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Tomosynthese-Bildgebung zur Führung von interventionellen Bronchoskopieverfahren

Fatima Saad ist MEMoRIAL-Stipendiatin bei STIMULATE und präsentierte kürzlich ihre Arbeit, die in Zusammenarbeit mit unseren Partnern von Siemens Healthineers entstand, auf der Fully3D-Konferenz 2021.

Das frühzeitige Erkennen und Behandeln von Lungenkrebs erhöht die Chancen auf eine erfolgreiche Therapie und damit die Überlebensrate. In diesem Zusammenhang spielen transbronchiale Nadelbiopsien eine wesentliche Rolle bei der Feststellung, ob ein gefleckter Lungenknoten gut- oder bösartig ist. Die Diagnostik hängt jedoch weitgehend von einer genauen Identifizierung des Knotens während des Eingriffs ab, um die Biopsieprobe von den richtigen Stellen zu entnehmen. Die medizinische Bildgebungsführung ist während solcher Verfahren von entscheidender Bedeutung. Um zum Knoten zu navigieren, verlassen sich Ärzte und Ärztinnen normalerweise auf die präoperative Computertomographie und die intraoperative projektive Thorax-Fluoroskopie. Die Lokalisierung von Lungenknoten ist jedoch bei der projektiven Fluoroskopie vor allem aufgrund der Überlagerung der verschiedenen Lungenstrukturen in einem 2D-Bild sehr schwierig. Während die intraoperative Cone-Beam-Computertomographie zwar exakte 3D-Informationen liefern kann, erschweren jedoch die Strahlendosis, der Platzbedarf und das Timing den Einsatz in der Praxis. Daher stellt die digitale Thoraxtomosynthese eine potenzielle Alternative zur Steuerung von Bronchoskopieeingriffen dar.. Während dieses Vorgangs dreht sich der C-Bogen über einen sehr begrenzten Winkelbereich um die Patient:innen und eine begrenzte Menge von Projektionsbildern wird erfasst und rekonstruiert, um ein Quasi-3D-Bild zu liefern. Um die begrenzte Tiefenauflösung von Tomosynthesebildern mit den herkömmlichen unidirektionalen Scanorbits anzugehen, haben Fatima et al. kürzlich einen neuartigen, auf einem C-Bogen basierenden, multidirektionalen Tomosynthese-Scan-Orbit mit sphärischer Ellipse vorgestellt. Im Vergleich zu herkömmlichen multidirektionalen Tomosynthese-Scan-Orbits bietet die vorgestellte Trajektorie einen guten Kompromiss zwischen Bildqualität und Platzbedarf im Operationssaal. Fatima präsentierte kürzlich ihre Arbeit auf der Fully3D mit vielversprechenden ersten Simulationsergebnissen. Wir freuen uns darauf, die neue Trajektorie auf unserem C-Bogen-System zu implementieren und die Ergebnisse mit realen Experimenten zu validieren.

(August 2021)

 

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Tomosynthesis imaging for guiding interventional bronchoscopy procedures

 

Our MEMoRIAL graduate school and STIMULATE member, Fatima Saad, recently presented her work in collaboration with our partners from Siemens Healthineers at the Fully3D 2021 conference.

Finding and treating lung cancer at an early stage increases the chances of successful treatments and subsequently increases the survival rates. In this context, transbronchial needle biopsy procedures play an essential role in determining whether a spotted lung nodule is benign or malignant. However, the diagnostic yield of such procedures is largely dependent on an accurate nodule location identification during the intervention to take the biopsy samples from the correct locations. Medical imaging guidance is critical during such procedures. To navigate to the nodule, usually physicians rely on pre-operative computed tomography and intra-operative projective chest fluoroscopy. However, lung nodule location identification is highly challenging with projective fluoroscopy mainly due to the superimposition of the different lung structures in a 2D image. While intra-operative cone-beam computed tomography may provide exact 3D information, the radiation dose, the space requirements, and the timing it poses, burden its use in real practice. Therefore, digital chest tomosynthesis rises as a potential alternative for guiding bronchoscopy interventions. During this procedure, the C-arm rotates around the patient over a very limited angular range and a limited set of projection images are acquired and reconstructed providing a quasi-3D image. To address the limited depth resolution of tomosynthesis images with the conventional uni-directional scan orbits, Fatima et al. recently proposed a novel C-arm-based spherical ellipse multi-directional tomosynthesis scan orbit. Compared to conventional multi-directional tomosynthesis scan orbits, the proposed trajectory provides a good compromise between image quality and space requirements in the operating room. Fatima recently presented her work at the Fully3D conference with very promising initial simulation results. We are looking forward to implementing the new trajectory on our C-arm system and validating the results with real experiments.

(August 2021)

Tomosynthese-Bildgebung zur Führung von interventionellen Bronchoskopieverfahren