Целью данного исследования была разработка новой трехмерной цифровой модели для ранней диагностики фиброза печени, которая включает в себя жесткость каждого воксела в печени пациента и, таким образом, может быть использована для расчета коэффициента распределения печени пациента на разных стадиях фиброза.
Фиброз печени – это ранняя стадия цирроза печени, и лучших неинвазивных и удобных методов выявления и оценки заболевания не существует. Несмотря на хороший прогресс, достигнутый с картой жесткости печени (LSM) на основе магнитно-резонансной эластографии (MRE), все еще существуют некоторые ограничения, которые необходимо преодолеть, включая ручное определение фокуса, ручной выбор областей интереса (ROI) и прерывистые данные LSM без структурной информации, что делает невозможным оценку печени в целом. В данном исследовании мы предлагаем новую трехмерную (3D) цифровую модель для ранней диагностики фиброза печени на основе MRE.
MRE — это неинвазивный метод визуализации, который использует магнитно-резонансную томографию (МРТ) для измерения жесткости печени в месте сканирования путем взаимодействия человека с компьютером. Исследования показали значительную положительную корреляцию между LSM, полученной с помощью MRE, и степенью фиброза печени. Однако для клинических целей необходима всесторонняя и точная количественная оценка степени фиброза печени. Для решения этой проблемы в данном исследовании была предложена концепция распределения жесткости печени (LSD), которая относится к 3D-объему жесткости каждого воксела печени, полученному путем выравнивания 3D-изображений ткани печени и показателей MRE. Это обеспечивает более эффективный клинический инструмент для диагностики и лечения фиброза печени.
Фиброз печени относится к образованию избыточной рубцовой ткани в печени, обычно в результате повреждения печени или заболевания 1,2,3,4. Он часто возникает как следствие хронического повреждения печени и обычно связан с заболеваниями печени, такими как хронический вирусный гепатит, неалкогольная жировая болезнь печени и алкогольная болезнь печени. При отсутствии лечения фиброз печени может прогрессировать до цирроза, потенциально опасного для жизни состояния, связанного со значительной заболеваемостью и смертностью.
Активные исследования в этой области направлены на выяснение клеточных и молекулярных механизмов, лежащих в основе патогенеза фиброза печени, а также на разработку новых диагностических и терапевтических стратегий для улучшения результатов лечения пациентов. Еще одной задачей является неинвазивное выявление стадии фиброза печени, что является критически важным аспектом, напрямую связанным с диагностикой заболевания, выбором лечения и оценкой прогноза. Несмотря на важность точной диагностики и мониторинга фиброза печени, традиционные методы диагностики, такие как биопсия печени, являются инвазивными и связаны со значительными рисками. Напротив, магнитно-резонансная эластография5,6 (MRE) является многообещающим неинвазивным методом визуализации, который продемонстрировал потенциал в диагностике и мониторинге фиброза печени путем количественной оценки жесткости печени.
В последние годы проводится значительное количество исследований, направленных на оценку точности и надежности MRE в диагностике фиброза печени, а также его потенциальных преимуществ перед традиционными методами диагностики. Метрика жесткости печени MRE была одобрена Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) для клинической диагностики, и в клинической практике был проведен обширный сравнительный анализ с патологическими результатами. Результаты показали, что карты жесткости, построенные MRE, демонстрируют сильную положительную корреляцию с различными стадиями фиброза печени 7,8,9,10,11,12. Тем не менее, до сих пор работа по точной оценке и отслеживанию прогрессирования фиброза печени у пациентов с помощью количественного анализа распределения жесткости печени (ЛСД) путем сопоставления изображений структуры печени с MRE не достигла большого прогресса.
В данном исследовании введена методика группового анализа медицинской визуализации13,14,15 для достижения точного совмещения изображений структуры печени с картой жесткости, сгенерированной MRE в 3D-пространстве, что позволяет рассчитать значения жесткости печени для каждого воксела всей печени. На основе 3D-цифровой модели ЛСД можно рассчитать и оценить точное распределение стадий фиброза печени для конкретного пациента. Это закладывает прочную основу для точной количественной диагностики фиброза печени на ранней стадии.
В клинической практике сложно точно количественно оценить и отследить состояние пациентов с фиброзом печени на ранней стадии. Сравнение, представленное на рисунке 9 , полностью отражает степень фиброза печени у пациента по сравнению со здоровой печенью; Конечно, эта ци?…
The authors have nothing to disclose.
Эта публикация была поддержана пятой национальной программой исследований талантов в области традиционной китайской медицины, организованной Национальным управлением традиционной китайской медицины. Официальная сетевая ссылка — «http://www.natcm.gov.cn/renjiaosi/zhengcewenjian/2021-11-04/23082.html. ‘
MATLAB | MathWorks | 2022B | Computing and visualization |
Mimics | Materialise | Mimics Research V20 | Model format transformation |
Tools for 3D_LSD | Intelligent Entropy | HepaticFibrosis V1.0 | Beijing Intelligent Entropy Science & Technology Co Ltd. Modeling for CT/MRI fusion |