人类肺部的物理信息化体动态计算机断层扫描:生成,评估和改进

科学领域:

• 医疗成像医学成像
• 计算生物学 计算生物学
• 肺部医学 肺部医学

背景情况:

• 肺部损伤导致通风不均,目前的肺功能测试缺乏区域细节.
• 动态医学成像和图像注册 (IR) 可以评估肺部运动,但验证具有挑战性.
• 来自有限元素 (FE) 模拟的in-silico图像提供了一种方法来验证IR结果.

研究的目的:

• 使用 FE 模拟的 in-silico CT 图像来评估 IR 方法对肺瘤的准确性.
• 在实际和in-silicoCT图像上对FE模拟和IR之间的位移和体积应变估计进行比较.

主要方法:

• 从人类4DCT图像中重建肺部,以创建FE网格.
• 使用肺 FE 网进行了 in-silico 模拟,以生成 in-silico 动态 CT 图像.
• 在实际和in-silico图像上执行IR,并将结果与FE模拟进行比较.

主要成果:

• FE模拟和IR在肺部位移估计上显示出很好的一致性.
• 在IR和FE模拟之间最大的位移差异在主要支气管中为2.7毫米.
• 更高分辨率的形图像改善了体积应变轮一致性.

结论:

• 来自FE模拟的in-silico CT图像有效验证了用于肺部分析的IR方法.
• 这种方法可以优化医学成像技术用于研究肺部疾病.
• 该方法有可能在临床环境中改善区域肺功能评估.