Evaluation of angles of the tracheobronchial tree with the 3-dimensional reconstruction method: a morphometric and radiologic study / Evaluación de los ángulos del árbol traqueobronquial con el método de reconstrucción tridimensional: un estudio morfométrico y radiológico

SUMMARY: The objective of the current research is to assess the branching angles of the tracheobronchial tree and the correlation between these angles and the lung volume using the 3-dimensional reconstruction method. Thorax CT (computed tomography) images of 150 individuals, who were over 18 years of age and did not have any pathology on CT, were obtained retrospectively. A 3-dimensional reconstruction of the trachea, bronchi, and lungs was carried out. External and internal angles between the trachea and main bronchi, between the main bronchi and lobar bronchi, and between the lobar bronchi were measured. The volume measurement of the right and left lungs was performed. The individuals included in the study were grouped by sex and age (20-40 years, 41-61 years, and 62-87 years). The left subcarinal angle (LSA), total subcarinal angle (TSA), and left interbronchial angle (LIA) were found to be greater in the 62-87 age group. Both the external angle (LULB-LMBE) and the internal angle (LULB- LMBI) between the left upper lobar bronchus and the left main bronchus were observed to be greater in males. In males, a statistically significant negative moderate correlation was identified between the right lung volume and the right subcarinal angle (RSA). In females, a statistically significant positive moderate correlation was revealed between the external (RULB-IBE) and internal angles (RULB-IBI) between the right upper lobar bronchus and the intermediate bronchus, and the right lung volume. In the literature review we performed, we did not find any studies investigating the correlation between the branching angles of the tracheobronchial tree and the lung volume using the 3-dimensional reconstruction method. Therefore, we are of the opinion that our study will contribute to the literature.

El objetivo de la investigación fue evaluar los ángulos de ramificación del árbol traqueobronquial y la correlación entre estos ángulos y el volumen pulmonar utilizando el método de reconstrucción tridimensional. Se obtuvieron retrospectivamente imágenes de tomografía computarizada de tórax de 150 individuos mayores de 18 años sin patología. Se realizó una reconstrucción tridimensional de la tráquea, los bronquios y los pulmones. Se midieron los ángulos externo e interno entre la tráquea y los bronquios principales, entre los bronquios principales y los bronquios lobares, y entre los bronquios lobares. Se realizó la medición del volumen de los pulmones derecho e izquierdo. Los individuos incluidos en el estudio fueron agrupados por sexo y edad (20-40 años, 41-61 años y 62-87 años). Se encontró que el ángulo subcarinal izquierdo, el ángulo subcarinal total y el ángulo interbronquial izquierdo eran mayores en el grupo de edad de 62 a 87 años. Tanto el ángulo externo (LULB-LMBE) como el ángulo interno (LULB-LMBI) entre el bronquio lobular superior izquierdo y el bronquio principal izquierdo era mayor en los hombres. En los hombres, se identificó una correlación moderada negativa estadísticamente significativa entre el volumen pulmonar derecho y el ángulo subcarinal derecho. En mujeres, se reveló una correlación positiva moderada estadísticamente significativa entre los ángulos externos (RULB-IBE) e internos (RULB-IBI) entre el bronquio lobar superior derecho y el bronquio intermedio, y el volumen pulmonar derecho. En la revisión bibliográfica que realizamos, no encontramos ningún estudio que analizara la correlación entre los ángulos de ramificación del árbol traqueobronquial y el volumen pulmonar utilizando el método de reconstrucción tridimensional. Por lo tanto, consideramos que nuestro estudio contribuirá a la literatura especializada del tema.

Morphometric examination of the trachea and bronchi in follow-up computed tomography scans of COVID-19 patients / Examen morfométrico de la tráquea y los bronquios en tomografías computarizadas de seguimiento de pacientes con COVID-19

SUMMARY: The purpose of this study is to evaluate changes in the trachea and bronchi using 3-dimensional reconstruction images obtained from the initial and follow-up computed tomography (CT) scans of COVID-19 patients. A hundred COVID-19 patients over the age of 18 were included in our study. CT images were transferred to Mimics software, and a 3-dimensional reconstruction of the trachea and bronchi was performed. The initial and follow-up CT images of COVID-19 patients were graded as none (grade 0), mild (grade 1), moderate (grade 2), and severe (grade 3) according to the total lung severity score. The patients were divided into progression and regression groups according to the grade increase/decrease between the initial and follow-up CTs. Moreover, the patients were divided into groups as 0-2 weeks, 2-4 weeks, 4-12 weeks, and over 12 weeks according to the duration between the initial and follow-up CTs. The mean cross-sectional area, circumference, and diameter measurements of the right upper lobar bronchus, intermediate bronchus, middle lobar bronchus, and left lower lobar bronchus decreased in the follow-up CTs of the progression group. This decrease was not found to be statistically significant. In the follow-up CTs of the regression group, the left upper lobar bronchus and left lower lobar bronchus measurements increased but not statistically significant. Upon comparing the onset of the disease and the follow-up period, statistically significant changes did not occur in the trachea, main bronchus, and lobar bronchus of COVID-19 patients.

El propósito de este estudio fue evaluar los cambios en la tráquea y los bronquios utilizando imágenes de reconstrucción tridimensionales obtenidas de las tomografías computarizadas (TC) iniciales y de seguimiento de pacientes con COVID-19. En nuestro estudio se incluyeron 100 pacientes con COVID-19 mayores de 18 años. Las imágenes de TC se transfirieron al software Mimics y se realizó una reconstrucción tridimensional de la tráquea y los bronquios. Las imágenes de TC iniciales y de seguimiento de los pacientes con COVID-19 se calificaron como ninguna (grado 0), leve (grado 1), moderada (grado 2) y grave (grado 3) según la puntuación total de gravedad pulmonar. Los pacientes se dividieron en grupos de progresión y regresión según el aumento/disminución del grado entre las TC iniciales y de seguimiento. Además, los pacientes se dividieron en grupos de 0 a 2 semanas, de 2 a 4 semanas, de 4 a 12 semanas y de más de 12 semanas según la duración entre la TC inicial y la de seguimiento. Las mediciones medias del área transversal, la circunferencia y el diámetro del bronquio lobar superior derecho, el bronquio intermedio, el bronquio lobar medio y el bronquio lobar inferior izquierdo disminuyeron en las TC de seguimiento del grupo de progresión. No se encontró que esta disminución fuera estadísticamente significativa. En las TC de seguimiento del grupo de regresión, las mediciones del bronquio lobar superior izquierdo y del bronquio lobar inferior izquierdo aumentaron pero no fueron estadísticamente significativas. Al comparar el inicio de la enfermedad y el período de seguimiento, no ocurrieron cambios estadísticamente significativos en la tráquea, el bronquio principal y el bronquio lobar de los pacientes con COVID-19.

Three-dimensional reconstruction of columna vertebralis images of elite male weightlifters taken by a multi-detector computerized tomography (MDCT) / Reconstrucción tridimensional de imágenes de columna vertebral de pesistas de elite por tomografía computadorizada multidetectora

This study aims to carry out a comparative study on the vertebral structure of the elite male weightlifters and the sedentary group (control group) by obtaining three-dimensional data and models by means of photogrammetry from the columna vertebralis sections taken by MDCT. The columna vertebralis of the 8 male weightlifters and 8 sedentary individuals (control group) was scanned with a high-definition diagnostic MDCT device during the study. The demographic findings suggest no difference in both the weightlifters and the sedentary individual. The 2D axial images in DICOM format were burnt on CDs and then copied on a PC on which 3D-Doctor 4.0, which is a 3D modelling program had already been installed. The reconstruction was carried out with the 3D rendering component of the program. All the data were automatically measured by the abovementioned program and the statistical analyses were determined with a ­t test by SPSS 15. Considering the statistical results of the Columna vertebralis, only in the length of Pars lumbaris some statistically considerable differences (p<0.05) were observed between the vertebras L3-L5 in the elite male weightlifters and the sedentary individuals. Therefore, concluding from the idea that these techniques and the three-dimensional reconstruction procedures should be put into practice in the field of sports medicine, the substructure works that will be carried out on weightlifters by means of MDCT are thought to be supported by these studies.

El objetivo fue realizar un estudio comparativo de la estructura vertebral de pesistas de elite y un grupo sedentario (grupo control) através de la obtención de datos y modelos tridimensionales mediante fotogrametría de secciones de la columna vertebral por TCMD. La columna vertebral de los pesistas, 8 varones y 8 sujetos sedentarios (grupo control) fue escaneada con un dispositivo para diagnóstico de alta definición TCMD. Los hallazgos demográficos sugieren que no hay diferencias entre los pesistas y los sujetos sedentarios. Las imágenes axiales 2D en formato DICOM fueron grabados en CD y luego copiadas a un PC en 3D-Doctor 4.0, un programa de modelado 3D que ya se había instalado. La reconstrucción se llevó a cabo con el componente de representación 3D del programa. Todos los datos fueron medidos por el programa de manera automática y los análisis estadísticos fueron determinados mediante una prueba t por SPSS 15.0. Considerando los resultados estadísticos de la columna vertebral, solamente en la longitud de la parte lumbar se observaron algunas diferencias consideradas significativas (p<0,05) entre las vértebras L3-L5 en los pesistas de elite y los sujetos sedentarios. Por lo tanto, estas técnicas y los procedimientos de reconstrucción en tres dimensiones deben ser puestos en práctica en la medicina deportiva, debido a que este tipo de estudio puede ser útil en los trabajos de subestructura que se realizen en los pesistas mediante TCMD.