Técnicas de renderizado de imágenes en tomografía computarizada postmortem: evaluación de la salud biológica y perfil en cetáceos trenzados
Summary
El programa de respuesta de trenzado de cetáceos de Hong Kong ha incorporado una tomografía computarizada postmortem, que proporciona información valiosa sobre la salud biológica y el perfil de los animales fallecidos. Este estudio describe 8 técnicas de renderizado de imágenes que son esenciales para la identificación y visualización de los hallazgos postmortem en cetáceos varados, lo que ayudará a los médicos, veterinarios y personal de respuesta de varado en todo el mundo a utilizar plenamente la modalidad radiológica.
Abstract
Con 6 años de experiencia en la implementación rutinaria de virtopsy en el programa de respuesta de varado de cetáceos de Hong Kong, se establecieron con éxito procedimientos de virtopsía estandarizados, adquisición de tomografía computarizada postmortem (PMCT), postprocesamiento y evaluación. En este programa pionero de respuesta de varado de virtopsía de cetáceos, PMCT se realizó en 193 cetáceos varados, proporcionando hallazgos postmortem para ayudar a la necropsia y arrojar luz sobre la salud biológica y el perfil de los animales. Este estudio tenía como objetivo evaluar 8 técnicas de renderizado de imágenes en PMCT, incluida la reconstrucción multiplanar, la reforma plana curvada, la proyección de intensidad máxima, la proyección de intensidad mínima, la representación directa de volúmenes, la segmentación, la función de transferencia y la representación del volumen de perspectiva. Ilustradas con ejemplos prácticos, estas técnicas fueron capaces de identificar la mayoría de los hallazgos de PM en cetáceos varados y sirvieron como una herramienta para investigar su salud biológica y su perfil. Este estudio podría guiar a radiólogos, médicos y veterinarios a través del ámbito a menudo difícil y complicado de la representación y revisión de imágenes PMCT.
Introduction
Virtopsy, también conocida como imágenes postmortem (PM), es el examen de una carcasa con modalidades avanzadas de imágenes transversales, incluyendo tomografía computarizada postmortem (PMCT), resonancia magnética postmortem (PMMRI) y ultrasonografía1. En humanos, PMCT es útil en la investigación de casos traumáticos de alteraciones esqueléticas2,3, cuerpos extraños, hallazgos gaseosos4,5,6, y patologías del sistema vascular7,8,9. Desde 2014, la virtopsía se ha implementado rutinariamente en el programa de respuesta de trenzado de cetáceos de Hong Kong1. PmCT y PMMRI son capaces de representar hallazgos pato morfológicos en cadáveres que están demasiado descompuestos para ser evaluados por necropsia convencional. La evaluación radiológica no invasiva es objetiva y digitalmente almacenable, permitiendo estudios de segunda opinión o retrospectivos años más tarde1,,10,,11. Virtopsy se ha convertido en una valiosa técnica alternativa para proporcionar nuevos conocimientos de los hallazgos de PM en animales marinos varados12,,13,14,15,16. Combinado con la necropsia, que es el estándar de oro para explicar la reconstrucción fisiopatológica y la causa de la muerte17,se puede abordar la salud biológica y el perfil de los animales. Virtopsy ha sido gradualmente reconocida e implementada en programas de respuesta de varado en todo el mundo, incluyendo pero no limitado a Costa Rica, Japón, China continental, Nueva Zelanda, Taiwán, Tailandia y ESTADOS Unidos1.
Las técnicas de renderizado de imágenes en radiología utilizan algoritmos informáticos para transformar números en información sobre el tejido. Por ejemplo, la densidad radiológica se expresa en rayos X convencionales y TC. La gran cantidad de datos volumétricos se almacena en el formato Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM). Las imágenes CT se pueden utilizar para producir datos de voxel isotrópicos utilizando la representación de imágenes bidimensionales (2D) y tridimensionales (3D) en una estación de trabajo 3D de postprocesamiento para visualización de alta resolución18,,19. Los datos cuantitativos y los resultados se asignan para transformar imágenes axiales adquiridas en serie en imágenes 3D con parámetros de escala de grises o de color19,,20,,21. Elegir un método de visualización de datos adecuado a partir de diversas técnicas de renderizado es un determinante técnico esencial de la calidad de visualización, que afecta significativamente al análisis e interpretación de los hallazgos radiológicos21. Esto es particularmente crítico para el trabajo de varado que involucra al personal sin ningún tipo de formación radiológica, que necesita entender los resultados en diferentes circunstancias17. El objetivo de implementar estas técnicas de renderizado de imágenes es mejorar la calidad en la visualización de detalles anatómicos, relaciones y hallazgos clínicos, lo que aumenta el valor diagnóstico de la imagen y permite una interpretación eficaz de las regiones definidas de interés17,,19,,22,,23,,24,,25.
Aunque las imágenes primarias de TC/RM axial contienen la mayoría de la información, pueden limitar el diagnóstico o la documentación precisa de las patologías, ya que las estructuras no se pueden ver en varios planos ortogonales. La reforma de la imagen en otros planos alineados anatómicamente permite la visualización de las relaciones estructurales desde otra perspectiva sin tener que cambiar la posición del cuerpo26. Como los datos de anatomía médica y patología forense son predominantemente de naturaleza 3D, las imágenes PMCT codificadas por colores y las imágenes reconstruidas en 3D se prefieren a imágenes en escala de grises e imágenes de cortes 2D en vista de una mejor comprensión e idoneidad para las adjudicaciones de salas de audiencia27,,28. Con los avances en la tecnología PMCT, se ha planteado12,,29la exploración de la visualización (es decir, la creación e interpretación de la imagen 2D y 3D) en la investigación de PM de cetáceo. Diversas técnicas de renderizado volumétrico en la estación de trabajo de radiología permiten a los radiólogos, técnicos, médicos de referencia (por ejemplo, veterinarios y científicos de mamíferos marinos), e incluso laicos (por ejemplo, el personal de respuesta de varado, funcionarios gubernamentales y público en general) visualizar y estudiar las regiones de interés. Sin embargo, la elección de una técnica adecuada y la confusión de la terminología siguen siendo un problema importante. Es necesario comprender el concepto básico, las fortalezas y limitaciones de las técnicas comunes, ya que influiría significativamente en el valor diagnóstico y la interpretación de los hallazgos radiológicos. El uso indebido de técnicas puede generar imágenes engañosas (por ejemplo, imágenes que tienen distorsiones, errores de procesamiento, ruidos de reconstrucción o artefactos) y conducir a un diagnóstico incorrecto30.
El presente estudio tiene como objetivo evaluar 8 técnicas esenciales de renderizado de imágenes en PMCT que se utilizaron para identificar la mayoría de los hallazgos del PM en cetáceos varados en aguas de Hong Kong. Se proporcionan descripciones y ejemplos prácticos de cada técnica para guiar a radiólogos, médicos y veterinarios de todo el mundo a través del ámbito a menudo difícil y complicado de la representación y revisión de imágenes PMCT para la evaluación de la salud biológica y el perfil.
Protocol
Representative Results
Discussion
Para la visualización clara de conjuntos de datos virtopsy, 8 técnicas de renderizado de imágenes, que consisten en renderizado 2D y 3D, se aplicaron rutinariamente a cada canal varado para la investigación de PM de su salud biológica y perfil. Estas técnicas de renderizado incluyeron MPR, CPR, MIP, MinIP, DVR, segmentación, TF y PVR. Diversas técnicas de renderizado se utilizan de forma complementaria junto con el ajuste de ventanas. También se describen los conceptos de cada técnica de reforma de imagen y ven…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores desean dar las gracias al Departamento de Agricultura, Pesca y Conservación del Gobierno de la Región Administrativa Especial de Hong Kong por el apoyo continuo en este proyecto. También se extiende una apreciación sincera a los veterinarios, el personal y los voluntarios del Laboratorio de Virtopsía de Animales Acuáticos, la Universidad de la Ciudad de Hong Kong, Ocean Park Conservation Foundation Hong Kong y Ocean Park Hong Kong por rendir un gran esfuerzo en la respuesta de varado en este proyecto. Se debe especial gratitud a los técnicos del Centro Médico Veterinario de la Ciudad y del Centro de Imágenes Veterinarias de Hong Kong por operar las unidades de TC y RMN para el presente estudio. Las opiniones, hallazgos, conclusiones o recomendaciones expresadas en el presente documento no reflejan necesariamente las opiniones del Fondo de Mejora de la Ecología Marina o del Fideicomisario. Este proyecto fue financiado por el Consejo de Subvenciones de Investigación de Hong Kong (Número de Subvención: UGC/FDS17/M07/14), y el Fondo de Mejora de la Ecología Marina (número de becas: MEEF2017014, MEEF2017014A, MEEF2019010 y MEEF2019010A), Fondo de Mejora de la Ecología Marina, Fideicomisario limitado de ecología marina y fondos de mejora de la pesca. Agradecimiento especial a la Dra. María José Robles Malagamba por la edición en inglés de este manuscrito.
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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