RU2790943C1 - Method for determining the volume of fluid in the pleural cavity by computed tomography - Google Patents
Method for determining the volume of fluid in the pleural cavity by computed tomography Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790943C1 RU2790943C1 RU2022105490A RU2022105490A RU2790943C1 RU 2790943 C1 RU2790943 C1 RU 2790943C1 RU 2022105490 A RU2022105490 A RU 2022105490A RU 2022105490 A RU2022105490 A RU 2022105490A RU 2790943 C1 RU2790943 C1 RU 2790943C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fluid
- pleural
- volume
- computed tomography
- length
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, а именно к лучевой диагностике, компьютерной томографии, и может быть использовано для подсчета объема жидкости в плевральной полости методом компьютерной томографии.The invention relates to medicine, namely to radiation diagnostics, computed tomography, and can be used to calculate the volume of fluid in the pleural cavity by computed tomography.
Для подсчета объема жидкости в плевральной полости применяют различные способы.Various methods are used to calculate the volume of fluid in the pleural cavity.
Известна формула определения объема жидкости в плевральной полости методом компьютерной томографии по Hazlinger М. (Hazlinger М. Quantification of pleural effusion on CT by simple measurement/ M. Hazlinger, F. Ctvrtlik, K. Langova [et al.] //Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub. - 2014. - Vol. 158. - №. 1. - P. 107-111). Этот способ имеет следующие недостатки. При подсчете объема жидкости используется лишь один размер - размер максимальной толщины полоски жидкости в аксиальной проекции, поэтому формула не учитывает различные варианты формы грудной клетки и, как следствие, плевральной полости, не учитывает особенности растекания жидкости по плевральной полости. Полученный таким методом объем показывает достоверные значения в объемах до 400 мл. При больших значениях формула имеет тенденцию к занижению значения объема (Song L. А quantitative evaluation of pleural effusion on computed tomography scans using B-spline and local clustering level set / L. Song, J. Gao, S. Wang [et al.] // Journal of X-ray science and technology. - 2017. - Vol. 25. - №. 6. - P. 887-905).A well-known formula for determining the volume of fluid in the pleural cavity by computed tomography according to Hazlinger M. (Hazlinger M. Quantification of pleural effusion on CT by simple measurement/ M. Hazlinger, F. Ctvrtlik, K. Langova [et al.] //Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub. - 2014. - Vol. 158. - No. 1. - P. 107-111). This method has the following disadvantages. When calculating the volume of fluid, only one size is used - the size of the maximum thickness of the strip of fluid in the axial projection, so the formula does not take into account various options for the shape of the chest and, as a result, the pleural cavity, does not take into account the spreading of fluid in the pleural cavity. The volume obtained by this method shows reliable values in volumes up to 400 ml. At large values, the formula tends to underestimate the volume value (Song L. And quantitative evaluation of pleural effusion on computed tomography scans using B-spline and local clustering level set / L. Song, J. Gao, S. Wang [et al.] // Journal of X-ray science and technology - 2017. - Vol. 25. - No. 6. - P. 887-905).
Известен способ подсчета объема плевральной жидкости "методом дисков" Симпсона при помощи программного обеспечения (Brenner D.E. Volume determinations in computed tomography / D.E. Brenner, N.O. Whitley, T.L. Houk [et al.] // Jama. - 1982. - Vol. 247. - №. 9. - C. 1299-1302). Суть метода заключается в обведении контуров жидкости каждые 5-10 срезов томограммы и затем автоматическое реконструирование и подсчет объема жидкости программой. Данный метод в настоящее время является "золотым стандартом" по точности подсчета жидкости. Однако недостатком метода является существенная времязатратность процесса обведения контуров жидкости. Время обведения одного легкого будет занимать около 40 минут.There is a known method for calculating the volume of pleural fluid by the Simpson "disc method" using software (Brenner D.E. Volume determinations in computed tomography / D.E. Brenner, N.O. Whitley, T.L. Houk [et al.] // Jama. - 1982. - Vol. 247. - No. 9. - C. 1299-1302). The essence of the method is to trace the contours of the liquid every 5-10 slices of the tomogram and then automatically reconstruct and calculate the volume of the liquid by the program. This method is currently the "gold standard" for fluid counting accuracy. However, the disadvantage of the method is the significant time-consuming process of tracing the contours of the liquid. The tracing time for one lung will take about 40 minutes.
В основу изобретения положена задача создания более точного и менее времязатратного способа определения объема жидкости в плевральной полости методом компьютерной томографии, учитывающего форму грудной клетки человека, особенности формы жидкости, обнаруженной в плевральной полости.The invention is based on the task of creating a more accurate and less time-consuming method for determining the volume of fluid in the pleural cavity by computed tomography, taking into account the shape of the human chest, the features of the shape of the fluid found in the pleural cavity.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе определения объема жидкости в плевральной полости методом компьютерной томографии, заключающийся в том, что на КТ-изображении определяют длины отрезков:The solution of the problem is provided by the fact that in the method for determining the volume of fluid in the pleural cavity by the method of computed tomography, which consists in the fact that the lengths of the segments are determined on the CT image:
A - длина максимального краниокаудального размера плеврального выпота в сагиттальной проекции,A - the length of the maximum craniocaudal size of the pleural effusion in the sagittal projection,
B - максимальная ширина плеврального выпота в аксиальной плоскости среди всех сечений в аксиальной проекции,B - the maximum width of the pleural effusion in the axial plane among all sections in the axial projection,
D - длина отрезка, соединяющего границы плеврального выпота и лежащего на перпендикулярной к отрезку В линии к максимально отдаленной нижней границе плевральной жидкости, затем определяют объем жидкости по формуле D is the length of the segment connecting the borders of the pleural effusion and lying on the line perpendicular to segment B to the most distant lower border of the pleural fluid, then the volume of fluid is determined by the formula
V=0,524*A*B*D.V=0.524*A*B*D.
Изобретение поясняется фиг. 1-4. Фиг. 1 демонстрирует 3D модель расположения жидкости внутри плевральной полости. На фиг. 2 и фиг. 3 показана схема построения размеров, необходимых для формулы, контуры большого и малого эллипсоида. На фиг. 4 показана схема построения размеров, при нестандартной форме плеврального выпота.The invention is illustrated in FIG. 1-4. Fig. 1 shows a 3D model of the location of fluid within the pleural cavity. In FIG. 2 and FIG. 3 shows a scheme for constructing the dimensions required for the formula, the contours of a large and small ellipsoid. In FIG. 4 shows a scheme for constructing dimensions, with a non-standard form of pleural effusion.
Для осуществления этого изобретения на снимке производят построение большого эллипсоида на середине размера максимальной ширины жидкости в аксиальной плоскости - размере В, при этом размер В должен быть максимальным среди всех сечений в аксиальной проекции, а если максимальный размер В пересекает уровень плевральной жидкости, строят новое сечение, проходящее через верхние края мениска жидкости длиной, равной этому максимальному размеру (см. фиг. 1-4). От этой же точки откладывают полуоси размеров эллипсоидов: А/2 - длину максимального краниокаудального размера плеврального выпота в саггитальной проекции, С - перпендикуляр, от максимального размера ширины жидкости в плевральной полости в аксиальной проекции к максимально отдаленной нижней границе плевральной жидкости, при этом длина перпендикуляра С должна быть максимальной. На фиг. 1 показано, что длина линии А1 практически равна длине линии А. Для того, чтобы построить малый эллипсоид, используют те же размеры А/2 и В/2, но в качестве третьей полуоси используем отрезок C-D, где D - длина отрезка, лежащего на перпендикуляре С от верхней границы плевральной жидкости до нижней границы жидкости; при этом если толщина плевральной жидкости неравномерна на выбранном сечении, то определяют С и D с таким условием, чтобы выполнялась геометрическая разность объемов. Таким образом получаем два полуэллипсоида, один из которых располагается по внешнему контуру плевральной жидкости, другой - по внутреннему краю. Вычитая из большего эллипсоида меньший, получим V - объем жидкости в плевральной полости.To implement this invention, a large ellipsoid is built on the image in the middle of the size of the maximum width of the fluid in the axial plane - size B, while the size B should be the maximum among all sections in the axial projection, and if the maximum size B crosses the level of the pleural fluid, a new section is built , passing through the upper edges of the meniscus of the liquid with a length equal to this maximum size (see Fig. 1-4). Semiaxes of ellipsoid sizes are laid from the same point: A / 2 - the length of the maximum craniocaudal size of the pleural effusion in the sagittal projection, C - perpendicular, from the maximum size of the width of the fluid in the pleural cavity in the axial projection to the most distant lower border of the pleural fluid, while the length of the perpendicular C should be maximum. In FIG. 1 shows that the length of line A1 is almost equal to the length of line A. In order to build a small ellipsoid, the same dimensions A / 2 and B / 2 are used, but as the third semi-axis we use the segment C-D, where D is the length of the segment lying on perpendicular C from the upper border of the pleural fluid to the lower border of the fluid; at the same time, if the thickness of the pleural fluid is uneven on the selected section, then C and D are determined with such a condition that the geometric difference of the volumes is fulfilled. Thus, we obtain two semi-ellipsoids, one of which is located along the outer contour of the pleural fluid, the other along the inner edge. Subtracting the smaller ellipsoid from the larger one, we get V - the volume of fluid in the pleural cavity.
Общая формула имеет вид:The general formula looks like:
Упрощая ее, получаем:Simplifying it, we get:
Формула имеет вид:The formula looks like:
гдеWhere
V - объем жидкости плевральной полости,V is the volume of fluid in the pleural cavity,
А - максимальная краниокаудальная длина плеврального выпота в саггитальной проекции,A - the maximum craniocaudal length of the pleural effusion in the sagittal projection,
В - максимальный размер ширины жидкости в плевральной полости в аксиальной проекции,B - the maximum size of the width of the fluid in the pleural cavity in the axial projection,
С - перпендикулярное сечение от ширины плевральной жидкости к максимально отдаленной нижней границе плевральной жидкости,C - perpendicular section from the width of the pleural fluid to the most distant lower border of the pleural fluid,
D - длина отрезка, лежащего на размере С от верхней границы плевральной жидкости до нижней границы жидкости.D is the length of the segment lying on the dimension C from the upper border of the pleural fluid to the lower border of the fluid.
Для того чтобы учитывать нестандартные формы выпота, необходимо выполнять правила измерения:In order to take into account non-standard forms of effusion, it is necessary to follow the measurement rules:
Правила измерения:Measurement rules:
1. Длина линии В должен быть максимальным среди всех срезов в аксиальной проекции.1. The length of line B should be the maximum among all slices in the axial projection.
2. Если максимальная длина линии В пересекает уровень плеврального жидкости, необходимо построить новый отрезок, проходящий через верхние края мениска жидкости длинной, равной этому максимальному размеру В.2. If the maximum length of the line B intersects the level of the pleural fluid, it is necessary to construct a new segment passing through the upper edges of the meniscus of the fluid with a length equal to this maximum dimension B.
3. Длина линии С должна быть максимальной и линия должна быть перпендикулярна линии В.3. The length of line C must be as long as possible and the line must be perpendicular to line B.
4. Если толщина плевральной жидкости неравномерная на выбранном срезе, то необходимо проводить линии С и D с таким условием, чтобы выполнялась геометрическая разность объемов.4. If the thickness of the pleural fluid is uneven on the selected section, then it is necessary to draw lines C and D in such a way that the geometric difference in volumes is fulfilled.
Технический результат поставленной задачи достигается тем, что учитывается геометрическая форма, которую образует жидкость в плевральной полости. По своей форме жидкость напоминает лодку. Используя геометрическую разность двух полуэллипсоидов, построенных по внешней и внутренней границе жидкости, мы получим искомую форму.The technical result of the task is achieved by taking into account the geometric shape that forms the fluid in the pleural cavity. The shape of the liquid resembles a boat. Using the geometric difference of two semi-ellipsoids constructed along the outer and inner boundaries of the liquid, we obtain the desired shape.
Решение поставленной задачи достигается тем, что при подсчете формулы используется 4 размера, достоверно описывающие форму образуемой фигуры.The solution of the problem is achieved by the fact that when calculating the formula, 4 sizes are used that reliably describe the shape of the formed figure.
Предложенная формула позволяет получить значения объема плевральной жидкости, близкие к истинному.The proposed formula makes it possible to obtain values of the pleural fluid volume that are close to the true value.
В качестве иллюстрации приводим клинический случай.As an illustration, we present a clinical case.
Больной Л. 67 лет, был госпитализирован в клинику по поводу хронический сердечной недостаточности. Была проведена компьютерная томография органов грудной клетки, по результатам которой было описано наличие жидкости в левой плевральной полости объемом 405 мл по методу Hazlinger, что относится по классификации Моу к плевральному выпоту малого объема. Пересчитав объем по предложенному нами методу получили 613 мл, что является по классификации выпотом среднего объема. Истинный же объем жидкости плевральный полости, был рассчитан методом Симпсона и составил 608 мл.Patient L., aged 67, was hospitalized for chronic heart failure. A computed tomography of the chest was performed, according to the results of which the presence of fluid in the left pleural cavity with a volume of 405 ml according to the Hazlinger method was described, which, according to the Moe classification, belongs to a pleural effusion of small volume. Having recalculated the volume according to the method proposed by us, we received 613 ml, which, according to the classification, is an effusion of average volume. The true volume of fluid in the pleural cavity was calculated by the Simpson method and amounted to 608 ml.
По данной формуле было просчитано 114 больных. У всех достигнут хороший статистический результат по отношению к истинному объему.According to this formula, 114 patients were calculated. All achieved a good statistical result in relation to the true volume.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2790943C1 true RU2790943C1 (en) | 2023-02-28 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2305489C1 (en) * | 2006-02-26 | 2007-09-10 | Государственное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" | Method for diagnosing the cases of hip joint and knee synovitis with fluid quantity being determined therein |
| EP2722059A3 (en) * | 2012-10-22 | 2014-08-27 | I.I. Lazeriu ir Bangu Medicinos Moksline Klinika | Photodynamic diagnostics of tissue fluids caused by oncological pathology |
| CN105877770A (en) * | 2014-12-08 | 2016-08-24 | 郭佑民 | Rapid, simple and convenient liquid volume measuring method based on CT image |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2305489C1 (en) * | 2006-02-26 | 2007-09-10 | Государственное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" | Method for diagnosing the cases of hip joint and knee synovitis with fluid quantity being determined therein |
| EP2722059A3 (en) * | 2012-10-22 | 2014-08-27 | I.I. Lazeriu ir Bangu Medicinos Moksline Klinika | Photodynamic diagnostics of tissue fluids caused by oncological pathology |
| CN105877770A (en) * | 2014-12-08 | 2016-08-24 | 郭佑民 | Rapid, simple and convenient liquid volume measuring method based on CT image |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HAZLINGER M. et al. Quantification of pleural effusion on CT by simple measurement. Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub. 2014, 158(1), pp. 107-11. VELJKOVIC B. et al. Quantification of pleural effusion from single area measurements on CT. Emerg Radiol. 2013, 20(4), pp. 285-9. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7236768B2 (en) | Calculation method of coronary flow reserve ratio based on myocardial blood flow and CT image | |
| Corsi et al. | Left ventricular volume estimation for real-time three-dimensional echocardiography | |
| Van Kriekinge et al. | Automatic quantification of left ventricular ejection fraction from gated blood pool SPECT | |
| Abbott et al. | Two‐dimensional echocardiographic assessment of the feline left atrium | |
| Hameeteman et al. | Evaluation framework for carotid bifurcation lumen segmentation and stenosis grading | |
| US7567696B2 (en) | System and method for detecting the aortic valve using a model-based segmentation technique | |
| Sandrasegaran et al. | Measurement of liver volume using spiral CT and the curved line and cubic spline algorithms: reproducibility and interobserver variation | |
| CN110637322B (en) | System, method, and computer-readable storage medium for edge detection in digitized images | |
| CHAGNAC et al. | The peritoneal membrane in peritoneal dialysis patients: estimation of its functional surface area by applying stereologic methods to computerized tomography scans | |
| US7587077B2 (en) | Automatically detecting the presence of contrast agent in medical image | |
| Scollan et al. | Assessment of left ventricular volume and function in healthy dogs by use of one-, two-, and three-dimensional echocardiography versus multidetector computed tomography | |
| LeBlanc et al. | Quantitative evaluation of left atrial volume and function by one-dimensional, two-dimensional, and three-dimensional echocardiography in a population of normal dogs | |
| Lai et al. | Automatic lung fields segmentation in CT scans using morphological operation and anatomical information | |
| RU2790943C1 (en) | Method for determining the volume of fluid in the pleural cavity by computed tomography | |
| Qiu et al. | Lateral ventricle segmentation of 3D pre-term neonates US using convex optimization | |
| STARON et al. | Computed tomographic volumetric calculation reproducibility | |
| Hacker et al. | The calculation of CSF spaces in CT | |
| Starling et al. | Accuracy of biplane axial oblique and oblique cineangiographic left ventricular cast volume determinations using a modification of Simpson's rule algorithm | |
| Cademartiri et al. | Imaging for oncologic staging and follow-up: review of current methods and novel approaches | |
| Aziz et al. | Assessment of left ventricular volume and function using real-time 3D echocardiography versus angiocardiography in children with tetralogy of Fallot | |
| Vanhove et al. | Left ventricular ejection fraction and volumes from gated blood pool tomography: comparison between two automatic algorithms that work in three-dimensional space | |
| Koyama et al. | Quantitative bronchial luminal volumetric assessment of pulmonary function loss by thin-section MDCT in pulmonary emphysema patients | |
| Mazinani et al. | A 3D Approach for Extraction of the Coronaryartery and Quantification of the Stenosis | |
| Mao et al. | Comparison of LV mass and volume measurements derived from electron beam tomography using cine imaging and angiographic imaging | |
| Linguraru et al. | CT and image processing non-invasive indicators of sickle cell secondary pulmonary hypertension |