Summary
यहां हम मल्टी-प्लानर 3 डी पुनर्निर्माण और रंग डॉपलर फ्यूजन के संयोजन वाली एक 5 डी अल्ट्रासाउंड तकनीक प्रस्तुत करते हैं, जो थायरॉयड संरचनात्मक और कार्यात्मक जानकारी के तुल्यकालिक दृश्य को सक्षम बनाता है। अंधे धब्बों को कम करके, यह विधि नैदानिक सटीकता में सुधार करने के लिए घावों के तेजी से, सटीक स्थानीयकरण की अनुमति देती है, विशेष रूप से नौसिखिए चिकित्सकों को लाभान्वित करती है।
Abstract
यह पत्र अल्ट्रासाउंड डेटा के पांच-आयामी (5 डी) तुल्यकालिक पुनर्निर्माण के आधार पर एक उपन्यास थायरॉयड परीक्षा तकनीक का प्रस्ताव करता है। कच्चे लौकिक अनुक्रमों को शारीरिक संरचना को दर्शाते हुए 3 डी वॉल्यूमेट्रिक डेटा में पुनर्निर्मित किया जाता है। तीन ऑर्थोगोनल विमानों से ट्रिपलनार दृश्य पूरे ग्रंथि का एक व्यवस्थित निरीक्षण प्रदान करने के लिए महसूस किया जाता है। रंग डॉपलर इमेजिंग संवहनी परिवर्तन नक्शा करने के लिए प्रत्येक triplanar टुकड़ा में एकीकृत है. यह मल्टी-मोडल फ्यूजन पुनर्निर्मित 5D स्पेस में संरचनात्मक, कार्यात्मक और रक्त प्रवाह की जानकारी के तुल्यकालिक प्रदर्शन को सक्षम बनाता है। पारंपरिक स्कैनिंग की तुलना में, यह तकनीक लचीले ऑफ़लाइन निदान, स्कैनिंग पर कम निर्भरता, बढ़ी हुई सहज व्याख्या और व्यापक बहु-पहलू मूल्यांकन के लाभ प्रदान करती है। निरीक्षण त्रुटियों को कम करके, यह नैदानिक सटीकता में सुधार कर सकता है, खासकर नौसिखिए चिकित्सकों के लिए। प्रस्तावित 5 डी संलयन विधि प्रारंभिक पहचान के लिए घावों के तेजी से और सटीक स्थानीयकरण की अनुमति देता है। भविष्य के काम नैदानिक परिशुद्धता को और बेहतर बनाने के लिए जैव रासायनिक मार्करों के साथ एकीकरण का पता लगाएंगे। थायराइड परीक्षा को आगे बढ़ाने के लिए तकनीक का काफी नैदानिक मूल्य है।
Introduction
हाशिमोटो के थायरॉयडिटिस (एचटी), सबसे लगातार ऑटोइम्यून थायरॉयड विकार (एआईटीडी), दुनिया के आयोडीन-पर्याप्त क्षेत्रों में हाइपोथायरायडिज्म का प्रमुख कारण है। यह थायरॉयड एंटीजन के खिलाफ लिम्फोसाइटिक घुसपैठ और ऑटोएंटिबॉडी की विशेषता है, जिससे थायरॉयड वास्तुकला और हाइपोथायरायडिज्म 2 का विनाश होता है। एचटी के मंचन का उद्देश्य गंभीरता का आकलन करना और उपचार निर्णयों का मार्गदर्शन करना है। यह इस तरह के थायराइड उत्तेजक हार्मोन (टीएसएच) और थायराइड autoantibodies3, साथ ही थायराइड अल्ट्रासाउंड 4,5,6 पर दिखाई ultrasonographic सुविधाओं के रूप में जैव रासायनिक मार्करों का एक संयोजन पर निर्भर करता है.
अल्ट्रासाउंड परीक्षा पर, एचटी विशेषता निष्कर्षों को प्रदर्शित करता है, जिसमें अलग-अलग इकोोजेनेसिटी, विषम इकोटेक्सचर, माइक्रोनोडुलैरिटी, और रंगडॉपलर 6,7 पर रक्त प्रवाह में वृद्धि शामिल है। हालांकि, पारंपरिक दो आयामी (2 डी) ग्रेस्केल अल्ट्रासाउंड व्यवस्थित एचटी मंचन 8 के लिए इन सुविधाओं का विश्लेषण करने के लिए मात्रात्मक तरीकों का अभावहै. संवहनी परिवर्तनों का आकलन भी 2 डी मोड में गुणात्मक दृश्य निरीक्षण तक सीमित है। थायरॉयड ग्रंथि के जटिल त्रि-आयामी (3 डी) वास्तुकला आगे पारंपरिक 2 डी टुकड़ा करने की क्रिया 9,10 का उपयोग करके गहन मूल्यांकन में बाधा डालती है। इन कारकों इमेजिंग अंधा धब्बे और गलत व्याख्या के लिए नेतृत्व, कम संवेदनशीलता और विशिष्टता में जिसके परिणामस्वरूप, विशेष रूप से कम अनुभवी चिकित्सकों11,12 के लिए.
पारंपरिक हैंडहेल्ड अल्ट्रासाउंड स्कैनिंग वास्तविक समय अधिग्रहण और निदान को एकीकृत करता है। यह युग्मित वर्कफ़्लो निर्भरता स्कैनिंग के दौरान निरीक्षण त्रुटियों की संभावना बढ़ जाती है। स्थानिक स्थानीयकरण और ट्रैकिंग की कमी भी घाव की पहचान और निगरानी12,13 अभेद्य बनाता है. समर्पित 3 डी अल्ट्रासाउंड सिस्टम इन सीमाओं को संबोधित करने के लिए उभरा है औरआशाजनक परिणाम 14,15 दिखाया है. हालांकि, अधिकांश 3 डी अल्ट्रासाउंड प्रौद्योगिकियों को जटिल यांत्रिक स्कैनिंग तंत्र और विशेष ट्रांसड्यूसर की आवश्यकता होती है, जिससे उच्च लागत और गोद लेने में बाधाएं आती हैं।
पारंपरिक 2 डी और 3 डी अल्ट्रासाउंड तकनीकों की सीमाओं को दूर करने के लिए, यह अध्ययन थायरॉयड परीक्षा के अनुरूप एक उपन्यास 3 डी पुनर्निर्माण और विज़ुअलाइज़ेशन समाधान का प्रस्ताव करता है। व्यापक रूप से उपलब्ध हैंडहेल्ड अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके, पूरे थायरॉयड ग्रंथि को स्कैन करने के लिए पहले कई 2 डी स्वीप प्राप्त किए जाते हैं। 3 डी वॉल्यूमेट्रिक पुनर्निर्माण तब स्थानिक पंजीकरण और 2 डी अनुक्रमों के संलयन द्वारा महसूस किया जाता है। समवर्ती रूप से, रंग डॉपलर फ्रेम रक्त प्रवाह परिवर्तन की कल्पना संवहनी नक्शे बनाने के लिए सह-पंजीकृत हैं। पुनर्निर्मित 3 डी ग्रेस्केल वॉल्यूम और रंगीन संवहनी नक्शे अंततः एक मंच में एकीकृत होते हैं, जो सिंक्रनाइज़ बहु-प्लानर दृश्य और संयुक्त संरचनात्मक-कार्यात्मक निरीक्षण को सक्षम करते हैं।
यह प्रस्तावित 3 डी संलयन तकनीक विभिन्न पहलुओं से जटिल थायरॉयड आकृति विज्ञान का एक व्यवस्थित और व्यापक मूल्यांकन प्रदान करती है। अंधे धब्बों को कम करके और वैश्विक अवलोकन को सक्षम करके, यह नैदानिक सटीकता में सुधार करने और निरीक्षण त्रुटियों को कम करने में मदद कर सकता है, विशेष रूप से नौसिखिए चिकित्सकों को लाभान्वित कर सकता है। मल्टी-मोडल विज़ुअलाइज़ेशन घावों के तेजी से और सटीक स्थानीयकरण की सुविधा प्रदान करता है, थायरॉयड नोड्यूल और ट्यूमर के प्रारंभिक निदान और उपचार के लिए वादा करता है। इसके अलावा, विधि मात्रात्मक 3 डी फीचर विश्लेषण का परिचय देती है जिसकी पहले एचटी मंचन के लिए जांच नहीं की गई है। व्यापक गोद लेने के साथ, इसमें वर्तमान में अनुभव-निर्भर अल्ट्रासाउंड निदान प्रक्रियाओं को मानकीकृत और वस्तुनिष्ठ बनाने की क्षमता है। सहक्रियात्मक रूप से हैंडहेल्ड 3 डी पुनर्निर्माण, बहु-मोडल संलयन, मात्रात्मक सुविधा विश्लेषण, और एक सुव्यवस्थित वर्कफ़्लो में लचीले दृश्य को एकीकृत करके, यह कम लागत, उपयोग में आसान तकनीक थायरॉयड परीक्षा को आगे बढ़ाने के लिए पारंपरिक 2 डी अल्ट्रासाउंड से नैदानिक रूप से शक्तिशाली छलांग का प्रतिनिधित्व करती है।
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Protocol
इस अध्ययन को बीजिंग यूनिवर्सिटी ऑफ चाइनीज मेडिसिन से संबद्ध सनसिमियाओ अस्पताल के संस्थागत समीक्षा बोर्ड द्वारा अनुमोदित किया गया था। मरीज को थायराइड विभाग, सनसिमियाओ अस्पताल से भर्ती किया गया था। रोगी ने थायरॉयड अल्ट्रासाउंड परीक्षा ली और अध्ययन के लिए सूचित सहमति दी। इस जांच में, एक हाथ में डिवाइस का उपयोग कर प्राप्त 4 डी अल्ट्रासाउंड डेटा थायराइड ग्रंथि के triplanar विचारों के पुनर्निर्माण के लिए उपयोग किया गया. इसके अलावा, वास्तविक समय तुल्यकालिक रंग डॉपलर इमेजिंग हासिल की गई थी। इस शोध में उपयोग किए जाने वाले सॉफ़्टवेयर उपकरण सामग्री की तालिका में सूचीबद्ध हैं।
1. डेटा संग्रह और तैयारी
- एक पोर्टेबल हाथ में अल्ट्रासाउंड डिवाइस का प्रयोग, पार अनुभागीय विमान में थायराइड छवि के लिए रोगी की गर्दन पर अनुप्रस्थ रैखिक सरणी ट्रांसड्यूसर जगह है. जांच संपर्क और अभिविन्यास बनाए रखते हुए थायरॉयड की लंबाई के साथ धीरे-धीरे और लगातार जांच स्लाइड करें।
- 33 हर्ट्ज की फ्रेम दर पर थायरॉयड आकृति विज्ञान की कल्पना अनुप्रस्थ बी-मोड छवियों का एक अनुक्रम प्राप्त करें।
- समवर्ती रूप से, ग्रंथि और वाहिकाओं में रक्त के प्रवाह का पता लगाने के लिए रंग डॉपलर लागू करें। पूरे ग्रंथि को कवर करने के लिए बेहतर से अवर थायरॉयड ध्रुवों तक स्कैन करें। परिणामी गतिशील इमेजिंग अनुक्रम में लगातार अनुप्रस्थ स्लाइस शामिल हैं जो दो 4 डी डेटा सेट बनाते हैं।
- लोड हो रहा है और 4 डी बी-मोड अल्ट्रासाउंड डेटा की ब्राउज़िंग
- सभी DICOM डेटा को एक अनुकूलित कार्यशील निर्देशिका में कॉपी करें।
नोट: ऑपरेटिंग सिस्टम और MATLAB दोनों में कार्यशील निर्देशिका समान है। MATLAB में कमांड चलाने के लिए प्रत्येक पंक्ति टाइप करने के बाद एंटर दबाएं। - बी-मोड यूएस डेटा आयात करें file dicomread फ़ंक्शन का उपयोग करके MATLAB में, और डेटा के आयामों को देखने के लिए आकार फ़ंक्शन का उपयोग करें।
- कंप्यूटर पर MATLAB खोलें।
- आदेश विंडो में, टाइप करें:
वीबी0 = डाइकॉमरीड ('fname.dcm');
जहां 'fname.dcm' को DICOM डेटा के वास्तविक फ़ाइल नाम से बदला जा सकता है। यह DICOM फ़ाइल में पढ़ेगा और छवि डेटा को चर VB0 में संग्रहीत करेगा। - लोड किए गए डेटा का आकार देखने के लिए, टाइप करें:
आकार (VB0),
नोट: यहां आयात किए गए 4D डेटा में 768 पिक्सेल x 1024 पिक्सेल x 3 x 601 परतों के आयाम थे। 768 पिक्सेल x 1024 पिक्सेल x 3 एक मानक RGB छवि से मेल खाती है, जहाँ प्रत्येक पिक्सेल को 24-बिट गहराई वाले तीन चैनलों द्वारा दर्शाया जाता है। 601 परतें स्कैन किए गए स्लाइस की कुल संख्या का संकेत देती हैं।
- विस्तृत परीक्षा के लिए लगातार वापस खेला जा करने के लिए एक सतत ग्रेस्केल वीडियो अनुक्रम में 4 डी मैट्रिक्स डेटा परिवर्तित करने के लिए US_B_Show समारोह कॉल ( चित्रा 1 देखें).
- DICOM फ़ाइलों पर dicomread फ़ंक्शन का उपयोग करके चरण 1.4.2.2 में आयात किए गए इस 4D अल्ट्रासाउंड डेटा मैट्रिक्स VB0 को लगातार चलने वाले ग्रेस्केल वीडियो अनुक्रम में बदलने के लिए, MATLAB कमांड विंडो में निम्न कमांड टाइप करके US_B_Show फ़ंक्शन को कॉल करें:
US_B_Show(वीबी0)
जहां VB0 4D मैट्रिक्स वैरिएबल है जिसमें पहले आयात किए गए अल्ट्रासाउंड डेटा होते हैं।
- DICOM फ़ाइलों पर dicomread फ़ंक्शन का उपयोग करके चरण 1.4.2.2 में आयात किए गए इस 4D अल्ट्रासाउंड डेटा मैट्रिक्स VB0 को लगातार चलने वाले ग्रेस्केल वीडियो अनुक्रम में बदलने के लिए, MATLAB कमांड विंडो में निम्न कमांड टाइप करके US_B_Show फ़ंक्शन को कॉल करें:
- चित्रा 1 में जीयूआई थाम, आगे, रिवाइंड, आदि को रोकने के लिए प्लेबैक बटन दिखाता है।
- फ्रेम अनुक्रम के निरंतर वीडियो प्लेबैक शुरू करने के लिए प्ले बटन दबाएं। किसी भी फ्रेम के लचीले नेविगेशन के लिए पॉज़ एंड प्ले कंट्रोल टूल आइकन का उपयोग करें। प्लेबैक के दौरान छवियों को गतिशील रूप से बड़ा या छोटा करने के लिए ज़ूम इन/आउट बटन का उपयोग करें और मूल 1x दृश्य पर रीसेट करने के लिए डिफ़ॉल्ट ज़ूम बटन का उपयोग करें।
- निरीक्षण पिक्सेल मान बटन पर क्लिक करें और स्थानीयकृत विश्लेषण के लिए पिक्सेल निर्देशांक और तीव्रता के साथ क्रॉसहेयर ओवरले करने के लिए माउस को एक क्षेत्र पर ले जाएं।
नोट: ये इंटरैक्टिव नियंत्रण अंतरिक्ष और समय दोनों में अल्ट्रासाउंड डेटा विशेषताओं के लचीले निरीक्षण को सक्षम करते हैं।
- सभी DICOM डेटा को एक अनुकूलित कार्यशील निर्देशिका में कॉपी करें।
- लोड हो रहा है और 4 डी रंग डॉपलर अल्ट्रासाउंड डेटा की ब्राउज़िंग
- रंग डॉपलर अल्ट्रासाउंड डेटा आयात करें file dicomread फ़ंक्शन का उपयोग करके MATLAB में, और डेटा के आयामों को देखने के लिए आकार फ़ंक्शन का उपयोग करें।
नोट: यहां आयात किए गए 4D डेटा में 768 पिक्सल x 1024 पिक्सल x 3 x 331 लेयर्स के आयाम थे। 768 पिक्सेल x 1024 पिक्सेल x 3 एक मानक RGB छवि से मेल खाता है, जिसमें लाल और नीला विभिन्न दिशाओं में रक्त प्रवाह का प्रतिनिधित्व करता है। 331 परतें स्कैन किए गए स्लाइस की कुल संख्या का संकेत देती हैं। - विस्तृत परीक्षा के लिए लगातार खेला जाने वाला एक सतत रंग वीडियो अनुक्रम में 4 डी मैट्रिक्स डेटा को बदलने के लिए US_C_Show फ़ंक्शन का उपयोग करें ( चित्र 2 देखें)।
नोट: चित्रा 2 में जीयूआई में इंटरैक्टिव नियंत्रण और संचालन का एक ही सेट है जैसा कि पहले चित्रा 1 के लिए चरण 1.4.4 में वर्णित है।
- रंग डॉपलर अल्ट्रासाउंड डेटा आयात करें file dicomread फ़ंक्शन का उपयोग करके MATLAB में, और डेटा के आयामों को देखने के लिए आकार फ़ंक्शन का उपयोग करें।
2. बी-मोड और रंग डॉपलर अल्ट्रासाउंड का तुल्यकालिक अवलोकन
नोट: चित्रा 1 में दिखाए गए 4 डी बी-मोड अल्ट्रासाउंड डेटा और चित्रा 2 में दिखाए गए 4 डी रंग डॉपलर अल्ट्रासाउंड डेटा में अस्थायी अक्ष के साथ चौथे आयाम में समान पूर्ण समय टिकट होते हैं। यह फ़ील्ड DICOM मेटाडेटा में FrameTimeVector के रूप में दर्ज की गई है। इस क्षेत्र में समय मूल्यों के आधार पर, चित्रा 1 और चित्रा 2 वास्तविक समय में सिंक्रनाइज़ किया जा सकता है.
- dicomread कमांड का उपयोग करके दो 4D फ़ाइलों को पढ़ने के बाद, इनपुट के रूप में दो 4D मैट्रिसेस के साथ Synchronize_B_C फ़ंक्शन निष्पादित करें।
नोट: चित्रा 3 परिणामी वीडियो दिखाता है जिसे अभी भी लगातार वापस चलाया जा सकता है। अब अंतर यह है कि 4 डी बी-मोड अल्ट्रासाउंड डेटा और 4 डी कलर डॉपलर अल्ट्रासाउंड डेटा एक ही वीडियो फ्रेम के भीतर वास्तविक समय में सिंक्रनाइज़ किए जाते हैं। चित्रा 3 में जीयूआई चित्रा 1 के लिए कदम 1.4.4 में पहले वर्णित के रूप में इंटरैक्टिव नियंत्रण और संचालन का एक ही सेट है.
3. थायराइड के लिए तुल्यकालिक ट्रिपलनार पुनर्निर्माण
नोट: घावों के अधिक सटीक स्थानीयकरण और मात्रा का ठहराव सक्षम करने के लिए, इस अध्ययन ने वास्तविक समय अन्तरक्रियाशीलता के साथ अधिग्रहित 4 डी अल्ट्रासाउंड डेटा से थायरॉयड ग्रंथि के त्रिपलन पुनर्निर्माण का प्रदर्शन किया। यह चिकित्सकों को तेजी से और सटीक रूप से घावों को इंगित करने की अनुमति देता है, प्रभावित क्षेत्रों के बाद के परिमाणीकरण के लिए एक ठोस नींव रखता है।
- चित्रा 1 से 4 डी बी-मोड अल्ट्रासाउंड डेटा के साथ thyroid_triplanar फ़ंक्शन को तीन ऑर्थोगोनल विमानों (कोरोनल, धनु और अक्षीय) को प्राप्त करने के लिए इनपुट के रूप में कॉल करें जैसा कि चित्रा 4में दिखाया गया है।
- चित्रा 4 में क्रॉसहेयर इंटरैक्शन थायरॉयड ग्रंथि के विभिन्न हिस्सों के वास्तविक समय के निरीक्षण को सक्षम बनाता है। अल्ट्रासाउंड से पुनर्निर्मित थायरॉयड शरीर रचना विज्ञान की एक मनमानी 3 डी परीक्षा के लिए क्रॉसहेयर के केंद्र को क्लिक करें और खींचें।
नोट: चित्रा 4 में जीयूआई भी ग्रेस्केल तीव्रता रेंज, इसके विपरीत, और triplanar विचारों की चमक के समायोजन सक्षम बनाता है. - चमक और कंट्रास्ट स्तरों के वास्तविक समय संशोधन के लिए छवियों के किसी भी क्षेत्र पर बाईं माउस बटन को दबाएं और खींचें। समायोजन की पुष्टि करने और अंतिम रूप देने के लिए माउस बटन छोड़ें।
4. 3 डी रक्त प्रवाह क्षेत्र के लिए तुल्यकालिक triplanar पुनर्निर्माण
नोट: 4 डी रंग डॉपलर अल्ट्रासाउंड डेटा के आधार पर 3 डी रक्त प्रवाह क्षेत्र के लिए तुल्यकालिक त्रिप्लानर विचारों का पुनर्निर्माण भी हाशिमोटो के थायरॉयडिटिस (एचटी) को चिह्नित करने के लिए चिकित्सकीय रूप से महत्वपूर्ण है।
- चित्रा 2 से 4 डी सी-मोड अल्ट्रासाउंड डेटा के साथ thyroid_3D_blood फ़ंक्शन को तीन ऑर्थोगोनल विमानों (कोरोनल, धनु और अक्षीय) को प्राप्त करने के लिए इनपुट के रूप में कॉल करें जैसा कि चित्रा 5में दिखाया गया है।
- चित्रा 5 में क्रॉसहेयर इंटरैक्शन थायरॉयड ग्रंथि के विभिन्न हिस्सों के वास्तविक समय के निरीक्षण को सक्षम बनाता है। अल्ट्रासाउंड से पुनर्निर्मित थायरॉयड शरीर रचना विज्ञान की एक मनमानी 3 डी परीक्षा के लिए क्रॉसहेयर के केंद्र को क्लिक करें और खींचें।
नोट: चित्रा 5 में जीयूआई भी ग्रेस्केल तीव्रता रेंज, इसके विपरीत, और triplanar विचारों की चमक के समायोजन सक्षम बनाता है. - चमक और कंट्रास्ट स्तरों के वास्तविक समय संशोधन के लिए छवियों के किसी भी क्षेत्र पर बाईं माउस बटन को दबाएं और खींचें। समायोजन की पुष्टि करने और अंतिम रूप देने के लिए माउस बटन छोड़ें।
5. बी-मोड त्रितलीय दृश्यों और रंग डॉपलर त्रिप्लानर विचारों का सिंक्रनाइज़ेशन
नोट: चित्रा 4 में दिखाए गए त्रिप्लानर विचारों पर बिल्डिंग, घाव स्थानों के लिए संबंधित रंग डॉपलर प्रवाह छवियों को सिंक्रनाइज़ करना निस्संदेह हाशिमोटो के थायरॉयडिटिस (एचटी) में रोग संबंधी प्रगति के निदान और मात्रा का ठहराव की सुविधा प्रदान करेगा।
- ब्याज के क्षेत्र का पता लगाने के लिए चित्रा 4 में क्रॉसहेयर इंटरैक्शन खींचें, और रंग डॉपलर त्रिप्लानर विचारों में संबंधित स्थान प्राप्त करने के लिए US_B2C निष्पादित करें।
- ब्याज के क्षेत्र का पता लगाने के लिए चित्रा 5 में क्रॉसहेयर इंटरैक्शन खींचें, और बी-मोड त्रिप्लानर विचारों में संबंधित स्थान प्राप्त करने के लिए US_C2B निष्पादित करें।
नोट: चित्रा 6 हाशिमोटो के थायरॉयडिटिस (एचटी) घावों के सटीक स्थानीयकरण और निश्चित निदान के लिए एक ठोस अल्ट्रासोनोग्राफिक नींव देता है।
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Representative Results
जैसा कि चित्रा 1 और चित्रा 2 में ग्राफिकल यूजर इंटरफेस (जीयूआई) में दिखाया गया है, अल्ट्रासाउंड स्कैनिंग अनुक्रम लगातार जांच की जा सकती है। हालांकि, यह द्वि-आयामी परीक्षा मानसिक रूप से घाव के स्थान को फिर से संगठित करने के लिए थायरॉयडोलॉजिस्ट के शारीरिक ज्ञान पर बहुत अधिक निर्भर करती है, जो नौसिखियों के लिए चुनौतीपूर्ण है और इसके परिणामस्वरूप मात्रात्मक स्थिरता की कमी होती है। चित्रा 3 2 डी स्कैन पर अधिक सूचित निरीक्षण को सक्षम करने के लिए रंग डॉपलर प्रवाह छवियों के साथ बी-मोड ग्रेस्केल फ़्यूज़ करता है।
थायराइड विकारों के व्यापक और विश्वसनीय मूल्यांकन की सुविधा के लिए, चित्रा 4 बी-मोड तीव्रता के 3 डी स्थानिक वितरण को दर्शाता है, जबकि चित्रा 5 रंग डॉपलर डेटा से पुनर्निर्माण किए गए 3 डी संवहनी मानचित्र को प्रदर्शित करता है। जैसा कि जीयूआई (चित्रा 6) में दिखाया गया है, तीन ऑर्थोगोनल विमानों के साथ संरचनात्मक और कार्यात्मक जानकारी के सिंक्रनाइज़ दृश्य का एहसास हुआ है। चिकित्सक लगातार थायरॉयड ग्रेस्केल छवियों और संबंधित रक्त प्रवाह छवियों के मल्टीप्लानर क्रॉस-सेक्शन का निरीक्षण कर सकते हैं। पूरक तौर-तरीकों का यह सहज एकीकरण थायरॉयड विकृति विज्ञान की गंभीरता को ठीक से स्थानीयकृत करने और निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है।
यदि 3 डी ग्रेस्केल वॉल्यूम और 3 डी रंग डॉपलर वॉल्यूम अनिवार्य रूप से स्थानिक और रोग आयामों में फैले 4 डी डेटा हैं, तो दो सिंक्रनाइज़ ट्राइप्लानर विज़ुअलाइज़ेशन में उनकी बातचीत को जोड़ने से थायरॉयडोलॉजिस्ट को एकीकृत 5 डी स्पेस में घावों को तेजी से इंगित करने और संयुक्त तीव्रता और प्रवाह पैटर्न के आधार पर सटीक निदान प्रदान करने का अधिकार मिल सकता है।
चित्रा 1: अनुप्रस्थ बी-मोड अल्ट्रासाउंड वीडियो लूप। निरंतर अनुप्रस्थ स्कैनिंग द्वारा अधिग्रहित लगातार बी-मोड फ्रेम थायरॉयड आकृति विज्ञान दिखाते हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 2: अनुप्रस्थ रंग डॉपलर अल्ट्रासाउंड वीडियो लूप। अनुप्रस्थ स्कैनिंग द्वारा प्राप्त लगातार रंग डॉपलर फ्रेम थायरॉयड ऊतक के रक्त प्रवाह विशेषताओं को प्रकट करते हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 3: सिंक्रनाइज़ बी-मोड और डॉपलर अल्ट्रासाउंड। एकीकृत वीडियो समकालिक रूप से थायरॉयड संरचना (ग्रेस्केल) और रक्त प्रवाह (रंगीन ओवरले) का प्रदर्शन करता है। रंग डॉपलर ओवरले एक रंग स्केल-लाल का उपयोग करके प्रवाह की दिशा और वेग को दर्शाता है, ट्रांसड्यूसर की ओर प्रवाह को इंगित करता है; नीला ट्रांसड्यूसर से दूर प्रवाह को इंगित करता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 4: बी-मोड अल्ट्रासाउंड से निकाले गए ट्रिप्लानर विचार। ऑर्थोगोनल कोरोनल, धनु और अक्षीय विमानों को ट्राइप्लानर विज़ुअलाइज़ेशन का उपयोग करके 4 डी बी-मोड स्कैन से पुनर्निर्मित किया गया। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 5: डॉपलर अल्ट्रासाउंड से निकाले गए ट्रिप्लानर विचार। ऑर्थोगोनल कोरोनल, धनु और अक्षीय विमानों को थायरॉयड ऊतक के रक्त प्रवाह विशेषताओं को मैप करने के लिए 4 डी डॉपलर स्कैन से पुनर्निर्माण किया गया। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 6: सिंक्रनाइज़ त्रिप्लानर दृश्य संरचनात्मक और संवहनी डेटा फ्यूज़िंग। संयुक्त रूपात्मक और कार्यात्मक निरीक्षण को सक्षम करने के लिए बी-मोड और डॉपलर डेटा को सिंक्रनाइज़ करने वाले फ्यूज्ड मल्टीप्लानर पुनर्निर्माण। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
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Discussion
प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण कदम
जबकि चित्रा 1 और चित्रा 2 निरीक्षण और निदान के लिए मूल्य है, घाव स्थान और अन्य दृष्टिकोण से विचारों का निर्धारण विशेषज्ञ अनुभव की आवश्यकता है. हाशिमोटो के थायरॉयडिटिस (एचटी) के निदान के लिए, वास्तविक समय में चित्रा 1 और चित्रा 2 को सिंक्रनाइज़ करना भी एक महत्वपूर्ण और महत्वपूर्ण कदम है। प्रोटोकॉल चरण 3.3 महत्वपूर्ण चरणों में से एक है, जहां चित्रा 4 में दिखाया गया है, उपस्थित चिकित्सक अंतःक्रियात्मक रूप से 3 डी थायरॉयड शरीर रचना विज्ञान के मनमाने ढंग से क्रॉस-सेक्शन की जांच कर सकता है। यह घावों को स्थानीय बनाने और असामान्य ऊतक क्षेत्रों की पहचान करने के लिए महत्वपूर्ण है। परंपरागत रूप से, हैंडहेल्ड अल्ट्रासाउंड स्कैनिंग केवल 2 डी अनुप्रस्थ दृश्य प्रदान करता है। यह अपरिहार्य रूप से अंधे धब्बों के कारण 3 डी पैथोलॉजिकल विवरणों की निगरानी की ओर जाता है। इसी तरह, प्रोटोकॉल चरण 4.3 3 डी रक्त प्रवाह मानचित्र उत्पन्न करता है, जो घाव स्थानों को इंगित करने के लिए भी महत्वपूर्ण है। प्रोटोकॉल चरण 5.1 और 5.2 संरचनात्मक और कार्यात्मक थायरॉयड छवियों को सिंक्रनाइज़ करते हैं, जटिल परिस्थितियों के प्रबंधन के लिए चिकित्सकों को अधिक शक्तिशाली डिजिटल बुद्धिमान उपकरणों से लैस करते हैं।
संशोधन और समस्या निवारण
यदि पुनर्निर्माण कलाकृतियां होती हैं, तो अधिग्रहण स्वीप सीमा अपर्याप्त हो सकती है। विस्तारित कवरेज के साथ बार-बार स्कैनिंग करने से यह दूर हो सकता है। स्लाइस स्पेसिंग और पिक्सेल आकार जैसे पैरामीटर भी समायोजित किए जा सकते हैं।
विधि की सीमाएं
हालांकि हैंडहेल्ड अल्ट्रासाउंड स्कैनिंग विभिन्न तरीकों को सिंक्रनाइज़ करने के लिए समय टिकट प्राप्त कर सकती है, लेकिन इसमें वास्तविक समय 3 डी जांच स्थानीयकरण का अभाव है। इसलिए, थायरॉयड मॉडल में केवल अनुप्रस्थ आयामों का ठीक से पुनर्निर्माण किया जाता है। अनुप्रस्थ विमानों पर मात्रात्मक माप वर्तमान में सटीक हैं, जबकि कोरोनल और धनु विचार पैथोलॉजिकल स्थानीयकरण की सहायता करते हैं लेकिन वर्तमान में अविश्वसनीय मात्रात्मक पैमाने हैं।
मौजूदा तरीकों के संबंध में महत्व
यह 5 डी अल्ट्रासाउंड तकनीक एक मनोरम दृश्य अंतरिक्ष में रक्त प्रवाह मानचित्रण के साथ संयुक्त बहु-प्लानर संरचनात्मक परीक्षा को सक्षम करके पारंपरिक 2 डी स्कैनिंग को बढ़ाती है। यह ऑपरेटर निर्भरता, अंधे धब्बे और नैदानिक अस्पष्टता जैसी सीमाओं पर काबू पाता है जो 2 डी अल्ट्रासोनोग्राफी में बनी रहती हैं। प्रस्तावित वर्कफ़्लो थायराइड रोगों के अल्ट्रासाउंड निदान के लिए वर्तमान अनुभव-निर्भर प्रथाओं को मानकीकृत और बदलने के लिए एक मजबूत नींव रखता है।
संभावित अनुप्रयोग
इस विधि को थायरॉयड नोड्यूल, ट्यूमर और हाशिमोटो के थायरॉयडिटिस जैसे भड़काऊ घावों को ठीक से स्थानीयकृत और मात्रा निर्धारित करने के लिए लागू किया जा सकता है। यह रेडियोलॉजिस्ट और सर्जनों को पैथोलॉजी के मूल्यांकन के लिए उन्नत दृश्य दृष्टिकोण प्रदान करता है। तकनीक में निदान, उपचार योजना और सर्जिकल मार्गदर्शन में सहायता करने की काफी क्षमता है। इसके अतिरिक्त, अध्ययन दल ने एआई-सशक्त सटीक निदान और थायरॉयड रोगों के लिए मात्रा का ठहराव का एहसास करने के लिए इस 5 डी विश्लेषण पाइपलाइन के साथ जैव रासायनिक मार्करों को शामिल करने की योजना बनाई है।
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Disclosures
थायराइड रोग परिशुद्धता मात्रा का ठहराव के लिए सॉफ्टवेयर उपकरण, थायराइड रोग प्रेसिजन मात्रा का ठहराव V1.0 के रूप में इस अध्ययन की सामग्री की तालिका में सूचीबद्ध, बीजिंग इंटेलिजेंट एन्ट्रापी विज्ञान और प्रौद्योगिकी कं, लिमिटेड का एक उत्पाद है। इस सॉफ्टवेयर टूल के बौद्धिक संपदा अधिकार कंपनी के हैं। लेखकों के पास घोषित करने के लिए हितों का कोई टकराव नहीं है।
Acknowledgments
इस प्रकाशन को शानक्सी प्रांतीय कुंजी अनुसंधान और विकास योजना: 2023-ZDLSF-56 और शानक्सी प्रांतीय "वैज्ञानिक + इंजीनियर" टीम निर्माण: 2022KXJ-019 से समर्थन मिला।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 |
References
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