تقنيات تقديم الصور في التصوير المقطعي بعد الوفاة: تقييم الصحة البيولوجية والملامح الشخصية في الحيتانيات التي تقطعت بها السبل
Summary
وقد أدمج برنامج الاستجابة للحيتانيات في هونغ كونغ التصوير المقطعي المحسوب بعد الوفاة، الذي يقدم معلومات قيمة عن الصحة البيولوجية وملامح الحيوانات المتوفاة. تصف هذه الدراسة 8 تقنيات لتقديم الصور ضرورية لتحديد وتصور نتائج ما بعد الوفاة في الحيتانيات التي تقطعت بها السبل ، والتي ستساعد الأطباء والأطباء البيطريين وموظفي الاستجابة الذين تقطعت بهم السبل في جميع أنحاء العالم على الاستفادة الكاملة من الطريقة الإشعاعية.
Abstract
مع 6 سنوات من الخبرة في تنفيذ virtopsy بشكل روتيني في هونغ كونغ في برنامج الاستجابة للحيتانيات حبلى ، والإجراءات الموحدة فيرتوبيس ، بعد الوفاة المكتسبة التصوير المقطعي (PMCT) ، بعد المعالجة ، والتقييم تم بنجاح. في هذا البرنامج الرائد للتخلص من تقطعت بهم السبل الحوتيات، تم تنفيذ PMCT على 193 الحيتانيات التي تقطعت بها السبل، وتوفير نتائج ما بعد الوفاة للمساعدة في التشريح وإلقاء الضوء على الصحة البيولوجية والملامح من الحيوانات. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم 8 تقنيات لتقديم الصور في PMCT ، بما في ذلك إعادة البناء متعددة الكواكب ، والإصلاح المنحني ، وإسقاط الحد الأقصى للكثافة ، وإسقاط الحد الأدنى للكثافة ، وتقديم الحجم المباشر ، والتجزئة ، ووظيفة النقل ، وتقديم حجم المنظور. وقد استطاعت هذه التقنيات، التي تم توضيحها بأمثلة عملية، تحديد معظم نتائج PM في الحيتانيات التي تقطعت بها السبل، وكانت بمثابة أداة للتحقق من صحتها البيولوجية وملامحها. يمكن لهذه الدراسة توجيه أخصائيي الأشعة والأطباء والأطباء البيطريين من خلال عالم صعب ومعقد في كثير من الأحيان من تقديم صورة PMCT ومراجعة.
Introduction
Virtopsy، المعروف أيضا باسم التصوير بعد الوفاة (PM)، هو فحص الذبيحة مع طرائق التصوير المقطعي المتقدم، بما في ذلك التصوير المقطعي بعد الوفاة المحسوبة (PMCT)، والتصوير بالرنين المغناطيسي بعد الوفاة (PMMRI)، والتصوير فوقالصوتية 1. في البشر ، والـ PMCT مفيد في التحقيق في الحالات المؤلمة من التعديلات الهيكل العظمي2،3، والأجسام الغريبة ، والنتائج الغازية4،5،6، وأمراض نظام الأوعية الدموية7،8،9. منذ عام 2014، تم تنفيذ virtopsy بشكل روتيني في برنامج الاستجابة تقطعت به السبل في هونغ كونغالحوتيات 1. إن PMCT و PMMRI قادران على تصوير النتائج المورفولوجية الباثولوجية على الذبائح المتحللة جدًا بحيث لا يمكن تقييمها بواسطة التشريح التقليدي. التقييم الإشعاعي غير الغازية موضوعية وقابلة لابستور رقمياً، مما يسمح للرأي الثاني أو الدراسات الاستعادية بعد سنوات1،10،11. أصبح Virtopsy تقنية بديلة قيمة لتقديم رؤى جديدة من النتائج PM في الحيوانات البحرية التي تقطعت بها السبل12,13,14,15,16. جنبا إلى جنب مع necropsy، وهو المعيار الذهبي لشرح إعادة بناء المرض و سبب الوفاة17، يمكن معالجة الصحة البيولوجية والملامح من الحيوانات. وقد اعترف تدريجيا Virtopsy وتنفيذها في برامج الاستجابة تقطعت بهم السبل في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر لكوستاريكا واليابان والبر الرئيسى للصين ونيوزيلندا وتايوان وتايلاند والولايات المتحدةالأمريكية 1.
تستخدم تقنيات عرض الصور في الأشعة خوارزميات الكمبيوتر لتحويل الأرقام إلى معلومات حول الأنسجة. على سبيل المثال، يتم التعبير عن الكثافة الإشعاعية في الأشعة السينية التقليدية والتصوير المقطعي المحوسب. يتم تخزين كمية هائلة من البيانات الحجمية في تنسيق التصوير الرقمي والاتصالات في الطب (DICOM). يمكن استخدام الصور CT لإنتاج بيانات voxel isotropic باستخدام ثنائي الأبعاد (2D) وثلاثية الأبعاد (3D) تقديم صورة في محطة عمل 3D postprocessing للتصور عالية الدقة18،19. يتم تعيين البيانات والنتائج الكمية لتحويل الصور المحورية المكتسبة بشكل تسلسلي إلى صور ثلاثية الأبعاد مع معلمات ذات مقياس الرمادي أو اللون19،20،21. اختيار طريقة مناسبة التصور البيانات من تقنيات تقديم متنوعة هو المحدد التقني الأساسي للجودة التصور، مما يؤثر تأثيرا كبيرا على تحليل وتفسير النتائج الإشعاعية21. وهذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص للعمل الذي تقطعت به السبل التي تنطوي على الموظفين دون أي خلفية الأشعة، الذين يحتاجون إلى فهم النتائج في ظروف مختلفة17. والهدف من تنفيذ هذه التقنيات تقديم الصور هو تعزيز نوعية على التصور من التفاصيل التشريحية والعلاقات والنتائج السريرية، مما يعزز القيمة التشخيصية للتصوير ويسمح التسليم الفعال للمناطق المحددة من مصلحة17،19،22،23،24،25.
على الرغم من أن الصور المحوريه CT / التصوير بالرنين المغناطيسي تحتوي على معظم المعلومات، فإنها قد تحد من التشخيص الدقيق أو توثيق الأمراض كما لا يمكن النظر إلى الهياكل في مختلف التخصصات المتعامدة. إصلاح الصورة في الطائرات الأخرى الانحياز تشريحيا يسمح التصور من العلاقات الهيكلية من منظور آخر دون الحاجة إلى إعادة وضع الجسم26. كما التشريح الطبي وبيانات الطب الشرعي علم الأمراض هي في الغالب 3D في الطبيعة، ويفضل الصور PMCT مرمزة بالألوان والصور 3D أعيد بناؤها إلى الصور ذات النطاق الرمادي وصور شريحة 2D في ضوء تحسين الفهم وملاءمة لجلسات المحكمة27،28. مع التقدم في تكنولوجيا PMCT ، وقد أثيرت قلق من استكشاف التصور (أي خلق وتفسير الصورة 2D و 3D) في التحقيق PM الحيتانيات12،29. تسمح تقنيات تقديم مختلفة الحجمية في محطة عمل الأشعة لأطباء الأشعة والفنيين والأطباء الذين يحيلون (مثل الأطباء البيطريين وعلماء الثدييات البحرية) وحتى العلمانيين (مثل موظفي الاستجابة الذين تقطعت بهم السبل، والموظفين الحكوميين وعامة الجمهور) بتصور المناطق ذات الاهتمام ودراستها. ومع ذلك، فإن اختيار تقنية مناسبة وخلط المصطلحات يظلان مسألة رئيسية. ومن الضروري فهم المفهوم الأساسي للتقنيات المشتركة، ونقاط قوتها، والقيود التي تحد من هذه التقنيات، لأنها ستؤثر تأثيرا كبيرا على القيمة التشخيصية للنتائج الإشعاعية وتفسيرها. قد يؤدي سوء استخدام التقنيات إلى توليد صور مضللة (على سبيل المثال، صور تحتوي على تشوهات، أو أخطاء في تقديم، أو ضوضاء إعادة بناء أو قطع أثرية) وتؤدي إلى تشخيص غير صحيح30.
وتهدف هذه الدراسة إلى تقييم 8 تقنيات أساسية لتقديم الصور في PMCT استخدمت لتحديد معظم نتائج PM في الحيتانيات التي تقطعت بها السبل في مياه هونغ كونغ. يتم توفير أوصاف وأمثلة عملية لكل تقنية لإرشاد أخصائيي الأشعة والأطباء والأطباء البيطريين في جميع أنحاء العالم من خلال عالم صعب ومعقد في كثير من الأحيان لتقديم واستعراض صورة PMCT لتقييم الصحة البيولوجية والملامح.
Protocol
Representative Results
Discussion
للتصور الواضح لمجموعات البيانات فيرتوب، 8 تقنيات تقديم الصور، التي تتكون من كل من 2D و 3D التقديم، كانت تطبق بشكل روتيني على كل الذبيحة الذين تقطعت بهم السبل للتحقيق PM من صحتهم البيولوجية وملفه الشخصي. وشملت هذه التقنيات تقديم MPR، CPR، MIP، MinIP، DVR، تجزئة، TF، و PVR. وتستخدم تقنيات تقديم متنوعة بشكل…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويود المؤلفون أن يشكروا إدارة الزراعة ومصائد الأسماك وحفظ البيئة في حكومة منطقة هونغ كونغ الإدارية الخاصة على الدعم المستمر لهذا المشروع. كما يتم تقديم التقدير الصادق للأطباء البيطريين والموظفين والمتطوعين من مختبر الحيوانات المائية فيرتوبسى، جامعة سيتي في هونغ كونغ، ومؤسسة الحفاظ على حديقة المحيطات في هونغ كونغ، وحديقة المحيط في هونغ كونغ على بذل جهد كبير على الاستجابة التي تقطعت بها السبل في هذا المشروع. ونعرب عن امتنان خاص للفنيين في مركز سيتي يو للطب البيطري ومركز هونغ كونغ للتصوير البيطري لتشغيل وحدات التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي لهذه الدراسة. وأي آراء أو نتائج أو استنتاجات أو توصيات أعرب عنها في هذا التقرير لا تعكس بالضرورة آراء صندوق تعزيز البيئة البحرية أو الأمين. تم تمويل هذا المشروع من قبل مجلس المنح البحثية في هونغ كونغ (رقم المنحة: UGC/FDS17/M07/14)، وصندوق تعزيز البيئة البحرية (رقم المنحة: MEEF2017014، MEEF2017014A، MEEF2019010 و MEEF2019010A)، صندوق تعزيز البيئة البحرية، صندوق تعزيز البيئة البحرية ومصائد الأسماك المحدودة. شكر خاص للدكتورة ماريا خوسيه روبلز ملقامبا على تحرير هذه المخطوطة باللغة الإنجليزية.
Materials
| Aquarius iNtuition workstation | TeraRecon Inc | NA | |
| Siemens 64-row multi-slice spiral CT scanner Somatom go.Up | Siemens Healthineers | NA |
References
- Tsui, H. C. L., Kot, B. C. W., Chung, T. Y. T., Chan, D. K. P. Virtopsy as a revolutionary tool for cetacean stranding programs: Implementation and management. Frontiers in Marine Sciences. , (2020).
- Jacobsen, C., Bech, B. H., Lynnerup, N. A comparative study of cranial, blunt trauma fractures as seen at medicolegal autopsy and by computed tomography. BMC Medical Imaging. 9 (18), 1-9 (2009).
- Jacobsen, C., Lynnerup, N. Craniocerebral trauma–congruence between post-mortem computed tomography diagnoses and autopsy results: a 2-year retrospective study. Forensic Science International. 194 (1-3), 9-14 (2010).
- Plattner, T., et al. Virtopsy-postmortem multislice computed tomography (MSCT) and magnetic resonance imaging (MRI) in a fatal scuba diving incident. Journal of Forensic Sciences. 48 (6), 1347-1355 (2003).
- Jackowski, C., et al. Visualization and quantification of air embolism structure by processing postmortem MSCT data. Journal of Forensic Sciences. 49 (6), 1339-1342 (2004).
- Aghayev, E., et al. Pneumomediastinum and soft tissue emphysema of the neck in postmortem CT and MRI; a new vital sign in hanging. Forensic Science International. 153 (2-3), 181-188 (2005).
- Jackowski, C., Persson, A., Thali, M. J. Whole Body Postmortem Angiography with a High Viscosity Contrast Agent Solution Using Poly Ethylene Glycol as Contrast Agent Dissolver. Journal of Forensic Sciences. 53 (2), 465-468 (2008).
- Jackowski, C., et al. Virtopsy: postmortem minimally invasive angiography using cross section techniques – implementation and preliminary results. Journal of Forensic Sciences. 50 (5), 1175-1186 (2005).
- Grabherr, S., et al. Postmortem CT angiography compared with autopsy: a forensic multicenter study. Radiology. 288 (1), 270-276 (2018).
- Yuen, A. H. L., Tsui, H. C. L., Kot, B. C. W. Accuracy and reliability of cetacean cranial measurements using computed tomography three dimensional volume rendered images. PloS one. 12 (3), 0174215 (2017).
- Kot, B. C. W., Chan, D. K. P., Yuen, A. H. L., Tsui, H. C. L. Diagnosis of atlanto-occipital dissociation: Standardised measurements of normal craniocervical relationship in finless porpoises (genus Neophocaena) using postmortem computed tomography. Scientific Reports. 8, 8474 (2018).
- Chan, D. K. P., Tsui, H. C. L., Kot, B. C. W. Database documentation of marine mammal stranding and mortality: current status review and future prospects. Diseases of Aquatic Organisms. 126 (3), 247-256 (2017).
- Chan, D. K. P., Kot, B. C. W. Cetaceans postmortem multimedia analysis platform (CPMAP): pilot web-accessed database of a virtopsy-driven stranding response program in the Hong Kong waters. Proceedings of International Association for Aquatic Animal Medicine 48th Annual Conference, Cancun, MEX. , (2017).
- Hamel, P. E. S., et al. Postmortem computed tomography and magnetic resonance imaging findings in a case of coinfection of dolphin morbillivirus and Aspergillus fumigatus in a juvenile bottlenose dolphin (Tursiops truncatus). Journal of Zoo and Wildlife Medicine. 51 (2), 448-454 (2020).
- Weisbrod, T. C., Walsh, M. T., Marquardt, S., Giglio, R. F. Computed tomography diagnosis of pneumothorax and cardiac foreign body secondary to stingray injury in a bottlenose dolphin (Tursiops truncatus). Aquatic Mammals. 46 (3), 326-330 (2020).
- Kot, B. C. W., Tsui, H. C. L., Chung, T. Y. T., Lau, A. P. Y. Postmortem neuroimaging of cetacean brains using computed tomography and magnetic resonance imaging. Frontiers in Marine Science. , (2020).
- Lundström, C., et al. State-of-the-art of visualization in post-mortem imaging. Acta Pathologica, Microbiologica, et Immunologica Scandinavica. 120 (4), 316-326 (2012).
- Lipson, S. A. . MDCT and 3D Workstations. , (2006).
- Perandini, S., Faccioli, N., Zaccarella, A., Re, T. J., Mucelli, R. P. The diagnostic contribution of CT volumetric rendering techniques in routine practice. Indian Journal of Radiology and Imaging. 20 (2), 92-97 (2010).
- Pavone, P., Luccichenti, G., Cademartiri, F. From maximum intensity projection to volume rendering. Seminars in Ultrasound, CT and MRI. 22 (5), 413-419 (2001).
- Fishman, E. K., et al. Volume rendering versus maximum intensity projection in CT angiography: what works best, when, and why. RadioGraphics. 26 (3), 905-922 (2006).
- Udupa, J. K. Three-dimensional visualization and analysis methodologies: a current perspective. RadioGraphics. 19 (3), 783-806 (1999).
- Thali, M. J., et al. a new imaging horizon in forensic pathology: virtual autopsy by postmortem multislice computed tomography (MSCT) and magnetic resonance imaging (MRI) – a feasibility study. Journal of Forensic Sciences. 48 (2), 386-403 (2003).
- Dalrymple, N. C., Prasad, S. R., Freckleton, M. W., Chintapalli, K. N. Informatics in radiology (infoRAD): introduction to the language of three-dimensional imaging with multidetector CT. RadioGraphics. 25 (5), 1409-1428 (2005).
- Thali, M. J., et al. Virtopsy – documentation, reconstruction and animation in forensic: individual and real 3D data based geo-metric approach including optical body/object surface and radiological CT/MRI scanning. Journal of Forensic Sciences. 50 (2), 428-442 (2015).
- Tsui, H. C. L., Kot, B. C. W. Role of image reformation techniques in postmortem computed tomography imaging of stranded cetaceans. Proceedings of International Association for Aquatic Animal Medicine 47th Annual Conference. , (2016).
- Ampanozi, G., et al. Format preferences of district attorneys for post-mortem medical imaging reports: understandability, cost effectiveness, and suitability for the courtroom: a questionnaire based study. Legal Medicine (Tokyo). 14 (3), 116 (2012).
- Ebert, L. C., et al. Forensic 3D visualization of CT data using cinematic volume rendering: a preliminary study. American Journal of Roentgenology. 208 (2), 233-240 (2017).
- Alonso-Farré, J. M., et al. Cross-sectional anatomy, computed tomography and magnetic resonance imaging of the head of common dolphin (Delphinus delphis) and striped dolphin (Stenella Coeruleoalba). Anatomia, Histologia, Embryologia. 44 (1), 13-21 (2015).
- Gascho, D., Thali, M. J., Niemann, T. Post-mortem computed tomography: technical principles and recommended parameter settings for high-resolution imaging. Medicine, Science and the Law. 58 (1), 70-83 (2018).
- Lee, E. Y., et al. MDCT evaluation of thoracic aortic anomalies in pediatric patients and young adults: comparison of axial, multiplanar, and 3D images. American Journal of Roentgenology. 182 (3), 777-784 (2004).
- Errickson, D., Thompson, T. J. U., Rankin, B. W. J. The application of 3D visualization of osteological trauma for the courtroom: a critical review. Journal of Forensic Radiology and Imaging. 2 (3), 132-137 (2014).
- Prokop, M., Galanski, M. . Spiral and multislice computed tomography of the body. , (2003).
- Kawel, N., Seifert, B., Luetolf, M., Boehm, T. Effect of slab thickness on the CT detection of pulmonary nodules: use of sliding thin-slab maximum intensity projection and volume rendering. American Journal of Roentgenology. 192 (5), 1324-1329 (2009).
- Vlassenbroek, A. The use of isotropic imaging and computed tomography reconstructions. Comparative Interpretation of CT and Standard Radiography of the Chest, Medical Radiology. , 53-73 (2011).
- van Ooijen, P. M., et al. Noninvasive coronary imaging using electron beam CT: surface rendering versus volume rendering. American Journal of Roentgenology. 180 (1), 223-226 (2003).
- Remy-Jardin, M., Remy, J., Artaud, D., Fribourg, M., Duhamel, A. Volume rendering of the tracheobronchial tree: clinical evaluation of bronchographic images. Radiology. 208 (3), 761-770 (1998).
- Bassett, J. T., Liotta, R. A., Barlow, D., Lee, D., Jensen, D. Colonic perforation during screening CT colonography using automated CO2 insufflation in an asymptomatic adult. Abdominal Imaging. 33 (5), 598-600 (2008).
