Entwicklung eines Patienten

Jun 03, 2023

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 3941 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Details zu den Metriken

Die Validierung der Genauigkeit der Quantifizierungssoftware in Computertomographiebildern (CT) ist eine große Herausforderung. Daher haben wir ein CT-Bildgebungsphantom vorgeschlagen, das patientenspezifische anatomische Strukturen genau darstellt und verschiedene Läsionen, einschließlich krankheitsähnlicher Muster und Läsionen verschiedener Formen und Größen, mithilfe von Silikonguss und dreidimensionalem (3D-)Druck zufällig integriert. Sechs Knötchen unterschiedlicher Form und Größe wurden zufällig zur modellierten Lunge des Patienten hinzugefügt, um die Genauigkeit der Quantifizierungssoftware zu bewerten. Durch die Verwendung von Silikonmaterialien wurden CT-Intensitäten erzielt, die für die Läsionen und das Lungenparenchym geeignet waren, und ihre Werte der Hounsfield-Einheit (HU) wurden anhand eines CT-Scans des Phantoms ausgewertet. Basierend auf dem CT-Scan des bildgebenden Phantommodells lagen die gemessenen HU-Werte für das normale Lungenparenchym, jeden Knoten, jede Fibrose und jede emphysematöse Läsion innerhalb des Zielwerts. Der Messfehler zwischen dem Stereolithographie-Modell und den 3D-Druck-Phantomen betrug 0,2 ± 0,18 mm. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Einsatz von 3D-Druck und Silikonguss die Anwendung und Bewertung des vorgeschlagenen CT-Bildgebungsphantoms zur Validierung der Genauigkeit der Quantifizierungssoftware in CT-Bildern ermöglichte, was auf die CT-basierte Quantifizierung und Entwicklung von bildgebenden Biomarkern angewendet werden könnte .

Der Einsatz der quantitativen Computertomographie (CT) zur Diagnose von Lungenerkrankungen nimmt täglich zu und wird bei verschiedenen Lungenerkrankungen eingesetzt. Insbesondere die Forschung zu Lungenerkrankungen hat aufgrund des Ausbruchs der Coronavirus-Krankheit im Jahr 2019 zugenommen, und die meisten Studien werden mit CT-Bildern durchgeführt1,2,3.

Die Überprüfung der Intensitätskorrektur und quantitativen Messung von CT-Bildern ist ein sehr wichtiges Thema. Obwohl in der Vergangenheit verschiedene Arten von CT-Bildgebungsphantomen entwickelt wurden, weist die Entwicklung patienten- und krankheitsspezifischer CT-Thoraxbildgebungsphantome Einschränkungen auf. Dennoch haben sich viele Studien auf die Herstellung von CT-Bildgebungsphantomen konzentriert, um die CT-Bildintensität zu kalibrieren und die Genauigkeit der quantitativen Messsoftware zu validieren. Insbesondere ist im Vergleich zu bestehenden Verarbeitungstechnologien ein patienten- und krankheitsspezifischer dreidimensionaler (3D-)Druck möglich und komplexe Designs können schnell prototypisiert werden. Der 3D-Druck kann verschiedene Modelle für die medizinische Versorgung anwenden, beispielsweise für die Ausbildung und für chirurgische Führungen4,5,6,7,8,9,10,11,12,13. In vielen Studien wurde auch die Herstellung von Phantomen zur bildgebenden Quantifizierung durchgeführt14,15. Hong et al. entwickelten mithilfe des 3D-Drucks ein krankheitsspezifisches Lungenbildgebungsphantom16. Shin et al. nutzten den 3D-Druck, um ein reproduzierbares, verformbares Lungenphantom mit 3D-gedruckten Atemwegen zu entwickeln17. Hazelaar et al. stellte ein Phantom her, um die röntgenbasierte Bildqualität und Positionsüberprüfungstechnik für die Strahlentherapie zu bewerten, das dem tatsächlichen Patienten sehr ähnlich ist18. Kairn et al. entwickelten ein Phantom aus einem gewebeverträglichen Material mit einem einzigen 3D-Drucker19. Filippou et al. erstellte ein fortschrittliches Phantom anhand verschiedener medizinischer Bilder20. Obwohl verschiedene Arten von patienten- und krankheitsspezifischen Phantomen entwickelt wurden, bleibt die Entwicklung eines Standard-Bildgebungsphantoms, das die Messgenauigkeit jedes Bildgebungsphantoms bestimmen kann, eine Herausforderung.

Die CT-Intensitäten des Brustkorbs spiegeln verschiedene anatomische Objekte wider, darunter die Atemwege, das Lungenparenchym, Fette, Weichteile und Knochen. Darüber hinaus können sich im Lungenparenchym Läsionen mit unterschiedlichem Muster entwickeln. Allerdings hängt die quantitative CT von Faktoren wie Bildgebungsprotokollen, Rekonstruktionsparametern, der Bewegung des Patienten und CT-Artefakten ab, mit Ausnahme der CT-Intensitäten. Daher sollte die Zuverlässigkeit der quantitativen Thorax-CT mithilfe patienten- und krankheitsspezifischer Bildgebungsphantome bewertet werden. Ziel dieser Studie war die Herstellung eines Brust-CT-Bildgebungsphantoms, das die CT-Intensität verschiedener Lungenläsionen mithilfe von 3D-Drucktechnologie und Silikonguss widerspiegelt, und die Bewertung seiner Quantifizierungsgenauigkeit.

Diese retrospektive Studie wurde in Übereinstimmung mit den Grundsätzen der Deklaration von Helsinki und aktuellen wissenschaftlichen Richtlinien durchgeführt. Das Studienprotokoll wurde vom Institutional Review Board des Asan Medical Center, Südkorea, genehmigt. Das Institutional Review Board des Asan Medical Center (AMC) hat auf das Erfordernis einer Einverständniserklärung anhand von Bildern verzichtet. Alle Methoden wurden in Übereinstimmung mit den relevanten Richtlinien und Vorschriften durchgeführt.

Um ein CT-Bildgebungsphantom mithilfe des 3D-Drucks herzustellen, wurden in Studien zu Hounsfield-Einheiten (HU) verschiedene Silikonmaterialien als 3D-Druckmaterialien verwendet. Die Materialforschung wurde auf der Grundlage der in HU- und CT-Bildern verschiedener Materialien gezeigten Formen durchgeführt. Anschließend wurden aus den Thorax-CT-Scans der Patienten verschiedene Läsionen extrahiert und aus geeigneten Materialien Phantome hergestellt. Die HU-Bewertung basierte auf dem bekannten HU-Wert jeder anatomischen Struktur des menschlichen Körpers21,22. Die Messfehler der Größe zwischen den Referenz- und gemessenen CT-Werten des Innendurchmessers des rechten Ventrikels, des festen Knotens, eines Teils des Lungengefäßes und eines Teils der Atemwege wurden ausgewertet. Die gemessenen Größen wurden dann mit der Bland-Altman-Methode analysiert. Der Gesamtablauf ist in Abb. 1 dargestellt.

Gesamtablauf zur Herstellung eines Brustbildphantoms mittels dreidimensionalem Druck und Silikonguss.

Ein anonymer Patient, verschiedene Silikonproben zur Herstellung von Phantomen und 3D-gedruckte Brustphantome wurden mit einem Dual-Source-CT (SOMATOM Definition Flash, Siemens Healthcare) mit einem Standardprotokoll von 120 kVp und 1,0 mm Schichtdicke gescannt. Auch diese Scandaten wurden mittels Software (Syngo CT 2012B) auf 0,6 mm im Axialschnitt rekonstruiert.

Das entwickelte Phantom spiegelt die menschliche Anatomie basierend auf den Thorax-CT-Bildern eines Patienten wider. Die Lungenlappen, die Wirbelsäule, die Rippen, das Herz, das Fett und die Haut wurden entworfen (Abb. 2). Diese anatomischen Strukturen wurden mit dem medizinischen Bildsegmentierungsprogramm Mimics (Materialise Inc., Louvain, Belgien) segmentiert. Für den Entwurf des Phantommodells wurde ein Teil des Brust-CT-Abschnitts mit der 3-matic-Software (Materialise Inc.) modelliert. Normales Lungenparenchym und Emphysem im rechten Lungenlappen sowie solide Knötchen- und Fibroseläsionen im linken Lungenlappen wurden zufällig platziert. Darüber hinaus wurde ein Thoraxquerschnittsmodell erstellt, das das Herz, die Aorta, die Wirbel und die die Lunge umgebenden Rippen umfasste. Verschiedene anatomische Strukturen wurden so konzipiert, dass sie in einer negativ geprägten Weise auf der unteren Platte montiert werden. Anschließend wurden Haut, Fett und Muskeln in separate Schichten unterteilt, um die Merkmale jeder Anatomie widerzuspiegeln.

3D-Modellierung eines Thorax-CT-Bildphantoms basierend auf CT-Bildern eines Patienten. (A) Wirbelsäule und Rippe, (B) linke und rechte Lunge, (C) Former von Haut, Fett und Muskeln, (D) Herz und (E) Zusammensetzung von (A–D). CT, Computertomographie; 3D, dreidimensional.

Der Phantomformer wurde aus 3D-Druckmaterialien hergestellt. Der Former sollte stark genug sein, um ein Austreten von Silikon zu verhindern, der Expansionskraft des Silikons standzuhalten und die axiale Brust-CT-Phase eines echten Erwachsenen zu erzeugen. Daher wurde robustes und wirtschaftliches Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)-Material für das Fused Deposition Modeling (FDM) ausgewählt und von Stratasys Fortus 900MC23 gedruckt. Darüber hinaus spiegelte das Herzmodell die Form eines echten Herzens wider, wobei das flexible thermoplastische Polyurethan (TPU)-Material von FDM (Ultimaker S5, Ultimaker) unabhängig von HU verwendet wurde. Der Rücken und die Rippe wurden unter Verwendung von Polymilchsäurematerialien aus hydrophilem FDM (Ultimaker S5, Ultimaker) für die HU-Implementierung gedruckt. Anschließend wurde es 48 Stunden lang in das Kontrastmittel (Ultravist 370 mg I/ml; Bayer Healthcare, Berlin, Deutschland) eingetaucht, damit das bedruckte Material das Kontrastmittel absorbieren konnte.

Um das Muster der Alveolen des Lungenparenchyms im Detail darzustellen, wurde zunächst eine CT mit einigen Silikonmaterialien durchgeführt, um den HU-Wert zu bestätigen. Das Silikonmaterial wurde von Smooth-On Co. des FlexFoam-iT! bezogen. Serie (Tabelle 1). Diese Silikonmaterialien sind dehnbar und langlebig. Diese können eine Expansionsrate vom 15-fachen bis zum 2-fachen aufweisen. Daher wurde das für das Phantom zu verwendende Silikon basierend auf der CT-Intensität und dem Muster jedes Silikons ausgewählt. Die CT-Intensität basierte auf der HU für den menschlichen Körper21,22 und das Silikonmuster wurde anhand des Grundmusters ausgewählt, das jeder Lungenläsion entspricht24,25. Um ein Emphysem auszulösen, ist daher der FlexFoam-iT! V wurde im unteren rechten Lungenlappen verwendet und um normales Lungenparenchym zu simulieren, wurde FlexFoam-iT! 17 wurde verwendet. Um außerdem Lungenfibrose auszulösen, wird FlexFoam-iT! Es wurde 23FR verwendet und das Lungenparenchym mit festen Knötchen wurde mit FlexFoam-iT getestet! X.

Darüber hinaus wurden Gelwachs und Ecoflex0020-Silikon verwendet, um das Fett und die Muskeln rund um die Brust zu erkennen. Nach dem Mischen des Hauptmittels und des Härters im Verhältnis 1:1 wurde Ecoflex 0020-Silikon verwendet und Luftblasen mit einem Entlüfter entfernt. Zusätzlich wurde Silikon von Dragon Skin FX Pro zur Modellierung der Haut verwendet.

Der CT-Wertebereich wurde ausgewertet, um die Genauigkeit des entworfenen Standard Tessellation Language (STL)-Modells und die Messungen im CT-Bild des 3D-gedruckten Phantoms zu vergleichen. Alle Messungen wurden jeweils fünfmal von einem Beobachter wiederholt. Zur HU-Bewertung wurden die HU-Werte des normalen Lungenparenchyms, Lungenerkrankungen (Fibrose, fester Knoten und Emphysem) und Bruststrukturen (Muskel, Fett, Haut und Knochen) verglichen. Um die Formgenauigkeit zu messen, wurde ein Teil aus jeder anatomischen Region ausgewählt und die Länge mit dem RadiAnt DICOM-Viewer (Medixant Inc., Posen, Polen) gemessen. Es wurden STL-Bilder für den 3D-Druck und CT-Bilder der 3D-gedruckten Phantome gemessen (Abb. 3).

3D-modellierte Standard Tessellation Language (STL) und CT eines 3D-gedruckten Phantoms mit angegebenen Orientierungspunkten zur Bewertung des Messfehlers. (A) Innendurchmesser des rechten Ventrikels, (B) fester Knoten, (C) Teil eines Lungengefäßes und (D) Außendurchmesser der Atemwege. CT, Computertomographie; 3D, dreidimensional.

In dieser Studie wurde ein Zweikomponenten-Silikonmaterial verwendet, das beim Mischen des ersten und zweiten Wirkstoffs aufschäumt. Der Schäumungsgrad variierte je nach verwendetem Typ und da das Silikon unterschiedliche Porositäten aufweist, eignete es sich zur Herstellung unterschiedlicher Muster lufthaltiger Lungen. Zur Realisierung des Thorax-CT-Bildgebungsphantoms wurden verschiedene Silikonmuster und HUs identifiziert. Silikonmaterialien mit verschiedenen Mustern und CT-Werten wurden verwendet, um Thoraxphantome mit verschiedenen internen HU zu entwickeln (Tabelle 2).

Basierend auf dem oben erwähnten 3D-Druck und Silikonguss wurde aus einem CT-Bild eines Patienten ein axialer Abschnitt des Brustkorbs entnommen, um ein krankheitsspezifisches Brustbildphantom zu erstellen. Modelliert wurden Lungenlappen, Herz, Atemwege, Muskelschichten, Fettschichten, Haut, Rippen und Wirbelsäule (Abb. 4). Darüber hinaus wurden verschiedene Lungenläsionen zufällig konstruiert. Das Brustbildphantom wurde aus verschiedenen 3D-Druckmaterialien, Mustern und Silikonmaterialien hergestellt. Im CT-Bild des Phantoms wurden die HU-Werte des Lungenparenchyms, der Lungenläsionen, der Muskeln und der Fettschichten sowie die Morphologie der Wirbelsäule und der Rippen erfasst. Darüber hinaus wurde eine Form modelliert, die der axialen Phase des menschlichen Thorax-CTs ähnelt.

3D-Druckbildphantom und CT-Bild. (A) Herstellung des Brustphantoms mithilfe der 3D-Drucktechnologie (a, Emphysem; b, Herz; c, Fibrose; d, normales Lungenparenchym; e, Wirbelsäule und Rippe; f, Muskel; g, Fett; und h, Haut ) und (B) CT-Bild des Phantoms (a, Emphysem; b, Herz; c, Fibrose; d, fester Knoten; e, normales Lungenparenchym; f, Wirbelsäule und Rippe; g, Fissur; h, Muskel; i , Fett; und j, Haut). CT, Computertomographie; 3D, dreidimensional.

Die menschliche Lunge, die hauptsächlich Luft enthielt, hatte unter normalen Bedingungen einen HU-Wert von − 600 bis − 800, − 850 bis − 950 bei Emphysem, − 500 bis − 700 bei Lungenfibrose und − 100 bei festen Knötchen und Ähnlichem HU wird mit verschiedenen Silikonmaterialien umgesetzt. In einem echten menschlichen Körper haben die Muskeln und das Fett, die die Lunge umgeben, 10–150 HU bzw. − 100, und auch das Phantom hatte ähnliche Werte. Darüber hinaus spiegelt das Phantom den visuellen Wert wider, indem es den Farbton und die Farbe der Außenhaut ähnlich dem tatsächlichen menschlichen Körper widerspiegelt (Tabelle 3 und Abb. 5).

Verschiedene CT-Bildeinstellungen der Phantome. (A) CT-Volumenrendering-Bild des Phantoms, (B) CT-Bild des Phantoms mit Lungenfenstereinstellung und (C) CT-Bild des Phantoms mit Knochenfenstereinstellung. CT, Computertomographie.

Die entsprechenden Orientierungspunkte der anatomischen Strukturen zwischen dem 3D-modellierten STL und dem CT-Bild gedruckter Phantome wurden anhand der erhaltenen Messungen verglichen und mithilfe eines Bland-Altman-Diagramms ausgewertet. Der Mittelwert ± Standardabweichung der Unterschiede betrug 0,20 ± 0,19 mm (Übereinstimmungsgrenzen von − 0,1 bis 0,5 mm) (Abb. 6).

Bland-Altman-Analyse zur Bewertung der Unterschiede zwischen dem 3D-modellierten STL (Standard) und dem CT des gedruckten Phantoms. (a) Innendurchmesser des rechten Ventrikels, (b) fester Knoten, (c) Teil eines Lungengefäßes und (d) Teil der Atemwege. CT, Computertomographie; 3D, dreidimensional.

Das bestehende kommerziell erhältliche CT-Bildgebungsphantom wird hauptsächlich für die Kalibrierung der CT-Intensität, die Wartung, Reparatur und regelmäßige Bewertung von Geräten verwendet. Herkömmliche Phantome haben auch einige Einschränkungen, da sie nicht an jeden Patienten und jede Krankheit angepasst werden können, teuer und nicht realistisch sind26,27. Daher konzentrierte sich unsere Studie auf die Herstellung eines patienten- und krankheitsspezifischen Bildgebungsphantoms mithilfe der 3D-Drucktechnologie, das die Einschränkungen herkömmlicher Phantome überwinden kann. Durch den Einsatz der 3D-Drucktechnologie mit verschiedenen Materialien kann die CT-Intensität verschiedener Läsionen simuliert und die Größe, Form und Anzahl der Läsionen erkannt werden. Daher ermöglicht die 3D-Drucktechnologie die einfache Herstellung patienten- und krankheitsspezifischer Bildgebungsphantome. Aus diesem Grund haben Sindi et al. verwendeten Silikon- und Erdnussöle, um ein patientenspezifisches 3D-gedrucktes Brustphantom für die Magnetresonanztomographie herzustellen28. Allerdings kann das Photopolymerharz als 3D-Druckmaterial verformt werden. Buytaert et al. verwendeten 3D-Druck, um ein patientenspezifisches Phantom herzustellen, um den Rahmen für die Koronarangiographie zu simulieren29. Allerdings kann ihr Phantom als medizinisches Bildphantom keine Tiefeninformationen wiedergeben, da nur ein begrenzter Querschnitt des Bildes geformt wurde. Legnani et al. entwickelten ein vaskuläres 3D-Phantom für die stereotaktische Radiochirurgie arteriovenöser Fehlbildungen30. Diese Studie legt nahe, dass die vorgeschlagene Methode das Potenzial hat, patientenspezifische Modelle für Anwendungen in der neurovaskulären Radiochirurgie und in der medizinischen Forschung zu erstellen.

In der vorliegenden Studie wurden CT-Brustphantome entwickelt, um verschiedene Lungenläsionen mit tatsächlichen CT-Intensitäten darzustellen und die Genauigkeit der quantitativen Messungen der Software zu validieren. Eine Form für das Brustphantom wurde aus ABS mit 0–200 HU hergestellt, und die Wirbelsäule und die Rippen wurden mit hydrophiler Polymilchsäure (PLA) gedruckt, die das Kontrastmittel absorbieren soll und eine CT-Intensität aufweist, die der von Knochen ähnelt. Darüber hinaus wurde die Herzanatomie aus flexiblem TPU-Material gedruckt, damit sie im Brustphantom fixiert werden konnte. Durch die Verwendung von Silikonmaterialien mit Schaumeigenschaften wurden verschiedene Muster des normalen Parenchyms und Läsionen mit tatsächlicher CT-Intensität erstellt. Die HU-Werte des normalen Lungenparenchyms und -emphysems, des festen Knotens und der Fibrose lagen im Bereich von –800 bis –600, –850 bis –950, 100 bis –200 bzw. –500 bis –700.

Die Stärke dieser Studie wird auf die Modellierung realistischer Lungenläsionen zurückgeführt. Der Einsatz der 3D-Drucktechnologie zur Herstellung eines bildgebenden Phantoms trug dazu bei, die Einschränkungen bestehender kommerziell erhältlicher Phantome zu überwinden. Es wurden viele Brustphantomstudien durchgeführt. Mei et al. demonstrierte die Machbarkeit von 3D-gedruckten patientenbasierten Lungenphantomen mit präziser Organgeometrie, Bildtextur und Schwächungsprofilen31. In dieser Studie gelang es, einen Teil einer normalen Lunge mit CT-Intensität zu realisieren, die mithilfe der Pixel-3D-Druckmethode implementiert wurde. Darüber hinaus haben Hernandez-Giron et al. stellten ein 3D-gedrucktes anthropomorphes Lungenphantom zur Beurteilung der Bildqualität in der CT her, dessen Form sich jedoch stark von der Anatomie des Patienten unterschied32. In dieser Studie bewertete das Phantom die Dosiseigenschaften des CT-Bildes, aber die Form des Phantoms unterschied sich von der eines echten Menschen. Zhang et al. stellten mithilfe von 3D-Druck und gewebeverträglichen Materialien ein personalisiertes anthropomorphes Phantom her33. Craft und Howell haben ein patientenspezifisches, sagittal geschnittenes, 3D-gedrucktes, patientenspezifisches Strahlentherapie-Phantom in Originalgröße vorbereitet und hergestellt34. Allerdings weisen diese Studien im Hinblick auf die realistische Beschaffenheit und Form verschiedener Lungenläsionen mit tatsächlicher CT-Intensität einige Einschränkungen auf.

In dieser Studie wurden CT-HU-Werte verschiedener Lungenläsionen unter Verwendung von Silikonmaterialien dargestellt. Der FDM-3D-Drucker ist die wirtschaftlichste und zugänglichste Druckmethode, was einer seiner Vorteile für tatsächliche klinische Anwendungen sein könnte. Die Entwicklung eines Phantoms mit ähnlicher CT-Intensität und exakter anatomischer Form, das den menschlichen Körper darstellt, ermöglicht die quantitative Bewertung von CT-Software in realistischen Situationen. Es ist auch für Bildungszwecke nützlich. Mit der CT-Aufnahme des Phantoms, das verschiedene Läsionen aufweist, könnte die Trainingseffizienz des Bildlesens für Radiologen gesteigert werden. Darüber hinaus kann ein patientenspezifisches Modell Klinikern dabei helfen, Patienten reibungslos über ihre Krankheiten aufzuklären und mit ihnen zu kommunizieren.

Diese Studie weist mehrere Einschränkungen auf. Erstens war die CT-Intensität nicht repräsentativ, da das Kontrastmittel nicht gut absorbiert wurde. Zukünftig soll der gewünschte Wert durch Beimischung der entsprechenden Menge an metallischem FDM-Filament abgebildet werden. Zweitens war die Form des Herzens im Axialschnitt des Thorax-CT-Bildes nicht genau. Um die genaue Form des Herzens darzustellen, sind weitere Untersuchungen erforderlich, um ein ähnliches Bild zu erstellen. Drittens wurde Silikon verwendet, um verschiedene Lungenläsionen im Inneren der Lunge zu modellieren, aber der 3D-gedruckte Formkörper, der für die Position des Silikons verwendet wurde, kann nicht manuell entfernt werden. Aufgrund der Viskosität des verwendeten Silikons, die durch die Verwendung von Silikontrennmitteln überwunden werden kann, war es schwierig, die Formmasse zu entfernen. Viertens wurde Silikon durch Mischen und Schäumen des ersten und zweiten Mittels verwendet. Das Verhältnis und die Topfzeit des ersten und zweiten Mittels können je nach individueller Mischung variieren; daher kann sich die Porosität ändern. In Zukunft könnte dieses Problem durch Automatisierung und Mechanisierung des Silikonmischprozesses gelöst werden. Fünftens kann die zwischen dem 3D-Modell und dem 3D-gedruckten Phantom-CT-Bild gemessene Länge je nach Schwellenwert des CT-Bilds unterschiedlich sein35. Da sich der Wert daher abhängig von der Grenze zwischen der Innen- und Außenfläche derselben Struktur ändern kann, kann die Reproduzierbarkeit durch Messung desselben Bildeinstellungswerts des CT-Bilds aufrechterhalten werden. Zusammenfassend haben wir mithilfe von 3D-Drucktechnologie und Silikonguss ein patienten- und krankheitsspezifisches Brustbildphantom erstellt, das die CT-Intensität von Lungenläsionen und die Form der tatsächlichen menschlichen Brust darstellt. Darüber hinaus könnten mithilfe von Silikonabgüssen verschiedene poröse Strukturen erzeugt werden, um Lungenläsionen realistisch zu modellieren. Im Gegensatz zu früheren Studien wurde ein realistischeres Phantom hergestellt, indem verschiedene menschliche Strukturen auf einem axialen Abschnitt des Brust-CT reflektiert wurden, der für die Auswertung von Quantifizierungssoftware und CT-Intensitätskalibrierung verwendet werden konnte.

Die während der aktuellen Studie verwendeten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

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Diese Forschung wurde durch einen Zuschuss des Korea Health Technology R&D Project des Korea Health Industry Development Institute (KHIDI) unterstützt, finanziert vom Ministerium für Gesundheit und Soziales der Republik Korea (Zuschussnummer: HR20C0026).

Keine Angabe von allen Autoren außer Namkug Kim, einem Aktionär von Anymedi Inc, Südkorea. Diese Forschung erhielt keine spezifischen Zuschüsse von Förderstellen im öffentlichen, kommerziellen oder gemeinnützigen Sektor.

Department of Radiological Science, Dongnam Health University, 50 Cheoncheon-Ro 74 Gil, Jangan-Gu, Suwon-Si, Gyeonggi-Do, 16328, Republik Korea

Dayeong Hong

Abteilung für Radiologie, University of Ulsan College of Medicine, Asan Medical Center, 88 Olympic-Ro 43 Gil, Songpa-Gu, Seoul, Republik Korea

Joon Beom Seo

Abteilung für Radiologie und Konvergenzmedizin, AMIST, Asan Medical Center, University of Ulsan College of Medicine, 88 Olympic-Ro 43 Gil, Songpa-Gu, Seoul, 05505, Südkorea

Dayeong Hong, Sojin Moon und Namkug Kim

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DH schrieb den Haupttext des Manuskripts und SM bereitete alle Abbildungen vor. „JBS“ und „NK“ betreuten alle Manuskripte, Abbildungen und Tabellen. Alle Autoren haben das Manuskript überprüft.

Korrespondenz mit Namkug Kim.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Hong, D., Moon, S., Seo, JB et al. Entwicklung eines patientenspezifischen Thorax-Computertomographie-Phantoms mit realistischen Lungenläsionen mittels Silikonguss und dreidimensionalem Druck. Sci Rep 13, 3941 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31142-5

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Eingegangen: 31. Oktober 2022

Angenommen: 07. März 2023

Veröffentlicht: 09. März 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-31142-5

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