Reconstruction triplanaire synchrone intégrée à la cartographie Doppler couleur pour une localisation précise et rapide des lésions thyroïdiennes
Summary
Nous présentons ici une technique d’échographie 5D combinant la reconstruction 3D multiplanaire et la fusion Doppler couleur, qui permet une visualisation synchrone des informations structurelles et fonctionnelles thyroïdiennes. En minimisant les angles morts, cette méthode permet une localisation rapide et précise des lésions pour améliorer la précision du diagnostic, ce qui profite particulièrement aux praticiens novices.
Abstract
Cet article propose une nouvelle technique d’examen de la thyroïde basée sur la reconstruction synchrone en cinq dimensions (5D) des données échographiques. Les séquences temporelles brutes sont reconstruites en données volumétriques 3D reflétant la structure anatomique. Une visualisation triplanaire à partir de trois plans orthogonaux est réalisée pour fournir une inspection systématique de l’ensemble de la presse-étoupe. L’imagerie Doppler couleur est intégrée dans chaque coupe triplanaire pour cartographier les changements de vascularisation. Cette fusion multimodale permet l’affichage synchrone des informations structurelles, fonctionnelles et de flux sanguin dans l’espace 5D reconstruit. Par rapport à la numérisation conventionnelle, cette technique offre les avantages d’un diagnostic hors ligne flexible, d’une dépendance réduite à l’égard de la numérisation, d’une interprétation intuitive améliorée et d’une évaluation multidimensionnelle complète. En minimisant les erreurs de surveillance, il pourrait améliorer la précision du diagnostic, en particulier pour les praticiens novices. La méthode de fusion 5D proposée permet une localisation rapide et précise des lésions pour une détection précoce. Les travaux futurs exploreront l’intégration avec des marqueurs biochimiques pour améliorer encore la précision du diagnostic. La technique a une valeur clinique considérable pour faire progresser l’examen de la thyroïde.
Introduction
La thyroïdite de Hashimoto (HT), la maladie thyroïdienne auto-immune (AITD) la plus fréquente, est la principale cause d’hypothyroïdie dans les régions du monde riches en iode1. Elle se caractérise par une infiltration lymphocytaire et des auto-anticorps contre les antigènes thyroïdiens, entraînant la destruction de l’architecture thyroïdienne et l’hypothyroïdie2. La stadification de l’HT vise à évaluer la gravité et à guider les décisions de traitement. Elle repose sur une combinaison de marqueurs biochimiques tels que la thyréostimuline (TSH) et les auto-anticorps thyroïdiens3, ainsi que sur des caractéristiques échographiques visibles à l’échographie thyroïdienne 4,5,6.
À l’échographie, l’HT présente des résultats caractéristiques, notamment une diminution diffuse de l’échogénicité, une échotexture hétérogène, une micronodularité et une augmentation du flux sanguin sur le Doppler couleur 6,7. Cependant, l’échographie bidimensionnelle (2D) conventionnelle en niveaux de gris manque de méthodes quantitatives pour analyser systématiquement ces caractéristiques pour la stadification HT8. L’évaluation des changements de vascularisation est également limitée à une inspection visuelle qualitative en mode 2D. L’architecture tridimensionnelle (3D) complexe de la glande thyroïde entrave encore une évaluation approfondie à l’aide du tranchage 2D conventionnel 9,10. Ces facteurs conduisent à des angles morts d’imagerie et à une mauvaise interprétation, entraînant une faible sensibilité et spécificité, en particulier pour les praticiens moins expérimentés11,12.
L’échographie portable conventionnelle intègre l’acquisition et le diagnostic en temps réel. Cette dépendance couplée au flux de travail augmente la probabilité d’erreurs de surveillance lors de la numérisation. L’absence de localisation spatiale et de suivi rend également l’identification et le suivi des lésions imprécis12,13. Des systèmes d’échographie 3D dédiés ont vu le jour pour remédier à ces limites et ont montré des résultats prometteurs14,15. Cependant, la plupart des technologies d’échographie 3D nécessitent des mécanismes de balayage mécaniques complexes et des transducteurs spécialisés, ce qui entraîne des coûts élevés et des obstacles à l’adoption.
Pour surmonter les limites des techniques d’échographie 2D et 3D conventionnelles, cette étude propose une nouvelle solution de reconstruction et de visualisation 3D adaptée à l’examen de la thyroïde. À l’aide d’une échographie portable largement disponible, plusieurs balayages 2D sont d’abord acquis pour scanner l’ensemble de la glande thyroïde. La reconstruction volumétrique 3D est ensuite réalisée par recalage spatial et fusion des séquences 2D. Parallèlement, des trames Doppler couleur sont coenregistrées pour créer des cartes de vascularisation visualisant les changements de flux sanguin. Les volumes 3D en niveaux de gris reconstruits et les cartes de vascularisation colorées sont enfin intégrés dans une seule plateforme, permettant une visualisation multiplanaire synchronisée et une inspection structurelle-fonctionnelle combinée.
Cette technique de fusion 3D proposée fournit une évaluation systématique et complète de la morphologie complexe de la thyroïde sous différents aspects. En minimisant les angles morts et en permettant une vue d’ensemble globale, cela pourrait aider à améliorer la précision du diagnostic et à réduire les erreurs de surveillance, ce qui profiterait en particulier aux praticiens novices. La visualisation multimodale facilite également la localisation rapide et précise des lésions, ce qui est prometteur pour le diagnostic et le traitement précoces des nodules et des tumeurs thyroïdiennes. De plus, la méthode introduit une analyse quantitative des caractéristiques 3D qui n’a pas été étudiée auparavant pour la stadification HT. Avec une large adoption, il a le potentiel de standardiser et d’objectiver les procédures de diagnostic échographique actuellement dépendantes de l’expérience. En intégrant de manière synergique la reconstruction 3D portable, la fusion multimodale, l’analyse quantitative des caractéristiques et la visualisation flexible dans un flux de travail rationalisé, cette technique peu coûteuse et facile à utiliser représente un saut diagnostique puissant par rapport à l’échographie 2D conventionnelle pour faire progresser l’examen de la thyroïde.
Protocol
Representative Results
Discussion
Étapes critiques du protocole
Bien que les figures 1 et 2 soient utiles pour l’inspection et le diagnostic, la détermination de l’emplacement et des vues des lésions sous d’autres angles nécessite une expérience spécialisée. Pour le diagnostic de la thyroïdite de Hashimoto (HT), la synchronisation de la figure 1 et de la figure 2 en temps réel est également une étape…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette publication a reçu le soutien du plan de recherche et de développement clé de la province du Shaanxi : 2023-ZDLSF-56 et de la construction de l’équipe provinciale du Shaanxi « Scientifique + ingénieur » : 2022KXJ-019.
Materials
| MATLAB | MathWorks | 2023B | Computing and visualization |
| Tools for Thyroid Disease Precision Quantification | Intelligent Entropy | Thyroid-3D V1.0 | Beijing Intelligent Entropy Science & Technology Co Ltd. Modeling for Thyroid Disease |
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