¿Cómo medir un nódulo pulmonar en una imagen DICOM de CT?

En esta pregunta, me gustaría centrarme en el valor de intensidad de la tomografía computarizada. Primero, eche un vistazo a la imagen a continuación:

La imagen superior es la imagen original, mientras que la imagen inferior es la versión con umbral. Para medir el volumen de cualquier forma, teóricamente, es posible simplemente contar el número de vóxeles en la imagen. Sin embargo, la capa más externa del objeto (ej. Nódulo) muestra una intensidad más oscura, mientras que todos los vóxeles dentro del objeto tienen una intensidad muy alta. Si simplemente cuento los vóxeles en la versión con umbral, es muy probable que obtenga un volumen de resultados mayor que el volumen real para el nódulo pulmonar.

También veo que hay variables como el centro de la ventana (nivel) y el ancho de la ventana, que se pueden usar para ajustar la información de intensidad de la imagen DICOM. La intensidad diferente puede alterar el volumen del resultado.

Así que aquí está la pregunta: si voy a medir un nódulo pulmonar dado, ¿qué debo hacer para lograr la mejor precisión posible? ¿Cuándo debemos ignorar los vóxeles de menor intensidad? ¿O debo hacer esto de alguna otra manera?

Aparte de toda la discusión sobre el procesamiento de señal pura: ¿Qué define exactamente como "el nódulo"? Esta suele ser una entidad biológica con fronteras difíciles de definir. La naturaleza del nódulo es a veces un crecimiento invasivo y, por lo tanto, incluso en secciones histológicas mal definidas. Por lo tanto, la propia TC tiene un umbral más alto que la histología y, por lo tanto, el verdadero borde de un nódulo no puede definirse fácilmente. Por otro lado, el tejido sano alrededor del nódulo podría estar comprimido y parecer denso en la TC. Esto podría depender de la fase de respiración en la que se activó la exploración (mejores resultados en la mitad de la inspiración, según los datos más recientes). O la inflamación puede oscurecer el verdadero borde del nódulo.

Otro aspecto es la interpolación de las imágenes. La técnica suele ser una CT en espiral, por lo que no se pierde ninguna lesión. Por lo tanto, las secciones se calculan. Esto da como resultado bordes de objetos menos definidos. Si la atención se centraría en la detección de bordes o la resolución de histología cercana, generalmente se requieren exploraciones de alta resolución. Esto es lo que haces para la enfermedad pulmonar intersticial. Desafortunadamente, cortan el pulmón con una distancia bastante grande en el medio. La dosis de radiación sería extremadamente alta si intenta obtener una "exploración de volumen completo". Pero en este tipo de exploración, debe tener en cuenta que se pierden lesiones entre cortes.

Para volver a la pregunta inicial: creo que tendrá que validar su técnica, sea cual sea, con el estándar de oro. Que es secciones de histología. (Desafortunadamente, el pulmón no se secciona fácilmente ...). Otra opción es una técnica adicional: como la PET-CT (que combina la tomografía por emisión de positrones con la tomografía computarizada), pero los algoritmos de alineación a veces son complicados.

Suponiendo que esto se deba al " efecto de volumen parcial " (y no porque la capa externa del nódulo sea realmente un material diferente):

Si considera que un vóxel (1 mm ^ 3, por ejemplo) con un valor brillante de decir 200 es todo material de nódulo, y un vóxel con un valor de decir 100 como tejido definitivamente normal, entonces parece razonable suponer que un vóxel con un valor de 160 es 60% de nódulo y 40% de tejido normal (por lo que debería contribuir 0,6 mm ^ 3 a su total).

Si esa suposición es correcta (y eso es un gran si), entonces debería obtener una mejor medición de volumen que solo contar voxels> = 200 o> 100.