Jak zmierzyć guzek płucny na obrazie DICOM z tomografii komputerowej?

W tym pytaniu chciałbym skupić się na wartości intensywności skanu CT. Najpierw spójrz na zdjęcie poniżej:

Górny obraz jest oryginalnym obrazem, podczas gdy dolny obraz jest wersją progową. Aby zmierzyć objętość dowolnego kształtu, teoretycznie można po prostu policzyć liczbę wokseli na obrazie. Jednak najbardziej zewnętrzna warstwa obiektu (np. Guzek) wykazuje ciemniejszą intensywność, podczas gdy wszystkie woksele wewnątrz obiektu mają bardzo wysoką intensywność. Jeśli po prostu policzę woksele w wersji progowej, najprawdopodobniej uzyskam objętość wynikową większą niż rzeczywista objętość guzka płucnego.

Widzę również, że istnieją zmienne, takie jak środek okna (poziom) i szerokość okna, których można użyć do dostosowania informacji o intensywności obrazu DICOM. Różne natężenie może zmienić objętość wyniku.

Oto pytanie: jeśli mam zmierzyć dany guzek płuc, co powinienem zrobić, aby osiągnąć najlepszą możliwą precyzję? Kiedy powinniśmy zignorować woksele o niższej intensywności? Czy muszę to zrobić na inne sposoby?

Oprócz całej dyskusji o czystym przetwarzaniu sygnału: co dokładnie definiujesz jako „guzek”. Zazwyczaj jest to byt biologiczny o trudnych do zdefiniowania granicach. Naturą guzka jest czasem inwazyjny wzrost, a zatem nawet w skrawkach histologicznych słabo określonych. Dlatego sam CT ma próg wyższy niż histologia i dlatego nie można łatwo zdefiniować prawdziwej granicy guzka. Z drugiej strony, zdrowa tkanka wokół guzka może być ściśnięta i wydawać się gęsta w CT. Może to zależeć od fazy oddychania, w której uruchomiono skanowanie (najlepsze wyniki w połowie wdechu, zgodnie z nowszymi danymi). Albo zapalenie może zaciemnić prawdziwą granicę guzka.

Kolejnym aspektem jest interpolacja obrazów. Technika ta jest zwykle spiralna CT, więc nie przegapisz żadnych zmian. Sekcje są zatem obliczane. Powoduje to mniej określone granice obiektów. Jeśli skupiono się na wykrywaniu granic lub rozdzielczości bliskiej histologii, zwykle wymagane są skany w wysokiej rozdzielczości. To właśnie robisz w przypadku śródmiąższowej choroby płuc. Niestety przecinają płuca z dość dużą odległością między nimi. Dawka promieniowania byłaby bardzo wysoka, gdybyś spróbował wykonać „skan pełnej objętości”. Ale w tego typu skanach musisz zdawać sobie sprawę, że pomijasz zmiany między plasterkami.

Wracając do pierwotnego pytania: Myślę, że będziesz musiał zweryfikować swoją technikę - cokolwiek to jest - za pomocą złotego standardu. Które są sekcje histologiczne. (Niestety płuca nie da się łatwo przeciąć ...). Inną opcją jest dodatkowa technika: jak PET-CT (łączenie pozytronowej tomografii emisyjnej z tomografią komputerową), ale algorytmy dopasowania są czasem trudne.

Zakładając, że jest to spowodowane „ efektem częściowej objętości ” (a nie dlatego, że zewnętrzna warstwa guzka jest naprawdę innym materiałem):

Jeśli weźmiesz pod uwagę woksel (powiedzmy 1 mm ^ 3) o jasnej wartości powiedzmy 200, że jest to cały materiał guzkowy, a woksel o wartości powiedzmy 100 to tkanka zdecydowanie normalna, uzasadnione wydaje się założenie, że woksel z wartość 160 to 60% guzek i 40% normalna tkanka (a więc powinno to przyczynić się do 0,6 mm ^ 3 do całości).

Jeśli to założenie jest poprawne (a to duże, jeśli), powinno dać ci lepszy pomiar objętości niż tylko zliczanie wokseli> = 200 lub> 100.