早期多発性肺結節を有する全肺の三次元再構成

要約

この研究では、早期の多発性肺結節患者の肺全体の3次元(3D)再建方法を紹介します。結節の分布と肺組織との相互作用を包括的に視覚化し、これらの患者の診断と予後の評価を簡素化します。

要約

早期の多発性肺結節を有する患者の場合、診断の観点から、肺全体にわたるこれらの結節の空間分布、サイズ、位置、および周囲の肺組織との関係を決定することが不可欠です。これは、原発病変を特定し、医師にとってより科学的根拠のある治療計画を立てるために重要です。しかし、マシンビジョンに基づくパターン認識法は、偽陽性や偽陰性の影響を受けやすいため、この点に関する臨床的要求を完全に満たすことはできません。最大強度投影法(MIP)に基づく可視化法は、局所的および個々の肺結節をよりよく説明できますが、複数の肺結節の分布と空間的特徴の巨視的および全体的な記述が欠けています。

そこで、本研究では、全肺3次元再構成法を提案する。医用画像処理技術を用いて肺全体の背景から肺の3次元輪郭を抽出し、肺、肺動脈、複数の肺結節を3次元空間で3次元再構成します。この方法は、肺全体にわたる複数の結節の空間分布と放射線学的特徴を包括的に描写することができ、複数の肺結節の診断と予後を評価するための簡単で便利な手段を提供します。

概要

初期の多発性肺結節は、肺の小さな丸い成長であり、良性または悪性である可能性があります^1,2,3。孤立性肺結節は診断と治療が容易であるが、早期の多発性肺結節を有する患者は、診断と治療に重大な課題に直面している。効果的な治療計画を立てるためには、肺全体にわたってこれらの結節の空間分布、サイズ、位置、および周囲の肺組織との関係を正確に特定することが不可欠です^4,5。従来の診断方法では、早期の多発性肺結節を正確に特定するには限界があります。

近年の医用画像処理技術や機械学習アルゴリズムの進歩により、肺結節の早期発見・診断の精度・効率向上が期待されています。マシンビジョンに基づくパターン認識手法や、最大強度投影法(MIP^{)に基づく}可視化手法など、様々なアプローチが提案されている6,7,8,9,10。^<....

プロトコル

本研究では、北京中医薬大学と提携している東直門病院の倫理委員会から倫理的クリアランスを取得しました(DZMEC-KY-2019.90)。この特定のケースでは、複数の肺結節を有する65歳の女性患者が関与する症例を概説し、研究アプローチの系統的な説明が提供されます。この患者は、デジタルモデリングを通じて診断にインフォームドコンセントを提供し、科学的研究目的でのデータの使用を許可しました。モデル再構成機能は、市販のソフトウェアツールから派生しています( 材料表を参照)。

1. データ準備とアイソボクセル変換

1. DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)データの準備とデータプロパティ
   注:パラメータの変動は、調査方法の影響を比較的受けません。
   1. 患者のDICOMデータを定義された作業ディレクトリにコピーします。
   2. ファイルブラウザを使用して、各ファイルディレクトリを調べ、解析するスキャンレイヤーの数が最も多い画像シーケンスを特定します。
   3. MATLAB 内で関数 Dicominfo を使用して、入力パラメーターとして DICOM ファイルを指定します。これにより、スライスの厚さやピクセル間隔などの重要なパラメーターを MATLAB 環境内で直接抽....

ディスカッション

この研究は、高度な医用画像処理技術を使用して、胸部全体の完全な3D形状を描写し、肺全体の完全な3次元(3D)再構成を作成するための独自のアプローチを導入しています。この技術は、肺全体にわたる初期の複数の結節の空間的配置と放射線学的特徴をより正確かつ完全に描写します。この研究は、早期の多発性肺結節を有する個人の診断および治療戦略の精度と有効性を高めることに貴重.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
MATLAB	MathWorks	2022B	Computing and visualization
Tools for Modeling	Intelligent Entropy	PulmonaryNodule V1.0	Beijing Intelligent Entropy Science & Technology Co Ltd. Modeling for CT/MRI fusion