et la fin des points de contrôle en dessinant un chemin. Corrigez le chemin d’accès en cliquant sur le bouton Modifier la connexion/ Modifier lechemin d’accès radio dans le panneau d’outils s’il y a un chemin cassé ou une structure manquante, en modifiant les points de contrôle pour des sections plus lisses de la courbe ou en corrigeant les problèmes. Créez de nouveaux points de contrôle en cliquant sur la trajectoire de vol. Une fois que la trajectoire de vol est correcte, cliquez sur OK.
  4. Afficher la fenêtre Flythrough affichée, montrant une fenêtre principale flythrough, vues MPR et vue plate.
  5. Utilisez Cine Tools en cliquant sur le panneau d’outils situé sur le côté droit de l’écran pour évaluer la structure luminale. Réglez la vitesse et la direction de la course à la mouche à l’aide de Fly backward, Pause, Fly Forward, Slow down flythrough, et Accélérer flythrough sous les outils Cine.

10. Évaluation des données

  1. Effectuer systématiquement l’évaluation virtopsy de la tête à la queue. Il est généralement dans les 30 minutes, agissant comme une référence pour guider les vétérinaires pour l’autopsie ultérieure.
  2. Après l’autopsie, comparez les résultats virtopsy et les résultats d’autopsie. D’après le rapport du site, la virtopsie, l’autopsie et l’analyse d’échantillons (p. ex., histopathologie et microbiologie), concluent l’étude de PM sur la santé biologique et le profil du cétacé échoué.

Résultats

De janvier 2014 à mai 2020, un total de 193 cétacés échoués dans les eaux de Hong Kong ont été examinés par le PMCT, dont 42 dauphins à bosse indo-pacifiques (Sousa chinensis), 130 marsouins indo-pacifiques sans nageoires(Neophocaena phocénoides)et 21 autres espèces. Un balayage de corps entier a été exécuté sur 136 carcasses tandis que 57 étaient des balayages partiels sur des crânes et des nageoires. Les caractéristiques anatomiques et les pathologies couramment observées ont été ...

Discussion

Pour la visualisation claire des ensembles de données virtopsy, 8 techniques de rendu d’image, consistant en un rendu 2D et 3D, ont été systématiquement appliquées à chaque carcasse échouée pour l’étude des PARTICULES de leur santé biologique et de leur profil. Ces techniques de rendu comprenaient le MPR, le CFCP, le MIP, le MinIP, le DVR, la segmentation, le TF et le PVR. Diverses techniques de rendu sont complétées avec ajustement de fenêtre. Les concepts de chaque technique de réforme d’image et le...

Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à révéler.

Remerciements

Les auteurs tiennent à remercier le Département de l’agriculture, de la pêche et de la conservation du Gouvernement de la Région administrative spéciale de Hong Kong pour le soutien continu apporté à ce projet. L’appréciation sincère est également accordée aux vétérinaires, au personnel et aux bénévoles du Laboratoire d’animaux aquatiques Virtopsy, de l’Université de la ville de Hong Kong, de la Fondation de conservation ocean park de Hong Kong et d’Ocean Park Hong Kong pour avoir payé beaucoup d’efforts sur la réponse à l’échouage dans ce projet. Une gratitude particulière est due aux techniciens du CityU Veterinary Medical Centre et du Hong Kong Veterinary Imaging Centre pour l’exploitation des unités de CT et d’IRM pour la présente étude. Les opinions, constatations, conclusions ou recommandations exprimées ici ne reflètent pas nécessairement les points de vue du Fonds d’amélioration de l’écologie marine ou du syndic. Ce projet a été financé par le Hong Kong Research Grants Council (numéro de subvention : UGC/FDS17/M07/14) et le Marine Ecology Enhancement Fund (numéro de subvention : MEEF2017014, MEEF2017014A, MEEF2019010 et MEEF2019010A), Marine Ecology Enhancement Funds, Marine Ecology & Fisheries Enhancement Funds Trustee Limited. Un grand merci au Dr María José Robles Malagamba pour l’édition anglaise de ce manuscrit.

matériels

NameCompanyCatalog NumberComments
Aquarius iNtuition workstationTeraRecon IncNA
Siemens 64-row multi-slice spiral CT scanner Somatom go.UpSiemens HealthineersNA

Références

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