Développement d'un patient

Jun 03, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 3941 (2023) Citer cet article

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La validation de l'exactitude du logiciel de quantification dans les images de tomodensitométrie (CT) est très difficile. Par conséquent, nous avons proposé un fantôme d’imagerie tomodensitométrique qui représente avec précision les structures anatomiques spécifiques au patient et intègre de manière aléatoire diverses lésions, notamment des motifs ressemblant à des maladies et des lésions de différentes formes et tailles, à l’aide d’un moulage en silicone et d’une impression tridimensionnelle (3D). Six nodules de différentes formes et tailles ont été ajoutés au hasard aux poumons modélisés du patient pour évaluer la précision du logiciel de quantification. En utilisant des matériaux en silicone, des intensités CT adaptées aux lésions et au parenchyme pulmonaire ont été réalisées, et leurs valeurs en unité Hounsfield (HU) ont été évaluées sur un scanner du fantôme. En conséquence, sur la base du scanner du modèle fantôme d'imagerie, les valeurs d'HU mesurées pour le parenchyme pulmonaire normal, chaque nodule, fibrose et lésions emphysémateuses se situaient dans la valeur cible. L'erreur de mesure entre le modèle de stéréolithographie et les fantômes d'impression 3D était de 0,2 ± 0,18 mm. En conclusion, l'utilisation de l'impression 3D et du moulage en silicone a permis l'application et l'évaluation du fantôme d'imagerie CT proposé pour la validation de l'exactitude du logiciel de quantification dans les images CT, qui pourrait être appliqué à la quantification basée sur la tomodensitométrie et au développement de biomarqueurs d'imagerie. .

L’utilisation de la tomodensitométrie (TDM) quantitative pour diagnostiquer les maladies pulmonaires se développe chaque jour et est appliquée à diverses maladies pulmonaires. En particulier, les recherches liées aux maladies pulmonaires ont augmenté en raison de l’épidémie de la maladie à coronavirus 2019, et la plupart des études sont menées à l’aide d’images tomodensitométriques1,2,3.

La vérification de la correction d’intensité et la mesure quantitative des images CT est un sujet très important. Bien que divers types de fantômes d’imagerie CT aient été développés dans le passé, le développement de fantômes d’imagerie thoracique CT spécifiques aux patients et aux maladies présente des limites. Néanmoins, de nombreuses études se sont concentrées sur la fabrication de fantômes d’imagerie CT pour calibrer l’intensité de l’image CT et valider la précision du logiciel de mesure quantitative. En particulier, l'impression tridimensionnelle (3D) spécifique au patient et à la maladie est possible par rapport aux technologies de traitement existantes, et des conceptions complexes peuvent être rapidement prototypées. L'impression 3D peut appliquer divers modèles aux soins médicaux, tels que l'éducation et les guides chirurgicaux4,5,6,7,8,9,10,11,12,13. De nombreuses études ont également mené la fabrication de fantômes pour la quantification de l’imagerie14,15. Hong et coll. développé un fantôme d’imagerie pulmonaire spécifique à une maladie en utilisant l’impression 3D16. Shin et coll. a utilisé l’impression 3D pour développer un fantôme pulmonaire reproductible et déformable avec des voies respiratoires imprimées en 3D17. Hazelaar et al. a produit un fantôme pour évaluer la qualité de l'image basée sur les rayons X et la technique de vérification de la position pour la radiothérapie qui est très similaire au patient réel18. Kairn et coll. développé un fantôme en utilisant un matériau compatible avec les tissus avec une seule imprimante 3D19. Filippou et al. créé un fantôme avancé à l’aide de diverses images médicales20. Bien que divers types de fantômes spécifiques aux patients et aux maladies aient été développés, le développement d’un fantôme d’imagerie standard capable de déterminer la précision des mesures de chaque fantôme d’imagerie reste un défi.

Les intensités du scanner thoracique reflètent divers objets anatomiques, notamment les voies respiratoires, le parenchyme pulmonaire, les graisses, les tissus mous et les os. De plus, des lésions présentant des motifs différents peuvent se développer dans le parenchyme pulmonaire. Cependant, la tomodensitométrie quantitative dépend de facteurs tels que les protocoles d'imagerie, les paramètres de reconstruction, les mouvements des patients et les artefacts tomodensitométriques, à l'exception des intensités tomodensitométriques. Par conséquent, la fiabilité de la tomodensitométrie thoracique quantitative doit être évaluée à l’aide d’un fantôme d’imagerie spécifique au patient et à la maladie. Cette étude visait à fabriquer un fantôme d'imagerie CT thoracique qui reflète l'intensité CT de diverses lésions pulmonaires à l'aide de la technologie d'impression 3D et du moulage en silicone et à évaluer sa précision de quantification.