초기 다발성 폐결절이 있는 전체 폐에 대한 3차원 재건

요약

이 연구는 초기 다발성 폐결절 환자의 폐 전체에 대한 3차원(3D) 재구성 방법을 소개합니다. 결절 분포 및 폐 조직과의 상호 작용에 대한 포괄적인 시각화를 제공하여 이러한 환자의 진단 및 예후 평가를 단순화합니다.

초록

초기 다발성 폐결절 환자의 경우 진단적 관점에서 폐 전체에 걸쳐 이러한 결절의 공간적 분포, 크기, 위치 및 주변 폐 조직과의 관계를 결정하는 것이 필수적입니다. 이는 원발성 병변을 식별하고 의사를 위해 보다 과학적으로 근거가 있는 치료 계획을 개발하는 데 매우 중요합니다. 그러나 머신 비전을 기반으로 하는 패턴 인식 방법은 위양성 및 위음성에 취약하므로 이와 관련하여 임상적 요구를 완전히 충족할 수 없습니다. MIP(Maximum Intensity Projection)를 기반으로 하는 시각화 방법은 국소 및 개별 폐 결절을 더 잘 설명할 수 있지만 여러 폐 결절의 분포 및 공간적 특징에 대한 거시적이고 전체적인 설명이 부족합니다.

따라서 본 연구는 폐 전체 3D 재구성 방법을 제안한다. 폐 전체를 배경으로 의료 영상 처리 기술을 이용하여 폐의 3D 윤곽을 추출하고, 폐, 폐동맥, 다발성 폐결절을 3D 공간에서 3D 재구성합니다. 이 방법은 폐 전체에 걸쳐 여러 결절의 공간적 분포와 방사선학적 특징을 종합적으로 묘사할 수 있어 다발성 폐결절의 진단 및 예후를 평가하는 간단하고 편리한 수단을 제공합니다.

서문

폐에 작고 둥글게 자라는 초기 다발성 폐결절은 양성 또는 악성일 수 있다 ^1,2,3. 단독 폐결절은 진단과 치료가 더 쉽지만, 초기 다발성 폐결절 환자는 진단과 치료에 상당한 어려움이 있습니다. 효과적인 치료 계획을 세우기 위해서는 폐 전체에 걸쳐 이러한 결절의 공간적 분포, 크기, 위치 및 주변 폐 조직과의 관계를 정확하게 식별하는 것이 필수적이다 ^4,5. 기존의 진단 방법은 초기 다발성 폐결절을 정확하게 식별하는 데 한계가 있습니다.

최근 의료 영상 처리 기술과 머신 러닝 알고리즘의 발전은 조기 폐 결절 발견 및 진단의 정확성과 효율성을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 머신 비전을 기반으로 하는 패턴 인식 방법 및 MIP(Maximum Intensity Projection)6,7,8,9,10을 기반으로 하는 시각화 방법과 같은 다양한 접근 방식이 제안되었습니다.

프로토콜

본 연구의 경우 베이징 중의과대학 부속 둥즈먼 병원 윤리위원회(DZMEC-KY-2019.90)로부터 윤리 허가를 받았습니다. 이 특정 사례에서는 다발성 폐 결절이 있는 65세 여성 환자와 관련된 사례를 간략하게 설명하는 연구 접근 방식에 대한 체계적인 설명이 제공됩니다. 이 환자는 디지털 모델링을 통해 진단에 대한 정보에 입각한 동의를 제공하고 과학 연구 목적으로 데이터를 사용하는 것을 승인했습니다. 모델 재구성 기능은 상업적으로 이용 가능한 소프트웨어 도구에서 파생됩니다( 재료 표 참조).

1. 데이터 준비 및 isovoxel 변환

1. DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 데이터 준비 및 데이터 속성
   참고: 매개변수의 변동은 연구 방법론의 영향을 상대적으로 받지 않습니다.
   1. 환자의 DICOM 데이터를 정의된 작업 디렉터리에 복사합니다.
   2. 파일 브라우저를 사용하여 각 파일 디렉토리를 검사하여 분석을 위한 스캔 레이어 수가 가장 많은 이미지 시퀀스를 식별합니다.
   3. DICOM 파일을 입력 파라미터로 제공하여 MATLAB 내에서 Dicominfo

토론

이 연구는 전체 흉부 스캔의 맥락에서 폐의 3D 모양을 묘사하기 위해 고급 의료 이미지 처리 기술을 사용하여 전체 폐의 완전한 3차원(3D) 재구성을 만드는 고유한 접근 방식을 소개합니다. 이 기술은 폐 전체에 걸친 초기 다발성 결절의 공간적 배열과 방사선학적 특성을 보다 정확하고 철저하게 묘사합니다. 이 연구는 초기 다발성 폐결절 환자를 위한 진단 및 치료 전략의 정확성과 효능을 높이는 ?.......

자료

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