โครงข่ายประสาทสร้างภาพการระบายอากาศของปอดจากการสแกน CT

โครงข่ายประสาทสร้างภาพการระบายอากาศของปอดจากการสแกน CT

การรวมภาพการช่วยหายใจเข้ากับแผนการรักษาด้วยรังสีรักษามะเร็งปอดสามารถลดอุบัติการณ์ของการบาดเจ็บที่ปอดจากรังสี เช่น โรคปอดอักเสบจากรังสีและพังผืดจากรังสี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การถ่ายภาพช่วยหายใจสามารถใช้เพื่อปรับแผนการรักษาด้วยรังสีเพื่อลดปริมาณรังสีไปยังปอดที่มีการทำงานสูง

การสแกนเอกซ์เรย์ปล่อยโพซิตรอน (PET) และการสแกนเอกซ์เรย์คอมพิวเตอร์ปล่อยโฟตอนเดี่ยว 

เป็นมาตรฐาน

ทองคำของการถ่ายภาพการช่วยหายใจ อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้ไม่ได้พร้อมใช้งานเสมอ และค่าใช้จ่ายในการสอบดังกล่าวอาจถูกห้ามปราม ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงกำลังตรวจสอบความเป็นไปได้ของทางเลือกอื่นๆ เช่น การถ่ายภาพด้วยเครื่องช่วยหายใจ MR หรือ CT การถ่ายภาพ ใช้การวางแผนการรักษา 

เพื่อประเมินการช่วยหายใจในปอด CTVI แบบเดิมอาศัยการลงทะเบียนภาพที่เปลี่ยนรูปได้ (DIR) ของระยะหายใจเข้าและหายใจออกของเครื่อง 4D-CT และการใช้เมตริกการช่วยหายใจเพื่อประเมินการช่วยหายใจ ประโยชน์ที่สำคัญของแนวทางนี้คือโดยปกติแล้วภาพ CT จะพร้อมใช้งานจากการทดสอบ

ที่ดำเนินการเพื่อการวางแผนการรักษา ซึ่งจะช่วยลดเวลาทางคลินิกและค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับการสร้างภาพการช่วยหายใจทางเวชศาสตร์นิวเคลียร์เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิจัยได้ตรวจสอบการใช้การเรียนรู้ของเครื่องเป็นทางเลือกแทนวิธีการที่ใช้ DIR ในการผลิต CTVI พวกเขาประสบความสำเร็จ

ในการสร้าง CTVI จากคู่ภาพ CT กลั้นลมหายใจ (BHCT) ภายใน 10 วินาที โดยใช้คอมพิวเตอร์แล็ปท็อปและไม่จำเป็นต้องใช้ DIR หรือการช่วยหายใจ ความสำเร็จของพวกเขาที่อธิบายไว้ได้สร้างการวัดประสิทธิภาพที่เทียบเท่ากับวิธีการที่ใช้ DIR ทั่วไปผู้เขียนนำและเพื่อนร่วมงานได้ตรวจสอบคู่

ภาพ BHCT ที่หายใจเข้าและหายใจออกและชุดภาพ PET ที่สอดคล้องกันสำหรับผู้ป่วยมะเร็งปอด 15 รายที่ลงทะเบียนในการศึกษา CTVI ก่อนหน้านี้ พวกเขาเลือกเป็นวิธีการสร้างภาพอ้างอิงเนื่องจากมีความละเอียดและความไวสูงกว่าการช่วยหายใจ SPECT ดังนั้นจึงให้ภาพที่มีความละเอียดสูง

เพื่อฝึกฝน

อัลกอริทึมการเรียนรู้เชิงลึก และเพื่อนร่วมงานได้ฝึกโครงข่ายประสาทเทียมสไตล์ U-Net แบบ 2 มิติเพื่อผลิต CTVI ในแนวแกน ซึ่งประกอบเข้าด้วยกันเพื่อสร้างแผนที่การระบายอากาศแบบ 3 มิติของปอดของผู้ป่วย ภาพการฝึกอินพุตประกอบด้วยภาพการหายใจออก การหายใจเข้า และภาพ 

โดยเฉลี่ย โครงข่ายประสาทเทียมสร้างความสัมพันธ์ระหว่างอิมเมจ BHCT อินพุตตามแนวแกนและอิมเมจที่มีป้ายกำกับตามแนวแกน ทีมงานใช้การตรวจสอบข้ามแปดเท่าเพื่อวัดความทนทานและเพิ่มความถูกต้องของผลลัพธ์ที่ได้จากโครงข่ายประสาทเทียมนักวิจัยประเมินคุณภาพ CTVI 

ที่ผลิตโดยโครงข่ายประสาทเทียมโดยการเปรียบเทียบภาพกับภาพการระบายอากาศของ PET พวกเขารายงานว่า CTVIs มีแนวโน้มที่จะคาดการณ์การช่วยหายใจภายในปอดอย่างเป็นระบบมากเกินไปเมื่อเปรียบเทียบกับภาพ  ชิ้นส่วน CTVI ในแนวแกนแต่ละชิ้นนำเสนอความเรียบระหว่างพื้นที่

ที่มีการระบาย

อากาศต่ำ ปานกลาง และสูง ซึ่งทำให้เกิดความยุ่งยากในการทำนายช่องเล็ก ๆ ของการระบายอากาศสูงและต่ำภายในปอด ในระนาบโคโรนาและทัล แผนที่การระบายอากาศแสดงขอบหยักที่ชัดเจนในทิศทางที่เหนือกว่า-ด้อยกว่าสำหรับการวิเคราะห์เชิงปริมาณ ทีมคำนวณความสัมพันธ์ 

และค่าสัมประสิทธิ์ความคล้ายคลึงกันของลูกเต๋า (DSC) ระหว่างภาพ ของผู้ป่วยแต่ละราย DSC วัดความเหลื่อมเชิงพื้นที่ระหว่างปริมาตรย่อยของปอดที่เท่ากันสามปริมาตร ซึ่งสอดคล้องกับปอดที่มีการทำงานสูง ปานกลาง และต่ำ ตามที่กำหนดโดยการช่วยหายใจค่าเฉลี่ยสหสัมพันธ์ ในผู้ป่วย 15 ราย

คือ 0.58±0.14 (ตั้งแต่ 0.28 ถึง 0.70) ในขณะที่ค่าเฉลี่ย DSCs ของปอดที่มีการทำงานสูง ปานกลาง และต่ำคือ 0.61±0.09, 0.43±0.05 และ 0.62±0.07 ตามลำดับ ด้วย DSC เฉลี่ย 0.55±0.06 ทีมงานทราบว่าผลลัพธ์เหล่านี้เทียบได้กับการศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการสร้าง CTVI

ระบบการจัดการระบายความร้อนของ SABRE และพรีคูลเลอร์ช่วยแก้ปัญหานี้ได้ เมื่ออากาศที่มีมัคสูงเข้าสู่ SABRE อันดับแรกจะถูกทำให้ช้าลงโดยการรับเข้าของเครื่องยนต์ผ่านชุดของคลื่นกระแทกที่สร้างขึ้นโดยรูปทรงเรขาคณิตของส่วนประกอบของเครื่องยนต์ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น อากาศจะร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว 

แต่จากนั้นจะถูกส่งผ่านไปยังพรีคูลเลอร์ ซึ่งอุณหภูมิจะลดลงจนถึงระดับที่จัดการได้ พรีคูลเลอร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างการถ่ายเทความร้อนระหว่างกระแสอากาศและตัวกลางของไหลภายใน (ไครโอเจนิกฮีเลียม) รูปทรงเรขาคณิต คุณสมบัติของของไหล และผลกระทบทางความร้อนและทางกลล้วน

ได้รับการพิจารณาเพื่อเพิ่มการดึงความร้อนออกจากกระแสอากาศให้ได้มากที่สุดด้วยกระแสอากาศที่เย็นลงอย่างเหมาะสม ตอนนี้อากาศสามารถเข้าสู่หัวใจของเครื่องยนต์ได้ ซึ่งผ่านวัฏจักรที่เกี่ยวข้องกับการอัด การเผาไหม้ การสร้างใหม่ และสุดท้ายคือการขยายตัวผ่านหัวฉีดของเครื่องยนต์ 

ซึ่งจะทำให้เกิดแรงขับเคลื่อน พลังงานความร้อนของกระแสอากาศซึ่งถูกถ่ายโอนไปยังของเหลวหล่อเย็นล่วงหน้า ยังถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนส่วนประกอบภายในของเครื่องยนต์อีกด้วยพรีคูลเลอร์สามารถทำให้กระแสลมที่มีมวลสูงเย็นลงจากอุณหภูมิที่สูงกว่า 1,000 °C ไปจนถึงอุณหภูมิโดยรอบภายในเวลาน้อย

กว่า 50 มิลลิวินาที ภายในการออกแบบที่กะทัดรัดและน้ำหนักเบา มันถูกสร้างขึ้นจากท่อยาวกว่า 42 กม. ซึ่งผนังของท่อนั้นบางกว่าเส้นผมของมนุษย์ จึงทำให้เกิดพื้นที่ขนาดใหญ่สำหรับการถ่ายเทความร้อนระหว่างอากาศและตัวกลางทำความเย็น นำไปทดสอบ ในปี 2012 ได้ผลิตพรีคูลเลอร์

credit: coachwebsitelogin.com assistancedogsamerica.com blogsbymandy.com blogsdeescalada.com montblanc–pens.com getthehellawayfromsalliemae.com phtwitter.com shoporsellgold.com unastanzatuttaperte.com servingversusselling.com