Aplikacja oparta na bibliotece VTK wspomagająca zabiegi bronchoskopowe

• Autorzy: Socha M. , Duplaga M.

Warianty tytułu

EN

VTK-based application supporting bronchofiberoscopic procedures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badanie bronchofiberoskopowe posiada podstawowe znaczenie w diagnostyce chorób płuc. Metody pobierania materiału do oceny histopatologicznej i mikrobiologicznej wymagają niejednokrotnie od endoskopisty dużej wprawy i dobrej orientacji w przestrzennej lokalizacji struktur klatki piersiowej. Takie techniki, jak transbronchialna igłowa biopsja aspiracyjna lub transbronchialna szczypczykowa biopsja płuca są zwykle poprzedzone oceną obrazów uzyskanych w tomografii komputerowej klatki piersiowej. Dane z tomografii komputerowej są najczęściej dostępne w postaci sekwencji kolejnych dwuwymiarowych warstw i wnioskowanie co do układu przestrzennego narządów może być trudne dla lekarza wykonujące bronchofiberoskopię. W celu zwiększenia skuteczności technik pobierania materiału w trakcie bronchofiberoskopii autorzy przygotowali aplikację udostępniającą endoskopiście dane z tomografii komputerowej w postaci interaktywnej trójwymiarowej przestrzeni z opcją wizualizacji wirtualnej bronchoskopii. Aplikacja może służyć do oceny warunków anatomicznych w klatce piersiowej u pacjenta zakwalifikowanego do zabiegu bronchofiberoskopowego przed, w jego trakcie i po wcześniejszym wykonaniu tomografii komputerowej klatki piersiowej. Program pozwala na znaczną interakcję z danymi z tomografii komputerowej dostępnymi w standardzie DICOM. W pełni interaktywna wirtualna bronchoskopia jest generowana na podstawie serii obrazów MPR (multiplanar reformation). Rekonstrukcja powierzchni drzewa oskrzelowego odbywa się algorytmem marching cube zaimplementowanym w bibliotece VTK. Aplikacja pozwala na rekonstrukcję przekrojów MPR w dowolnej płaszczyźnie, a także interaktywne sterowanie sposobem prezentacji danych. Program został napisany w języku C++ i jest przeznaczony do pracy w systemie Windows 2000/XP na platformie PC. Wykorzystuje on dostępną na zasadach open source specjalizowaną bibliotekę VTK (Visualization ToolKit). Był on testowany w Pracowni Inwazyjnej Diagnostyki Chorób Klatki Piersiowej II Katedry Chorób Wewnętrznych CMUJ w Krakowie i uzyskał pozytywną ocenę lekarzy wykonujących zabiegi bronchofiberoskopowe.

EN

Bronchofiberoscopy is one of the basic procedures employed in pulmonary diagnostics. Tissue sampling methods for pathomorpholical and microbiological examination frequently require high skills and good recognition of spatial location of thoracic structures. Such procedures as transbronchial needle aspiration or transbronchial lung biopsy are usually preceeded by browsing of computer tomography (CT) scans of the thorax. CT data are routinely available as films with printed two-dimensional strata, which this may result in some difficulties for physician performing bronchofiberoscopy in obtaining the insight into three-dimensional location of thoracic structures. To enhance effectiveness of sampling techniques applied during bronchofiberoscopy, the authors developed an application which enables presentation of data from CT in the form of interactive, three-dimensional environment with the option of virtual bronchoscopy visualiation. The application may be used for the analysis of anatomical conditions in thorax in specific patients before and during bronchofiberoscopy. High interactivitiy with CT DICOM data was assured. Fully interactive virtual bronchoscopy is generated on the basis of multiplanar reformation (MPR) series. The reconstruction of tracheobronchial tree surface is carried out through marching cube algorithm available in VisualisationToolkit library. The application may also be used for MPR reconstructions in any plane. The software was designed for Windows 2000/XP system installed on PC. It was created in C++ with the use of open source VTK library, underwent tests in Laboratory of Invasive Diagnotics of Chest Disorders, 2nd Department of Medicine, Jagiellonian University Medical College in Krakow and received positive assessment from experienced endoscopists performing at least 200 procedures/year.

Słowa kluczowe

PL

pulmonologia inwazyjna; bronchofiberoskopia; transbronchialna aspiracyjna biopsja igłowa; interaktywna wirtualna bronchoskopia

EN

invasive pulmonology; bronchofiberoscopy; transbronchial needle aspiration; interactive virtual bronchoscopy

• Wydawca: Uniwersytet Jagielloński - Collegium Medicum ; Index Copernicus Sp. z o.o.
• Czasopismo: Bio-Algorithms and Med-Systems
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 1, no. 1/2
• Strony: 191--196
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., zdj.

Twórcy

autor

Socha M.

• Katedra Metrologii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Duplaga M.

• II Katedra Chorób Wewnętrznych Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków

Bibliografia

• 1. Boiselle P. M., Ernst A.: Recent Advances in Central Airway Imaging, 121(5): 1651-1660, Chest 2002.
• 2. DICOM home page: http://medical.nema.org/
• 3. Gay P., Brutinel W.: Transbronchial needle aspiration in the practice of bronchoscopy, Mayo Clin Proc, 64: 158-162, 1989
• 4. Haponik E. F., Cappellari J. O., Chin R., et al.: Education and experience improve transbronchial needle aspiration performance, Am J Respir Crit Care Med, 151: 1998-2002, 1995.
• 5. Schroeder W., Martin K., Lorensen B.: The Visualization Toolkit, an object-oriented approach to 3D Graphics, Prentice Hall PTR 1996.
• 6. Socha M., Duplaga M., Turcza P.: Methods of Bronchial Tree Reconstruction and Camera Distortion Corrections for Virtual Endoscopic Environments, Studies in Health Technology and Informatics vol.105, Transformation of Health Care with Information Technologies, IOS Press 2004.
• 7. VTK - The Visualizarion ToolKit, www.vtk.org
• 8. Wang K.: Continued Efforts To Improve the Sensitivity of Transbronchial Needle Aspiration, Chest, 114(1): 4-5, 1998.