L’objectif de ce protocole est de fournir un moyen efficace dans le temps de segmenter les volumes d’intérêt sur les tomodensitogrammes haute résolution à utiliser pour une analyse radiomique plus poussée.
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Article de méthode
Segmentation de la Tomodensitaire pulmonaire pour identifier les consolidations et les zones de verre moulu pour l’assesment quantitatif de la pneumonie SRAS-CoV
* These authors contributed equally
Dans cet article
Résumé
Résumé
La segmentation est une tâche complexe, à laquelle sont confrontés les radiologistes et les chercheurs à mesure que la radiomics et l’apprentissage automatique augmentent en potentialité. Le processus peut être automatique, semi-automatique ou manuel, le premier n’étant souvent pas suffisamment précis ou facilement reproductible, et le dernier étant excessivement long lorsqu’il s’agit de grands districts avec des acquisitions à haute résolution.
Un CT haute résolution de la poitrine est composé de centaines d’images, ce qui rend l’approche manuelle excessivement longue. En outre, les modifications parenchymales exigent une évaluation experte pour être discernée de l’aspect normal ; ainsi, une approche semi-automatique du processus de segmentation est, à notre connaissance, la plus appropriée lors de la segmentation des pneumonies, surtout lorsque leurs caractéristiques sont encore inconnues.
Pour les études menées dans notre institut sur l’imagerie de COVID-19, nous avons adopté 3D Slicer, un logiciel freeware produit par l’Université Harvard, et combiné le seuil avec les instruments de pinceau pour atteindre une segmentation rapide et précise du poumon aéré, des opacities en verre moulu et des consolidations. Face à des cas complexes, cette méthode nécessite encore beaucoup de temps pour des ajustements manuels appropriés, mais fournit un moyen extrêmement efficace de définir les segments à utiliser pour une analyse plus approfondie, comme le calcul du pourcentage du parenchyme pulmonaire affecté ou l’analyse de la texture des zones de verre moulu.
Introduction
Au cours de l’année en cours, le monde est confronté à une urgence sanitaire, la pandémie causée par le nouveau coronavirus, le Sars-CoV2. Même si, jusqu’à aujourd’hui, de nombreux aspects concernant la physiopathologie de l’infection à COVID-19 ne sont toujours pas clairs, il partage plusieurs caractéristiques avec ses « ancêtres » le SRAS1 et le MERS. En particulier, il a été prouvé que les protéines de pointe virion interagissent avec l’angiotensine convertissant enzyme type-2, un récepteur bien représenté sur les cellules endothéliales alvéolaires, mais omniprésent dans l’organisme humain, ayant ainsi la potentialité de donner des symptômes systémiques
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Protocole
Ce protocole suit les lignes directrices du comité institutionnel d’éthique de la recherche humaine.
1. Télécharger les images du DICOM
- Téléchargez les images DICOM et transférez-les dans le poste de travail dédié à la segmentation, avec le logiciel 3D installé. Si vous prévoyez de travailler sur un ordinateur personnel, anonymisez les données DICOM.
2. Importation de l’étude HRCT sur le logiciel Slicer 3D
- Dans l’écran d’ouverture du logiciel (correspondant à la section Bienvenue à Slicer dans le menu drop-down) sélectionnez Load....
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Résultats
La méthode proposée a été affinée par des essais et des erreurs, la testant sur 117 patients affectés par la pneumonie COVID-19 avec un test rt-PCR positif.
Après une courte courbe d’apprentissage, le temps nécessaire pour obtenir les segments peut varier de 5 à 15 minutes, selon le modèle de présentation.
Comme le montre la figure 1,la méthode donne des segments précis : on peut l’observer en repérageant la correspondance exacte avec le HRCT. Le re.......
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Discussion
La segmentation représente une étape fondamentale pour effectuer des études quantitatives modernes de radiologie, et est nécessaire pour appliquer des techniques de radiomics ou d’analyse de texture. Les résultats pathologiques dans les poumons représentent l’un des plus difficiles à segmenter, car l’absence de frontières anatomiques définies et une petite différence de valeur d’atténuation par rapport aux zones saines.
Les images sources doivent présenter un minimum d’artefacts si possible, e.......
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Déclarations de divulgation
Aucun des auteurs n’a de conflits d’intérêts.
Remerciements
Ces travaux ont été soutenus par le financement du Département de radiologie de l’Université de Bologne.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| CT Scanner | General Electrics Healthcare | 64-MDCT VCT lightSpeed | Le scanner CT utilisé pour les acquisitions HRCT |
| Ordinateur de bureau | ThinkCentre | L’ordinateur utilisé pour télécharger les fichiers DICOM et exécuter 3D Slicer |
Références
- Zheng, Y., et al. COVID-19 and the cardiovascular system. Nature Reviews Cardiology. 17, 259-260 (2020).
- Simpson, S., et al.
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Réimpressions et autorisations
