| Popis: |
Проблематика. При дослідженні 3D-зображень головного мозку (ГМ) за даними однофотонної емісійної комп’ютерної томографії (ОФЕКТ) виникає проблема їх просторової орієнтації для коректної побудови зрізів і подальшого аналізу симетричності ефективної перфузії півкуль. Головний мозок на вихідних зображеннях може набувати фактично будь-якої орієнтації, що призводить до асиметрії розподілу радіофармпрепарату (РФП) на зрізах, паралельних чи перпендикулярних координатним осям. Своєю чергою це може призвести до некоректного трактування клінічних даних. Мета. Розробка методики та відповідного програмного модуля для автоматизованої стандартизації просторової орієнтації зображень ОФЕКТ ГМ, зокрема з перфузійним РФП 99mTc-гексаметилпропіленаміноксимом (99mTc-ГМПАО). Методика реалізації. Проаналізовано 30 ОФЕКТ-зображень пацієнтів із різним рівнем перфузії головного мозку. Сцинтиграфічні дослідження ГМ проводили з 99mTc-ГМПАО на гамма-камері “E. Cam” (Siemens) із коліматором LEHR. ОФЕКТ проводили через 15–20 хв після внутрішньовенного введення РФП. Томографічне дослідження включало збір 128-ми проекцій для матриці 128´128, активність РФП для внутрішньовенного введення становила 740 МБк. Розроблена методика автоматизованої стандартизації просторової орієнтації ОФЕКТ-зображення ГМ була реалізована в програмному забезпеченні “ScintyBrain” у середовищі Matlab 2018. Результати. Розроблена методика, яка заснована на пошуку площини симетрії півкуль мозку, дає можливість із середньою похибкою 0,8–4° визначити просторову орієнтацію мозку. Похибка визначення кута повороту сагітальних зрізів збільшується при зниженні перфузії лобних сегментів, а фронтальних зрізів – залежить від наявності велико-вогнищевих змін у скроневих і тім’яних ділянках півкуль. Висновки. Розроблено методику автоматизованої просторової стандартизації ОФЕКТ-зображень ГМ. Середня оцінка похибки просторових кутів повороту 3D-зображень лежить у межах 0,8–4°. Середній час комп’ютерного аналізу просторової орієнтації мозку прямує до 40 с. Впровадження представленого методу дає змогу мінімізувати суб’єктивний вплив фахівців на результати обробки й аналізу сцинтиграфічних зображень. Крім того, автоматизована процедура стандартизації ОФЕКТ дає можливість істотно скоротити час подальшого суміщення ОФЕКТ-зображень головного мозку з іншими модальностями. Background. In the study of 3D images of the brain according to emission computed tomography (SPECT) there is a problem of their spatial orientation for the correct construction of sections and subsequent analysis of the symmetry of effective hemisphere perfusion. The brain on the original images can take virtually any orientation, resulting in asymmetry of distribution of radiopharmaceutical agents (RPA) on sections of parallel or perpendicular coordinate axes. In turn, this can lead to incorrect interpretation of clinical data. Objective. The purpose of the paper is development of a methodology and appropriate software module for the automated standardization of spatial orientation of the SPECT of the brain images, in particular, with 99mTc-hexamethylpropylene (99mTc-HMPAO) perfusion RPA. Methods. 30 SPECT images of patients with different levels of brain perfusion were analyzed. Brain scintigraphic studies were performed with 99mTc- HMPAO on a gamma camera "E. Cam"(Siemens) with LEHR collimator. SPECT was performed in 15–20 min after intravenous administration of RPA. The tomographic study included the collection of 128 projections for the 128×128 matrix, the RPA activity for intravenous administration was 740 MBq. The developed method of automated standardization of spatial orientation SPECT image of the brain was implemented in the software "ScintyBrain" in Matlab 2018. Results. The developed technique, based on finding the plane of symmetry of the hemispheres of the brain, allows determining the spatial orientation of the brain with an average error of 0.8–4°. The error in determining the angle of rotation of the sagittal sections increases with decreased perfusion of the frontal segments, and the frontal sections – depends on the presence of large-focal changes in the temporal and parietal divisions of the hemisphere. Conclusions. A method of automated spatial standardization of SPECT images of the brain was developed. The average error of the spatial angles of rotation of 3D images is in the range of 0.8–4°. The average computer analysis of the brain's spatial orientation takes up to 40 sec. The implementation of the presented method minimizes the subjective influence of specialists on the results of processing and analysis of scintigraphic images. In addition, the automated SPECT standardization procedure can significantly reduce the time of subsequent blending of SPECT brain images with other modalities. Проблематика. При исследовании 3D-изображений головного мозга (ГМ) по данным эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) возникает проблема их пространственной ориентации для корректного построения срезов и последующего анализа симметричности эффективной перфузии полушарий. Головной мозг на выходных изображениях может принимать практически любую ориентацию, что приводит к асимметрии распределения радиофармпрепаратов (РФП) на срезах, параллельных или перпендикулярных координатным осям. В свою очередь это может привести к некорректной трактовке клинических данных. Цель. Разработка методики и соответствующего программного модуля для автоматизированной стандартизации пространственной ориентации изображений ОФЭКТ ГМ, в частности перфузионным РФП 99mTc-гексаметилпропиленаминоксимом (99mTc-ГМПАО). Методика реализации. Проанализированы 30 ОФЭКТ-изображений пациентов с различным уровнем перфузии головного мозга. Сцинтиграфические исследования ГМ проводили с 99mTc-ГМПАО на гамма-камере “E. Cam” (Siemens) с коллиматором LEHR. ОФЭКТ проводили через 15–20 мин после введения РФП. Томографическое исследование включало сбор 128-ми проекций для матрицы 128×128, активность РФП для введения составляла 740 МБк. Разработанная методика автоматизированной стандартизации пространственной ориентации ОФЭКТ-изображения ГМ была реализована в программном обеспечении “ScintyBrain” в среде Matlab 2018. Результаты. Разработанная методика, которая основана на поиске плоскости симметрии полушарий мозга, позволяет со средней погрешностью 0,8–4° определить пространственную ориентацию мозга. Погрешность определения угла поворота сагиттальных срезов увеличивается при снижении перфузии лобных частей, а фронтальных срезов – зависит от наличия крупно-очаговых изменений в височных и теменных отделах полушарий. Выводы. Разработана методика автоматизированной пространственной стандартизации ОФЭКТ-изображений ГМ. Средняя оценка погрешности пространственных углов поворота 3D-изображений находится в пределах 0,8–4°. Среднее время компьютерного анализа пространственной ориентации мозга близиться к 40 с. Внедрение представленного метода позволяет минимизировать субъективное влияние специалистов на результаты обработки и анализа сцинтиграфических изображений. Кроме того, автоматизированная процедура стандартизации ОФЭКТ позволяет существенно сократить время последующего совмещения ОФЭКТ-изображений головного мозга с другими модальностями. |
