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Medicine

Un modello digitale tridimensionale per la diagnosi precoce della fibrosi epatica basato sull'elastografia a risonanza magnetica

Published: July 21, 2023 doi: 10.3791/65507

Summary

L'obiettivo di questo studio è stato quello di sviluppare un nuovo modello digitale tridimensionale per la diagnosi precoce della fibrosi epatica, che includa la rigidità di ciascun voxel nel fegato del paziente e possa quindi essere utilizzato per calcolare il rapporto di distribuzione del fegato del paziente in diversi stadi di fibrosi.

Abstract

La fibrosi epatica è uno stadio precoce della cirrosi epatica e non esistono metodi migliori non invasivi e convenienti per il rilevamento e la valutazione della malattia. Nonostante i buoni progressi compiuti con la mappa della rigidità epatica (LSM) basata sull'elastografia a risonanza magnetica (MRE), ci sono ancora alcune limitazioni che devono essere superate, tra cui la determinazione manuale della messa a fuoco, la selezione manuale delle regioni di interesse (ROI) e i dati LSM discontinui senza informazioni strutturali, il che rende impossibile valutare il fegato nel suo complesso. In questo studio, proponiamo un nuovo modello digitale tridimensionale (3D) per la diagnosi precoce della fibrosi epatica basato sulla risonanza magnetica.

La MRE è una tecnica di imaging non invasiva che impiega la risonanza magnetica (MRI) per misurare la rigidità del fegato nel sito di scansione attraverso l'interazione uomo-computer. Gli studi hanno indicato una significativa correlazione positiva tra la LSM ottenuta attraverso la MRE e il grado di fibrosi epatica. Tuttavia, ai fini clinici, è necessaria una quantificazione completa e precisa del grado di fibrosi epatica. Per affrontare questo problema, in questo studio è stato proposto il concetto di distribuzione della rigidità epatica (LSD), che si riferisce al volume di rigidità 3D di ciascun voxel epatico ottenuto dall'allineamento di immagini 3D del tessuto epatico e indicatori MRE. Ciò fornisce uno strumento clinico più efficace per la diagnosi e il trattamento della fibrosi epatica.

Introduction

La fibrosi epatica si riferisce alla formazione di tessuto cicatriziale eccessivo nel fegato, di solito a causa di danni o malattie epatiche 1,2,3,4. Si verifica frequentemente come conseguenza di un danno epatico cronico ed è comunemente associato a malattie del fegato, come l'epatite virale cronica, la steatosi epatica non alcolica e la malattia epatica alcolica. Se non trattata, la fibrosi epatica può progredire verso la cirrosi, una condizione potenzialmente pericolosa per la vita associata a morbilità e mortalità significative.

La ricerca attiva in questo settore mira a chiarire i meccanismi cellulari e molecolari alla base della patogenesi della fibrosi epatica, nonché a sviluppare nuove strategie diagnostiche e terapeutiche per migliorare gli esiti dei pazienti. Un altro obiettivo è il rilevamento non invasivo dello stadio di fibrosi epatica, che è un aspetto critico direttamente correlato alla diagnosi della malattia, alla selezione del trattamento e alla valutazione della prognosi. Nonostante l'importanza di una diagnosi accurata e del monitoraggio della fibrosi epatica, i metodi diagnostici tradizionali, come la biopsia epatica, sono invasivi e associati a rischi significativi. Al contrario, l'elastografia a risonanza magnetica 5,6 (MRE) è una promettente tecnica di imaging non invasiva che ha dimostrato un potenziale nella diagnosi e nel monitoraggio della fibrosi epatica quantificando la rigidità epatica.

Negli ultimi anni, ci sono state ricerche significative incentrate sulla valutazione dell'accuratezza e dell'affidabilità della MRE nella diagnosi della fibrosi epatica, nonché dei suoi potenziali vantaggi rispetto ai metodi diagnostici tradizionali. La metrica di rigidità epatica della MRE ha ottenuto l'approvazione da parte della Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti per la diagnosi clinica e nella pratica clinica è stata condotta un'ampia analisi comparativa con risultati patologici. I risultati hanno dimostrato che le mappe di rigidità generate da MRE mostrano una forte correlazione positiva con i vari stadi della fibrosi epatica 7,8,9,10,11,12. Tuttavia, finora, il lavoro di valutazione e monitoraggio accurato della progressione della fibrosi epatica nei pazienti attraverso l'analisi quantitativa della distribuzione della rigidità epatica (LSD) abbinando le immagini della struttura epatica con la MRE non ha fatto molti progressi.

In questo studio, viene introdotta la tecnica di analisi del gruppo di imaging medico13,14,15 per ottenere un allineamento accurato delle immagini della struttura epatica con la mappa di rigidità generata da MRE nello spazio 3D, consentendo il calcolo dei valori di rigidità epatica per ciascun voxel dell'intero fegato. Sulla base del modello digitale 3D dell'LSD, è possibile calcolare e valutare l'esatta distribuzione della stadiazione della fibrosi epatica specifica per il paziente. Ciò pone una solida base per la diagnosi quantitativa precisa della fibrosi epatica in fase iniziale.

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Protocol

Questo studio ha utilizzato la modellazione digitale 3D dell'LSD per ricostruire il fegato di un paziente tipico con fibrosi epatica clinicamente confermata. Il paziente è stato reclutato da un noto istituto per il trattamento delle malattie del fegato, "You An Hospital" a Pechino, in Cina, e sottoposto a risonanza magnetica addominale superiore (MRI) di routine e imaging MRE dopo aver fornito il consenso. Il paziente è stato scelto come caso di studio per questo metodo di ricerca a causa della conferma della stadiazione della fibrosi epatica attraverso l'esame patologico e l'assenza di sintomi clinici evidenti, che sottolinea l'applicabilità e il valore clinico di questa ricerca nella diagnosi di pazienti con fibrosi epatica in fase iniziale. Questo documento fornisce anche un confronto quantitativo tra il fegato di questo paziente e un fegato sano. Gli strumenti software utilizzati in questo studio sono elencati nella Tabella dei materiali.

1. Raccolta e preparazione dei dati

NOTA: La differenza dei parametri non è sensibile al metodo di ricerca.

  1. Strategie di scansione MRI
    NOTA: Questo studio ha utilizzato i dati DICOM effettivi ottenuti dall'imaging clinico utilizzando un dispositivo di risonanza magnetica (MRI) prodotto da GE. Il contenuto dei dati include l'imaging IDEAL (Decomposizione iterativa di acqua e grasso con ecoasimmetria e stima dei minimi quadrati), l'imaging di separazione acqua-grasso e l'elastografia a risonanza magnetica (MRE).
    1. Assicurarsi che i dati IDEAL abbiano una risoluzione orizzontale di 256 x 256 pixel, con una spaziatura tra i pixel di 1,5625 mm e uno spessore della fetta di 10 mm.
      NOTA: La strategia di scansione potrebbe essere ulteriormente ottimizzata, ma la metodologia impiegata in questo studio è applicabile all'imaging medico di maggiore precisione.
  2. Rinomina la cartella di ogni sequenza.
    NOTA: Poiché i dati DICOM esportati dall'apparecchiatura non forniscono esplicitamente i nomi delle sequenze, durante la fase di pre-elaborazione, è necessario aggiungere nomi espliciti per ciascuna sequenza per facilitare l'analisi e l'elaborazione successive.
    1. Copiare tutti i dati DICOM in una directory di lavoro personalizzata.
    2. Passare alla directory contenente i dati nella directory di lavoro di MATLAB.
    3. Eseguire la funzione Description_Name per aggiungere nomi descrittivi alle cartelle per ogni sequenza.
    4. Vedere la Figura 1 per un confronto prima e dopo la ridenominazione. Aggiungere un Nome descrizione a ciascuna cartella della sequenza di immagini per facilitare l'identificazione delle sequenze di immagini necessarie per vari scopi analitici.
  3. Controlla rapidamente le immagini di IDEAL.
    1. Modificare la directory delle cartelle delle diverse fasi, incluse le fasi in fase, in uscita, in acqua e grassa, che sono state memorizzate in cartelle separate per l'imaging utilizzando IDEAL.
    2. Eseguire la funzione Slice_View per visualizzare le sequenze di impatto per ogni fase.
    3. Vedere la Figura 2 per un'immagine dell'interfaccia utente grafica interattiva (GUI) per la sequenza MRI-IDEAL. Utilizzare la barra di scorrimento nella parte inferiore della GUI per sfogliare rapidamente le diverse sequenze.
    4. Utilizzare la sequenza di fase fuori fase MRI-IDEAL come tipo di sequenza RM per fornire descrizioni più chiare dei confini del tessuto epatico.
      NOTA: Nelle operazioni seguenti, l'attenzione si concentrerà sull'utilizzo della sequenza fuori fase di IDEAL per delineare la regione 3D del fegato.

2. Estrarre la regione 3D del fegato

NOTA: I singoli voxel nella regione 3D del fegato fungono da vettori spaziali per l'LSD, con il valore di rigidità di ciascun voxel derivato dall'MRE. L'estrazione della regione 3D del tessuto epatico è un passaggio necessario prima della fusione. Sebbene il deep learning possa essere utilizzato per svolgere questo compito in modo più efficiente, non è l'obiettivo di questo studio. Pertanto, gli strumenti software maturi (ad esempio, MIMICS) vengono ancora utilizzati per estrarre la regione 3D del tessuto epatico.

  1. Per avviare il software MIMS, selezionare Nuovo progetto e, nella finestra di dialogo successiva, passare alla cartella contenente le immagini fuori fase IDEAL. Procedere facendo clic su AVANTI | il pulsante Converti , entrando così nello stato di modifica della sequenza.
  2. Per creare una maschera vuota, fare clic sul pulsante Nuovo nella finestra di dialogo MASCHERA situata sul lato destro e selezionare la soglia massima.
  3. Per delimitare l'area del fegato in tutte le viste orizzontali, utilizzare lo strumento Modifica maschere situato sotto l'etichetta Segmento .
  4. Per generare la parte spaziale 3D del fegato, selezionare la maschera epatica che è stata delineata e fare clic sul pulsante Calcola parte da maschera . La regione 3D estratta del fegato è mostrata nella Figura 3.
  5. Fare clic su File | Esportazione | selezionare il comando Dicom. Nella finestra di dialogo popup, scegliere la maschera del fegato, impostare il percorso del file e i nomi dei file, quindi fare clic sul pulsante OK per completare l'esportazione della regione 3D del fegato nei file DICOM specificati.

3. La sequenza della mappa di rigidità epatica

NOTA: L'intervallo di rigidità MRE nei pazienti con fibrosi precoce è in genere inferiore a 8 kpa. Per visualizzarlo, è necessario selezionare l'immagine della sequenza con l'etichetta 'SE27_ST8K_(Pa)'.

  1. Modificare la directory nella cartella 'SE27_ST8K_(Pa)', che contiene la sequenza della mappa di rigidità epatica.
  2. Per sfogliare ogni mappa di rigidità, eseguire la funzione MRE_show nell'area di lavoro di Matlab, con l'argomento della funzione che è il nome del file situato nel percorso specificato.
  3. La mappa di rigidità del fegato mostrata nella Figura 4 è un'immagine RGB a colori reali, con una struttura dati di 512 pixel per 512 pixel per 3 matrice, in cui ogni punto di pixel ha tre valori che rappresentano i tre colori primari, RBG. Osservate la barra dei colori a sinistra che mostra i valori di rigidità corrispondenti dei diversi pixel colorati. Calcola l'esatta rigidità di ogni pixel utilizzando le rispettive correlazioni.
  4. Le informazioni supplementari nella Figura 4 includono dati quali la descrizione della sequenza, la posizione di scansione, l'ora, le informazioni sul paziente e i parametri dell'immagine. Utilizzare questi dati, in particolare i parametri dell'immagine, per stabilire la relazione spaziale tra le sequenze MRE e IDEAL.

4.3D-Volume della distribuzione della rigidità epatica

NOTA: Ogni voxel nel volume di rigidità del fegato 3D rappresenta il valore di rigidità di un voxel corrispondente nella regione del fegato 3D, che deriva dal valore di rigidità di ciascun pixel nella Figura 4. Allineando la regione epatica 3D nella Figura 3 con la mappa di rigidità nella Figura 4, è possibile estrarre il valore di rigidità di ciascun voxel, con conseguente generazione del volume di rigidità epatica 3D.

  1. Richiamare la funzione LSD_Slice con la regione del fegato 3D mostrata nella Figura 3 e la mappa di rigidità del fegato nella Figura 4 come parametri di input per ottenere il volume 3D della distribuzione della rigidità del fegato, come mostrato nella Figura 5.
  2. Visualizzare la mappa di rigidità di ogni strato del fegato trascinando la barra di scorrimento sotto la GUI mostrata nella Figura 5.
    NOTA: Tuttavia, a differenza della Figura 4, qui viene trattenuto con precisione solo il tessuto epatico.
  3. Osservare le icone nell'angolo in alto a destra della GUI (Figura 5) come lo zoom avanti, lo zoom indietro, il ritorno alla vista globale e la marcatura delle coordinate del pixel selezionato.
    NOTA: La barra dei colori predefinita è la mappa dei colori di "getto", il che significa che i valori corrispondenti (kpa unitari) dal blu al rosso sono da bassi ad alti.
  4. Eseguire la funzione LSD_Volume con lo stesso input di LSD_Slice per ottenere la distribuzione spaziale dell'LSD epatico 3D, come mostrato nella Figura 6. Osservate il volume 3D dell'LSD da qualsiasi prospettiva tenendo premuto il tasto sinistro del mouse e trascinando lo schermo (Figura 6).

5. Analisi quantitativa dell'LSD

NOTA: Un importante obiettivo dell'analisi quantitativa di questo studio è quello di fornire la proporzione dei diversi stadi dei voxel dell'LSD nel fegato del paziente. La Figura 6 mostra che la distribuzione della fibrosi epatica nei pazienti non è uniforme nelle diverse sedi spaziali. Il motivo per cui i sintomi clinici non sono ancora evidenti è dovuto principalmente al fatto che una parte considerevole del tessuto epatico è in uno stadio normale. Pertanto, è necessario quantificare con precisione la differenza tra pazienti e individui sani. Questo è un importante concetto quantitativo di questo studio.

  1. Determinare gli intervalli numerici dei valori di rigidità per i diversi stadi della fibrosi epatica, come mostrato nella Figura 7.
  2. Calcolare la distribuzione dell'intero voxel epatico del paziente nei diversi stadi della fibrosi (Figura 8) invocando la funzione Hepatic_Fibrosis con il parametro di input del volume 3D di LSD mostrato nella Figura 6.
  3. Utilizzare gli stessi passaggi per calcolare e confrontare i risultati di un fegato completamente sano con il tipico paziente affetto da fibrosi epatica descritto sopra (Figura 9).

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Representative Results

Utilizzando le informazioni nel campo Description_Name dei file DICOM, la cartella MRI originale può essere rinominata per facilitare la rapida localizzazione della sequenza di imaging richiesta durante il processo di analisi nel gruppo di imaging. La sequenza di fase fuori fase MRI-IDEAL è il tipo di sequenza di risonanza magnetica utilizzata per fornire descrizioni più chiare dei confini del tessuto epatico. Questo perché la sequenza fuori fase MRI-IDEAL può differenziare meglio la forza di magnetizzazione e l'angolo di diversi tessuti attraverso specifiche tecniche di elaborazione delle immagini.

La sequenza di fase fuori MRI-IDEAL funziona utilizzando sequenze di eco a gradiente (GRE) per generare immagini e utilizzando il controllo di fase durante l'acquisizione delle immagini. Ciò riduce la disomogeneità del campo magnetico tra i tessuti durante l'imaging, migliorando così la risoluzione e il contrasto delle immagini per le strutture tissutali. Inoltre, la sequenza di fase fuori fase MRI-IDEAL può anche sopprimere il segnale del grasso, riducendo così l'interferenza del grasso nell'imaging e fornendo una migliore visualizzazione delle strutture tissutali adiacenti. In sintesi, la sequenza di fase fuori fase MRI-IDEAL può migliorare la risoluzione e il contrasto dell'imaging utilizzando tecniche come il controllo del campo magnetico e la soppressione del segnale di grasso, con conseguente miglioramento dei confini tissutali.

Sebbene gli strumenti di deep learning possano essere utilizzati per estrarre la struttura anatomica 3D del fegato, questo metodo presenta un certo grado di errore di apprendimento automatico. L'obiettivo di questo studio è la quantificazione precisa della fibrosi epatica; pertanto, lo strumento MIMICS è stato utilizzato per l'estrazione della regione 3D del tessuto epatico, combinata con l'esperienza di esperti per estrarre una regione 3D relativamente accurata del tessuto epatico.

La mappa di rigidezza MRE può visualizzare la rigidezza a taglio di varie posizioni spaziali all'interno di ciascuna scansione orizzontale nell'addome superiore. Questo studio si è concentrato sulle prime fasi della fibrosi epatica; pertanto, l'intervallo numerico era 0-8 kPa. La Figura 4 è la versione standard della MRE-Liver Stiffness Map sul dispositivo GE, che include la mappa di rigidità, ma è difficile distinguere la struttura anatomica del fegato. L'innovazione principale di questo studio è la quantificazione precisa ottenuta allineando la mappa di rigidità del fegato MRE con la struttura anatomica del fegato mostrata nella Figura 3.

La Figura 5 fornisce un'accurata mappa della rigidità per il fegato, che consente a medici e pazienti di avere una comprensione esatta della posizione e delle dimensioni delle lesioni precoci della fibrosi epatica, invece di una vaga sensazione. Ciò apre la strada a un'ulteriore analisi di quantificazione numerica.

La Figura 6 è ottenuta ricostruendo la mappa di rigidezza di ogni strato scansionato del fegato lungo l'asse orizzontale nello spazio 3D; La Figura 6 è la versione 3D della Figura 5. Nello spazio 3D, il grado e la posizione della fibrosi epatica di un paziente possono essere identificati più chiaramente.

I risultati del confronto, dell'analisi e dello studio dei risultati degli esami patologici con rigidità MRE possono essere trovati altrove9. Per quantificare ulteriormente la distribuzione numerica dello stadio di fibrosi epatica nei pazienti, la Figura 7 elenca l'intervallo di intervalli di rigidità per i diversi stadi utilizzati in questo studio sulla base di precedenti risultati di ricerca.

In base all'intervallo numerico di rigidità per i diversi stadi della fibrosi epatica raffigurato nella Figura 7, è possibile calcolare la proporzione specifica dei voxel 3D del fegato in diversi stadi per il paziente. Questo calcolo si basa sui dati dell'LSD 3D, come mostrato nella Figura 6. Di conseguenza, la Figura 8 presenta i risultati quantitativi della fibrosi epatica del paziente, indicando la proporzione del fegato del paziente che rientra nei diversi stadi della fibrosi epatica.

Sulla base dei risultati mostrati nella Figura 8, i dati di un fegato sano sono stati calcolati come confronto per illustrare l'effetto quantitativo del metodo studiato in questo studio, come mostrato nella Figura 9. È possibile visualizzare l'esatta differenza di quantificazione tra i due. Sulla base di questo paradigma di ricerca, in studi successivi, questo gruppo condurrà ulteriori indagini sull'LSD di un fegato sano e sulla classificazione quantitativa della fibrosi epatica in fase iniziale.

Figure 1
Figura 1: Nome della descrizione di ogni sequenza MRI. Di seguito sono riportati i nomi delle cartelle delle sequenze di scansione MRI. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2: L'interfaccia utente grafica delle sezioni di ciascuna sequenza di fase IDEAL. Un esempio di navigazione in MRI-IDEAL. MRI-IDEAL è un potente strumento che migliora la qualità e l'interpretabilità delle immagini MRI, in particolare nei casi in cui la separazione di grasso e acqua è fondamentale. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3: La regione 3D estratta del fegato. Mostra l'estensione spaziale 3D del fegato in base alle immagini strutturali del fegato. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 4
Figura 4: La mappa della rigidità epatica. La versione standard della MRE-Liver Stiffness Map. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 5
Figura 5: Sezioni della distribuzione della rigidità epatica. Un'accurata mappa di rigidità appartenente al fegato. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 6
Figura 6: Distribuzione della rigidità epatica in volume 3D. Questa è la versione 3D della Figura 5. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 7
Figura 7: Diversi stadi della fibrosi epatica. Elenco della gamma di intervalli di rigidità per le diverse fasi utilizzate in questo studio sulla base dei risultati di ricerche precedenti. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 8
Figura 8: Distribuzione della rigidità epatica dei diversi stadi. I risultati quantitativi della fibrosi epatica del paziente indicano la percentuale del fegato del paziente che rientra nei diversi stadi della fibrosi epatica. Abbreviazione: LSD = distribuzione della rigidità epatica. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 9
Figura 9: Confronto della distribuzione della rigidità epatica. Un confronto quantitativo dettagliato tra un fegato sano e un paziente con fibrosi epatica in fase iniziale. Abbreviazione: LSD = distribuzione della rigidità epatica. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Discussion

Nella pratica clinica, è difficile quantificare e monitorare con precisione le condizioni dei pazienti affetti da fibrosi epatica in fase iniziale. Il confronto mostrato in Figura 9 riflette pienamente il grado di fibrosi epatica nel paziente rispetto ad un fegato sano; Naturalmente, questo dato può anche essere un confronto tra due periodi diversi per il paziente, utilizzato per la valutazione dell'efficacia del trattamento. Questo preciso metodo di quantificazione è il passaggio critico di questo studio. Inoltre, il metodo di calcolo del volume 3D di LSD mostrato nella Figura 5 e nella Figura 6 è in grado di localizzare con precisione la posizione spaziale e le dimensioni delle lesioni fibrotiche nel fegato del paziente, fornendo una solida base quantitativa per una diagnosi accurata della fibrosi epatica in fase iniziale. Può anche fornire un supporto scientifico per la puntura epatica guidata con precisione utilizzando il modello digitale 3D.

Questo studio propone il concetto di LSD 3D e la sua quantificazione precisa in diversi stadi della fibrosi epatica. I risultati mostrano che questo metodo può valutare efficacemente quantitativamente la progressione della malattia nei pazienti con fibrosi epatica precoce. Possibili ulteriori miglioramenti ed evoluzioni includono il miglioramento dell'accuratezza delle scansioni MRE, in particolare l'intervallo di scansione orizzontale; migliorare l'accuratezza dell'imaging delle immagini strutturali di risonanza magnetica epatica; l'introduzione della tecnologia di deep learning per facilitare l'estrazione rapida della regione 3D del fegato; accumulare più dati sull'LSD per fegati sani per stabilire una linea di base per i confronti diagnostici; e accumulare più dati sui pazienti per ogni stadio della fibrosi epatica per sviluppare standard di classificazione più accurati.

Sebbene il metodo proposto in questo studio sia in grado di stadiare quantitativamente la fibrosi epatica precoce sulla base dell'LSD 3D, non affronta i meccanismi alla base dello sviluppo della malattia2. Apparecchiature e strategie di scansione diverse possono portare a risultati incoerenti. Lo sviluppo di un protocollo computazionale più standardizzato e universale rimane una sfida.

Rispetto ai tradizionali metodi diagnostici invasivi per la fibrosi epatica, il lavoro presentato in questo documento presenta i seguenti importanti vantaggi. Innanzitutto, sia la risonanza magnetica addominale superiore di routine che la MRE non sono invasive. In secondo luogo, l'LSD 3D è in grado di caratterizzare con precisione le dimensioni e la posizione delle lesioni da fibrosi epatica nello spazio 3D. In terzo luogo, i risultati quantitativi possono fornire ai medici una chiara comprensione della proporzione di voxel epatici in diversi stadi della fibrosi epatica. Infine, questo studio ha ottenuto un allineamento accurato della struttura del tessuto epatico con la mappa di rigidità MRE, consentendo ai medici di indicizzare i valori di rigidità dalle immagini strutturali o viceversa, per indicizzare la posizione spaziale del tessuto epatico dalle lesioni nella mappa di rigidità. Questo approccio è molto prezioso per la quantificazione precisa della fibrosi epatica precoce.

La tecnica MRI-IDEAL funziona acquisendo immagini MRI a più tempi di eco, il che consente di separare i segnali di acqua e grasso sfruttando le loro diverse frequenze di risonanza. Questa separazione si ottiene attraverso un processo di decomposizione iterativo che calcola le proporzioni relative di acqua e grasso in ogni pixel dell'immagine. Le immagini risultanti possono fornire ai medici informazioni preziose sulla distribuzione e sulla quantità di grasso corporeo, che possono essere utili nella diagnosi e nel monitoraggio di condizioni come l'obesità, il diabete e le malattie del fegato.

Il metodo quantitativo proposto in questo studio non è applicabile solo per la diagnosi quantitativa della fibrosi epatica precoce, ma anche per la diagnosi della cirrosi epatica in stadio medio e tardivo. Può anche essere utilizzato come tecnica di raggruppamento e screening per escludere i pazienti con fibrosi epatica o cirrosi epatica, nonché come strumento prognostico per vari tipi di cirrosi epatica. L'LSD 3D può anche essere utilizzato come strumento di navigazione per punture o interventi chirurgici al fegato precisi.

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Disclosures

Lo strumento software per la quantificazione della fibrosi epatica elencato nella tabella dei materiali di questo studio, HepaticFibrosis V1.0, è uno strumento software della Beijing Intelligent Entropy Science & Technology Co Ltd. I diritti di proprietà intellettuale di questo strumento software appartengono all'azienda.

Acknowledgments

Questa pubblicazione è stata supportata dal quinto programma nazionale di ricerca sui talenti eccellenti della medicina tradizionale cinese organizzato dall'Amministrazione Nazionale della Medicina Tradizionale Cinese. Il collegamento ufficiale alla rete è 'http://www.natcm.gov.cn/renjiaosi/zhengcewenjian/2021-11-04/23082.html. '

Materials

Name Company Catalog Number Comments
MATLAB MathWorks  2022B Computing and visualization 
Mimics Materialise Mimics Research V20 Model format transformation
Tools for 3D_LSD Intelligent Entropy HepaticFibrosis V1.0 Beijing Intelligent Entropy Science & Technology Co Ltd.
Modeling for CT/MRI fusion

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References

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Liu, Y., Liang, T., Xing, F., Hou,More

Liu, Y., Liang, T., Xing, F., Hou, W., Shang, X., Li, X. A Three-Dimensional Digital Model for Early Diagnosis of Hepatic Fibrosis Based on Magnetic Resonance Elastography. J. Vis. Exp. (197), e65507, doi:10.3791/65507 (2023).

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