在这里,我们介绍了一种结合多平面 3D 重建和彩色多普勒融合的 5D 超声技术,该技术可以同步可视化甲状腺结构和功能信息。通过最大限度地减少盲点,该方法可以快速、精确地定位病变,从而提高诊断准确性,特别是使新手从业者受益。
Abstract
该文提出了一种基于超声数据五维同步重建的新型甲状腺检查技术。原始时间序列被重建为反映解剖结构的 3D 体积数据。实现了三个正交平面的三平面可视化,对整个压盖进行了系统检测。彩色多普勒成像被集成到每个三平面切片中,以绘制血管变化图。这种多模态融合可以在重建的 5D 空间中同步显示结构、功能和血流信息。与传统扫描相比,该技术具有灵活的离线诊断、减少对扫描的依赖、增强的直观解释和全面的多方面评估等优点。通过最大限度地减少监督错误,它可以提高诊断的准确性,特别是对于新手从业者。所提出的5D融合方法可以快速、精确地定位病灶,以便及早发现。未来的工作将探索与生化标志物的整合,以进一步提高诊断精度。该技术在推进甲状腺检查方面具有相当大的临床价值。
传统的手持式超声扫描集成了实时采集和诊断功能。这种耦合的工作流程依赖性增加了扫描过程中出现疏忽错误的可能性。缺乏空间定位和跟踪也使病变识别和监测不精确12,13。专用的 3D 超声系统已经出现以解决这些限制,并显示出有希望的结果14,15。然而,大多数 3D 超声技术需要复杂的机械扫描机制和专门的换能器,导致成本高昂且采用障碍。
为了克服传统2D和3D超声技术的局限性,本研究提出了一种针对甲状腺检查的新型3D重建和可视化解决方案。使用广泛使用的手持式超声,首先获得多个 2D 扫描以扫描整个甲状腺。然后通过二维序列的空间配准和融合来实现三维体积重建。同时,彩色多普勒帧被共同配准,以创建可视化血流变化的血管图。重建的 3D 灰度体积和彩色血管图最终集成到一个平台中,从而实现同步的多平面可视化和组合结构功能检查。
该三维融合技术从不同方面对复杂的甲状腺形态进行了系统、全面的评估。通过最大限度地减少盲点和实现全局概览,它可以帮助提高诊断准确性并减少监督错误,特别是使新手从业者受益。多模态可视化还有助于快速准确地定位病变,为甲状腺结节和肿瘤的早期诊断和治疗带来希望。此外,该方法还引入了定量 3D 特征分析,该分析以前从未研究过 HT 分期。随着广泛采用,它有可能使目前依赖于经验的超声诊断程序标准化和客观化。通过将手持式 3D 重建、多模态融合、定量特征分析和灵活的可视化协同集成到简化的工作流程中,这种低成本、易于使用的技术代表了传统 2D 超声在推进甲状腺检查方面的诊断强大飞跃。
Chen, Z., Ding, Z., Hu, R., Liang, T., Xing, F., Qi, S. Synchronous Triplanar Reconstruction Integrated with Color Doppler Mapping for Precise and Rapid Localization of Thyroid Lesions. J. Vis. Exp. (204), e66569, doi:10.3791/66569 (2024).