患者の成長

Aug 02, 2023

Scientific Reports volume 13、記事番号: 3941 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

コンピュータ断層撮影 (CT) 画像における定量化ソフトウェアの精度の検証は非常に困難です。 そこで我々は、患者固有の解剖学的構造を正確に表現し、シリコンキャスティングと3次元（3D）プリンティングを用いて、疾患様パターンやさまざまな形状やサイズの病変を含むさまざまな病変をランダムに統合するCTイメージングファントムを提案した。 定量化ソフトウェアの精度を評価するために、さまざまな形状とサイズの 6 つの結節が患者のモデル化された肺にランダムに追加されました。 シリコーン素材を使用することで病変や肺実質に適したCT強度を実現し、ファントムのCTスキャン上でそのハウンズフィールド単位（HU）値を評価しました。 その結果、撮影ファントムモデルのCTスキャンに基づく、正常肺実質、各結節、線維化、気腫性病変のHU測定値は目標値以内であった。 光造形モデルと 3D プリンティングファントム間の測定誤差は 0.2 ± 0.18 mm でした。 結論として、3D プリンティングとシリコン キャスティングの使用により、CT 画像における定量化ソフトウェアの精度を検証するための提案された CT イメージング ファントムの適用と評価が可能になり、これは CT ベースの定量化とイメージング バイオマーカーの開発に適用できる可能性があります。 。

肺疾患の診断における定量的コンピュータ断層撮影 (CT) の使用は日々拡大しており、さまざまな肺疾患に適用されています。 特に、2019 年の新型コロナウイルス感染症の流行により、肺疾患に関する研究が増加しており、ほとんどの研究が CT 画像を使用して行われています 1,2,3。

CT画像の強度補正と定量計測の検証は非常に重要なテーマです。 これまでにさまざまなタイプの CT イメージングファントムが開発されてきましたが、患者や疾患に特化した胸部 CT イメージングファントムの開発には限界があります。 それにもかかわらず、多くの研究は、CT 画像強度を校正し、定量的測定ソフトウェアの精度を検証するために、CT イメージング ファントムの製造に焦点を当ててきました。 特に、既存の加工技術と比較して、患者固有および疾患固有の 3 次元 (3D) プリンティングが可能であり、複雑なデザインのプロトタイプを迅速に作成できます。 3D プリンティングは、教育や手術ガイドなど、さまざまなモデルを医療に適用できます4、5、6、7、8、9、10、11、12、13。 多くの研究では、画像定量化のためにファントムの製作も行われています 14,15。 ホンら。 は、3D プリンティングを使用して疾患固有の肺イメージング ファントムを開発しました16。 シンら。 らは、3D プリントを使用して、3D プリントされた気道を備えた再現可能で変形可能な肺ファントムを開発しました17。 Hazelaarら。 は、実際の患者に非常によく似た放射線治療のための X 線ベースの画質と位置検証技術を評価するためのファントムを作成しました18。 カーンら。 は、1 台の 3D プリンタで組織適合性材料を使用したファントムを開発しました19。 フィリッポウら。 さまざまな医用画像を使用して高度なファントムを作成しました20。 さまざまなタイプの患者および疾患固有のファントムが開発されていますが、各イメージング ファントムの測定精度を決定できる標準的なイメージング ファントムの開発は依然として課題です。

胸部 CT 強度は、気道、肺実質、脂肪、軟組織、骨などのさまざまな解剖学的対象を反映します。 さらに、さまざまなパターンの病変が肺実質に発生する可能性があります。 ただし、定量的 CT は、CT 強度を除く、イメージング プロトコル、再構成パラメータ、患者の動き、CT アーチファクトなどの要因に依存します。 したがって、定量的胸部 CT の信頼性は、患者および疾患に固有のイメージング ファントムを使用して評価する必要があります。 本研究は、3Dプリンティング技術とシリコン鋳造技術を用いて、さまざまな肺病変のCT強度を反映する胸部CT撮影ファントムを作製し、その定量精度を評価することを目的とした。