Come misurare un nodulo polmonare in un'immagine DICOM di CT Scan?

In questa domanda, vorrei concentrarmi sul valore di intensità della TAC. Innanzitutto, dai un'occhiata all'immagine qui sotto:

L'immagine superiore è l'immagine originale, mentre l'immagine inferiore è la versione con soglia. Al fine di misurare il volume di qualsiasi forma, teoricamente, è possibile semplicemente contare il numero di voxel nell'immagine. Tuttavia, lo strato più esterno dell'oggetto (es. Nodulo) mostra un'intensità più scura, mentre tutti i voxel all'interno dell'oggetto hanno un'intensità molto elevata. Se conto semplicemente i voxel nella versione con soglia, molto probabilmente otterrò un volume di risultato maggiore del volume effettivo per il nodulo polmonare.

Vedo anche che ci sono variabili come il centro della finestra (livello) e la larghezza della finestra, che possono essere utilizzate per regolare le informazioni sull'intensità dell'immagine DICOM. Un'intensità diversa può alterare il volume del risultato.

Quindi, ecco la domanda: se devo misurare un dato nodulo polmonare, cosa devo fare per ottenere la migliore precisione possibile? Quando dovremmo ignorare i voxel a bassa intensità? O devo farlo in altri modi?

A parte l'intera discussione sull'elaborazione del segnale puro: cosa definisci esattamente "il nodulo". Di solito si tratta di un'entità biologica con confini difficili da definire. La natura del nodulo è talvolta una crescita invasiva e quindi anche in sezioni istologiche mal definite. La TC stessa ha quindi una soglia superiore all'istologia e quindi il vero confine di un nodulo non può essere definito facilmente. D'altra parte, i tessuti sani intorno al nodulo potrebbero essere compressi e apparire densi nella TC. Ciò potrebbe dipendere dalla fase di respirazione su cui è stata avviata la scansione (risultati migliori a metà inspirazione, secondo i dati più recenti). O l'infiammazione potrebbe oscurare il vero confine del nodulo.

Un altro aspetto è l'interpolazione delle immagini. La tecnica è di solito una spirale-TC, quindi non perdi alcuna lesione. Le sezioni sono quindi calcolate. Ciò comporta bordi meno definiti degli oggetti. Se l'attenzione si concentra sul rilevamento dei bordi o sulla risoluzione quasi istologica, sono generalmente necessarie scansioni ad alta risoluzione. Questo è ciò che fai per la malattia polmonare interstiziale. Sfortunatamente, attraversano il polmone con una distanza abbastanza grande nel mezzo. La dose di radiazione sarebbe estremamente alta, se si tenta di ottenere una "scansione a volume pieno". Ma in questo tipo di scansione, devi essere consapevole del fatto che manchi lesioni tra le sezioni.

Per tornare alla domanda iniziale: penso che dovrai convalidare la tua tecnica, qualunque essa sia, con il gold standard. Quali sono le sezioni di istologia. (Sfortunatamente, il polmone non è facilmente sezionabile ...). Un'altra opzione è una tecnica aggiuntiva: come la PET-CT (che combina la tomografia ad emissione di positroni con la tomografia computerizzata), ma gli algoritmi di allineamento sono talvolta difficili.

Supponendo che ciò sia dovuto all '" effetto volume parziale " (e non perché lo strato esterno del nodulo è in realtà un materiale diverso):

Se consideri un voxel (1mm ^ 3, diciamo) con un valore luminoso di dire 200 come tutto il materiale nodulo e un voxel con un valore di dire 100 come tessuto decisamente normale, allora sembra ragionevole supporre che un voxel con un valore di 160 è nodulo al 60% e tessuto normale al 40% (e quindi dovrebbe contribuire con 0,6 mm ^ 3 al totale).

Se tale presupposto è corretto (e questo è un grande if), allora dovrebbe ottenere una migliore misurazione del volume rispetto al semplice conteggio di voxel> = 200 o> 100.