Tecniche di rendering delle immagini nella tomografia computerizzata post-mortem: valutazione della salute biologica e del profilo nei cetacei bloccati
Summary
Il programma di risposta allo spiaggiamento dei cetacei di Hong Kong ha incorporato la tomografia computerizzata post-mortem, che fornisce preziose informazioni sulla salute biologica e sul profilo degli animali deceduti. Questo studio descrive 8 tecniche di rendering delle immagini che sono essenziali per l’identificazione e la visualizzazione dei risultati post-mortem nei cetacei spiaggiati, che aiuteranno medici, veterinari e personale di risposta allo spiaggiamento in tutto il mondo a utilizzare appieno la modalità radiologica.
Abstract
Con 6 anni di esperienza nell’implementazione abituale della virtopsia nel programma di risposta allo spiaggiamento dei cetacei di Hong Kong, sono state stabilite procedure standardizzate di virtopsia, acquisizione della tomografia computerizzata post-mortem (PMCT), post-elaborazione e valutazione sono state stabilite con successo. In questo programma di risposta allo spiaggiamento della virtopsia dei cetacei pionieri, il PMCT è stato eseguito su 193 cetacei spiaggiati, fornendo risultati post-mortem per aiutare la necropsia e far luce sulla salute biologica e sul profilo degli animali. Questo studio mirava a valutare 8 tecniche di rendering delle immagini in PMCT, tra cui la ricostruzione multipiattaforma, la riforma planare curva, la proiezione di intensità massima, la proiezione dell’intensità minima, il rendering diretto del volume, la segmentazione, la funzione di trasferimento e il rendering del volume prospezionato. Illustrate con esempi pratici, queste tecniche sono state in grado di identificare la maggior parte dei risultati di PM nei cetacei spiaggiati e sono servite come strumento per studiare la loro salute biologica e il loro profilo. Questo studio potrebbe guidare radiologi, medici e veterinari attraverso il regno spesso difficile e complicato del rendering e della revisione delle immagini PMCT.
Introduction
Virtopsy, noto anche come imaging postmortem (PM), è l’esame di una carcassa con modalità di imaging trasversale avanzate, tra cui la tomografia computerizzata post-mortem (PMCT), la risonanza magnetica post-mortem (PMMRI) e l’ultrasonografia1. Nell’uomo, il PMCT è utile per studiare casi traumatici di alterazioni scheletriche2,3, corpi estranei, risultati gassosi4,5,6e patologie del sistema vascolare7,8,9. Dal 2014, la virtopsy è stata regolarmente implementata nel programma di risposta allo spiaggiamento dei cetacei di Hong Kong1. PMCT e PMMRI sono in grado di rappresentare i reperti patofobiologici su carcasse troppo decomposte per essere valutate dalla necropsia convenzionale. La valutazione radiologica non invasiva è oggettiva e digitalmente memorizzabile, consentendo una seconda opinione o studi retrospettivianni dopo 1,10,11. Virtopsy è diventata una preziosa tecnica alternativa per fornire nuove intuizioni dei risultati PM negli animali marini spiaggiati12,13,14,15,16. In combinazione con la necropsia, che è il gold standard per spiegare la ricostruzione fisiofisiologica e la causa dellamorte 17, la salute biologica e il profilo degli animali possono essere affrontati. Virtopsy è stato gradualmente riconosciuto e implementato in programmi di risposta spiaggiamento in tutto il mondo, tra cui, ma non solo, Costa Rica, Giappone, Cina continentale, Nuova èelanda, Taiwan, Thailandia e STATIUniti 1.
Le tecniche di rendering delle immagini in radiologia utilizzano algoritmi informatici per trasformare i numeri in informazioni sul tessuto. Ad esempio, la densità radiologica è espressa nei raggi X convenzionali e nella TC. La grande quantità di dati volumetrici viene memorizzata nel formato Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM). Le immagini TC possono essere utilizzate per produrre dati voxel isotropici utilizzando il rendering di immagini bidimensionali (2D) e tridimensionali (3D) in una workstation 3D post-elaborazione per la visualizzazione adalta risoluzione 18,19. I dati quantitativi e i risultati vengono mappati per trasformare le immagini assiali acquisite in serie in immagini 3D con parametri in scala di grigi o di colore19,20,21. La scelta di un metodo di visualizzazione dei dati appropriato da diverse tecniche di rendering è un fattore tecnico essenziale della qualità di visualizzazione, che influisce in modo significativo sull’analisi e l’interpretazione dei risultatiradiologici 21. Ciò è particolarmente importante per il lavoro di spiaggiamento che coinvolge personale senza alcun background radiologico, che ha bisogno di comprendere i risultati in diverse circostanze17. L’obiettivo dell’implementazione di queste tecniche di rendering delle immagini è quello di migliorare la qualità nella visualizzazione dei dettagli anatomici, delle relazioni e dei risultati clinici, che aumenta il valore diagnostico dell’imaging e consente una resa efficace delle regioni definitedi interesse 17,19,22,23,24,25.
Anche se le immagini TC/MRI assiali primarie contengono la maggior parte delle informazioni, possono limitare la diagnosi accurata o la documentazione delle patologie in quanto le strutture non possono essere visualizzate in vari piani ortogonali. La riforma delle immagini in altri piani anatomicamente allineati consente la visualizzazione delle relazioni strutturali da un’altra prospettiva senza dover riposizionare il corpo26. Poiché i dati di anatomia medica e patologia forense sono prevalentemente di natura 3D, le immagini PMCT codificate a colori e le immagini ricostruite in 3D sono preferite alle immagini in scala di grigi e alle immagini a fette 2D in vista di una migliore comprensione e idoneità per i27,28. Con i progressi della tecnologia PMCT, è stata sollevata una preoccupazione di esplorazione della visualizzazione (cioè la creazione e l’interpretazione dell’immagine 2D e 3D) nell’indagine PM cetaceo12,29. Varie tecniche di rendering volumetrico nella postazione di lavoro radiologica consentono ai radiologi, ai tecnici, ai medici di riferimento (ad esempio, veterinari e scienziati dei mammiferi marini) e persino ai laici (ad esempio, personale di risposta allo spiaggiamento, agli ufficiali governativi e al pubblico in generale) di visualizzare e studiare le regioni di interesse. Tuttavia, la scelta di una tecnica adeguata e la confusione della terminologia rimangono una questione importante. È necessario comprendere il concetto di base, i punti di forza e i limiti delle tecniche comuni, poiché influenzerebbe in modo significativo il valore diagnostico e l’interpretazione dei risultati radiologici. L’uso improprio delle tecniche può generare immagini fuorvianti (ad esempio, immagini con distorsioni, errori di rendering, rumori di ricostruzione o artefatti) e portare a una diagnosierrata 30.
Il presente studio mira a valutare 8 tecniche essenziali di rendering dell’immagine nel PMCT che sono state utilizzate per identificare la maggior parte dei risultati di PM nei cetacei spiaggiati nelle acque di Hong Kong. Vengono fornite descrizioni ed esempi pratici di ogni tecnica per guidare radiologi, medici e veterinari in tutto il mondo attraverso il regno spesso difficile e complicato del rendering e della revisione delle immagini PMCT per la valutazione della salute biologica e del profilo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Per la chiara visualizzazione dei set di dati virtopsy, 8 tecniche di rendering delle immagini, costituite sia dal rendering 2D che da quello 3D, sono state regolarmente applicate a ciascuna carcassa spiaggiata per l’analisi PM della loro salute biologica e del loro profilo. Queste tecniche di rendering includevano MPR, CPR, MIP, MinIP, DVR, segmentazione, TF e PVR. Diverse tecniche di rendering vengono utilizzate in modo complementare insieme alla regolazione della finestra. Vengono inoltre descritti i concetti di ogni …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori ringraziano il Dipartimento per l’Agricoltura, la Pesca e la Conservazione del Governo della Regione Amministrativa Speciale di Hong Kong per il continuo sostegno a questo progetto. L’apprezzamento sincero è esteso anche a veterinari, personale e volontari dell’Aquatic Animal Virtopsy Lab, della City University di Hong Kong, della Ocean Park Conservation Foundation di Hong Kong e dell’Ocean Park Hong Kong per aver pagato un grande sforzo per la risposta allo spiaggiamento di questo progetto. Particolare gratitudine è dovuta ai tecnici del CityU Veterinary Medical Centre e del Centro di imaging veterinario di Hong Kong per il funzionamento delle unità TC e MRI per il presente studio. Eventuali pareri, conclusioni, conclusioni o raccomandazioni espresse nel presente documento non riflettono necessariamente le opinioni del Marine Ecology Enhancement Fund o del Trustee. Questo progetto è stato finanziato dall’Hong Kong Research Grants Council (numero grant: UGC/FDS17/M07/14) e dal Marine Ecology Enhancement Fund (numero di sovvenzione: MEEF2017014, MEEF2017014A, MEEF2019010 e MEEF2019010A), Marine Ecology Enhancement Fund, Marine Ecology Enhancement Funds Trustee Limited. Un ringraziamento speciale al Dr. Maria José Robles Malagamba per l’editing in inglese di questo manoscritto.
Materials
| Aquarius iNtuition workstation | TeraRecon Inc | NA | |
| Siemens 64-row multi-slice spiral CT scanner Somatom go.Up | Siemens Healthineers | NA |
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