Segmentação da tomografia pulmonar para identificar consolidações e áreas de vidro moído para assesment quantitativo de pneumonia SARS-CoV

Summary

O objetivo deste protocolo é fornecer uma maneira eficiente de segmentar volumes de interesse em tomografias computadorizadas de alta resolução para uso para análises mais radiomicas.

Abstract

A segmentação é uma tarefa complexa, enfrentada por radiologistas e pesquisadores à medida que a radiomicidade e o aprendizado de máquina crescem em potencialidade. O processo pode ser automático, semiautomático ou manual, o primeiro muitas vezes não sendo suficientemente preciso ou facilmente reproduzível, sendo o último excessivamente demorado quando envolve grandes distritos com aquisições de alta resolução.

Uma tomografia de alta resolução do baú é composta de centenas de imagens, e isso torna a abordagem manual excessivamente demorada. Além disso, as alterações parenchímicas requerem uma avaliação pericial a ser discernida a partir do aparecimento normal; assim, uma abordagem semiautomática para o processo de segmentação é, pelo que sabemos, a mais adequada ao segmentar pneumonias, especialmente quando suas características ainda são desconhecidas.

Para os estudos realizados em nosso instituto sobre a imagem do COVID-19, adotamos o 3D Slicer, um software de freeware produzido pela Universidade de Harvard, e combinamos o limiar com os instrumentos de pincel para alcançar a segmentação rápida e precisa de opacities aeradas, opacities de vidro moído e consolidações. Diante de casos complexos, este método ainda requer um tempo considerável para ajustes manuais adequados, mas fornece uma média extremamente eficiente para definir segmentos a serem utilizados para análise suplementar, como o cálculo do percentual do parenchyma pulmonar afetado ou análise de textura das áreas de vidro moído.

Introduction

No ano atual, o mundo enfrenta uma emergência de saúde, a pandemia causada pelo novo Coronavirus, Sars-CoV2. Mesmo que, até hoje, muitos aspectos relativos à fisiopatologia da infecção pelo COVID-19 ainda não estejam claros, compartilha várias características com seus "ancestrais" SARS1 e MERS. Em particular, foi comprovado que as proteínas de pico de virion interagem com a Enzima Conversante de Angiotensina Tipo-2, um receptor bem representado nas células endoteliais alveolares, mas onipresente no organismo humano, tendo assim a potencialidade de dar sintomas sistêmicos¹.

Para o diagnóstico, o padrão atual é a reaçã....

Protocol

Este protocolo segue as diretrizes do comitê institucional de ética em pesquisa humana.

1. Baixar as imagens do DICOM

1. Baixe as imagens DICOM e transfira-as na estação de trabalho dedicada à segmentação, com o software 3D instalado. Se planeja trabalhar em um computador pessoal, anonimize os dados do DICOM.

2. Importar o estudo HRCT sobre o software 3D Slicer

1. Na tela de abertura do software (correspondente à seção Bem-vindo ao Cortador no menu suspenso) selecione Carregar dados DICOM. Alternativamente, selecione o ícone <....

Results

O método proposto foi refinado através de tentativas e erros, testando-o em 117 pacientes afetados por pneumonia COVID-19 com um teste de rt-PCR positivo.

Após uma pequena curva de aprendizado, o tempo necessário para obter os segmentos pode variar de 5 a 15 minutos, dependendo do padrão de apresentação.

Como mostrado na Figura 1,o método produz segmentos precisos: isso pode ser observado notando a correspondência exata com o HRCT. A renderização 3D.......

Discussion

A segmentação representa um passo fundamental para a realização de estudos modernos de radiologia quantitativa, e é necessário aplicar técnicas de radiomics ou análise de textura. Os achados patológicos nos pulmões representam um dos mais desafiadores para o segmento, pela falta de fronteiras anatômicas definidas e uma pequena diferença no valor da atenuação quando comparadas às áreas saudáveis.

As imagens de origem devem apresentar um mínimo de artefatos, se possível, especialmente nas áreas .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Scanner de TC	General Electrics Healthcare	64-MDCT VCT lightSpeed	O scanner de TC usado para aquisições de TCC
Computador de mesa	ThinkCentre		O computador usado para baixar os arquivos DICOM e executar o 3D Slicer