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CT影像處理計算肺的呼氣量,精準診斷慢性阻塞性肺病

CT影像再處理,計算肺呼氣量
CT掃描。Credit: Thirteen Of Clubs CC BY-SA 2.0

軟體應用在醫療上診斷上,已經越來越精進。特別是搭配醫學影像來做後處理。看看這篇,或許你也有機會發表一套自己的軟體,核准在大小醫院內使用。

慢性阻塞性肺病是什麼

慢性阻塞性肺病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD)是全世界導致失能和死亡的ㄧ種病因,起因呼吸道慢性發炎導致呼吸道阻塞。導致COPD的原因,多歸咎於吸二手煙。症狀像是呼吸困難,影響全世界約六千萬人。典型的COPD肺組織破壞和小的呼吸道疾病。臨床上可能的檢查像是肺量計,檢查呼氣氣流受阻。可惜敏感度和特異性無法兼顧。還有一點是,整個肺部這麼大,哪裡真的阻塞功能受損?哪些部位又是好的?如果有辦法用三維影像顯示出來,醫生就可以做更精準的治療。

軟體處理CT影像顯示患者吸吐氣量

Imbio是一間在2007年,由美國密西根大學的研究團隊所創立的公司。技術發展源自美國密西根大學放射科系的分子影像中心。他們研發的這套稱作肺密度分析(Lung Density Analysis, LDA)的軟體,藉由分析患者肺部的電腦斷層(Computed Tomography, CT)影像,可以計算出肺部阻塞的細微狀況。最近,這套軟體通過了FDA的510(K),醫師可以用LDA系統來分析COPD患者的肺部影像,進而了解COPD對患者吐氣和吸氣能力的影響。

LDA系統的作業流程。
LDA系統的作業流程。Credit: Imbio, University of Michigan Health System(圖片網址)

LDA系統的處理方式,是先後攝影出患者在吸滿和吐光氣體兩種狀況下的CT影像,再應用軟體技術將這兩種影像重疊,如此影像會占用同一個幾何空間。如果患者肺部特定的位置有受損,吐氣吸氣的空間很小,那麼兩張影像在那個特定位置的顯示出來密度差異就會小(也可以說是CT影像上的顏色灰階値差異);反之,正常的肺,會有較大的密度變化。利用這樣的原理,研究員可以建立三維的肺部模型,這個三維模型由一個個的立體像素(voxel)組成。而前面提到吸氣吐氣的密度差異値,可以用顏色加在立體像素上來顯示各個位置的呼吸量。綠色顯示健康,黃色代表該位置有呼氣功能下降,紅色代表該位置非常嚴重。

如果只有CT影像,很難將這種呼吸氣的變化顯示出來。有了這種軟體的精準計算,醫生可以更容易診斷。Imbio除了LDA系統,也發展肺部癌症腫瘤的影像分析技術,提供治療導引。

肺部的呼吸氣量經過計算以顏色顯示
顏色顯示經過影像處理計算得到的肺部的呼吸氣量。綠色代表健康,黃色警告,紅色嚴重。Credit: Imbio, University of Michigan Health System(圖片網址)

文章參考:ScienceDaily
圖片來源:University of Michigan Health System (1) (2)Thirteen Of Clubs CC BY-SA 2.0

 

 

 

 

 

【作者簡介】 BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章要有邏輯,藉由報導、解析生醫領域的創新和應用來傳播知識。

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