Dynamische Computertomographie-Manifestationen simulierter hölzerner Fremdkörper im Blut

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 9101 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Die Diagnose von hölzernen Fremdkörpern (WFBs) mithilfe der Computertomographie (CT) wird häufig übersehen, was zu ungünstigen Ergebnissen führt. Diese Studie zielt darauf ab, Fehldiagnosen zu reduzieren, indem die Dichtevariation von Blut-Kochsalz-Mischungen in Ex-vivo-Modellen untersucht wird. Zwanzig Cunninghamia lanceolata-Stäbchen, die als WFB-Modelle ausgewählt wurden, wurden zufällig fünf Gruppen zugeordnet: einer Kontrollgruppe (Kochsalzlösung) und vier Versuchsgruppen, die in Blut-Kochsalzlösung-Mischungen mit unterschiedlichen Konzentrationen getaucht wurden. Anschließend wurden die Proben in ein Wasserbad mit konstanter Temperatur und 36,8 °C gegeben. CT-Scans wurden in den Bereichen mit der niedrigsten und höchsten Dichte durchgeführt und das Volumen der Bereiche mit niedriger Dichte wurde am Nachbearbeitungsarbeitsplatz gemessen. Abschließend wurden die Auswirkungen von Zeit und Konzentration auf die Bildgebung analysiert und Anpassungskurven erstellt. Die Konzentration und Zeit des Blut-Kochsalz-Gemisches beeinflussten die CT-Zahl in den drei Bereichen erheblich. WFB-Bilder veränderten sich im Laufe der Zeit dynamisch mit zwei typischen Bildzeichen: dem Bull's-Eye-Zeichen auf den Kurzachsenbildern und dem Straßenbahnlinienzeichen auf den Langachsenbildern. Durch Anpassungskurven der CT-Zahl in den Bereichen mit der niedrigsten Dichte und unterschiedlichen Konzentrationen können Bildgebungsänderungen quantifiziert werden. Die CT-Zahl der Bereiche mit der niedrigsten Dichte nahm mit der Zeit zu und folgte einem logarithmischen Funktionstyp, während die CT-Zahl der Bereiche mit der höchsten Dichte einen schnell ansteigenden Plattformtyp aufwies. Das Volumen der Gebiete mit geringer Dichte nahm im Laufe der Zeit ab. Bei der Diagnose sollten der Zeitpunkt der durch WFBs verursachten Schädigung und der Einfluss unterschiedlicher Blut- und Gewebeflüssigkeitsgehalte an der geschädigten Stelle berücksichtigt werden. Bildveränderungen durch mehrere CT-Scans zu unterschiedlichen Zeitpunkten können bei der Diagnose hilfreich sein.

Im Körper verbleibende hölzerne Fremdkörper (WFBs) sind häufige klinische Notfälle und führen zu einer erhöhten Sterblichkeits- und Invaliditätsrate. Trotz der Fortschritte in der Bildgebungstechnologie bleibt die Erkennung von WFBs für Kliniker eine Herausforderung. Radiologen und Kliniker, die Erstdiagnosen und Behandlungen durchführen, stellen bei 38 % der Patienten eine falsche Diagnose mit Fremdkörpern1,2. Typischerweise werden Patienten Monate oder sogar Jahre nach der ersten Verletzung untersucht, aber klinische Untersuchungen zeigen möglicherweise keine Vorgeschichte von Hautpunktionen1. In einem von Samuthrat et al.3 berichteten Fall erlitt ein zweijähriges Mädchen eine transorale penetrierende Hirnverletzung, nachdem es auf ein Bambusstäbchen gefallen war, das ihren harten Gaumen durchbohrte, die mittlere Schädelbasis brach und den Schläfenlappen verletzte und quetschte . Nishio et al.4 berichteten über eine 13-jährige Frau, die im Alter von sechs Jahren stürzte, während sie Holzstäbchen in der Hand hielt, was dazu führte, dass eines in ihrem rechten Augenlid stecken blieb. Obwohl ein Arzt sie sofort untersuchte, traten sieben Jahre lang keine Symptome auf. Ihre Abteilung entdeckte sieben Jahre nach der penetrierenden Verletzung mittels Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) einen Gehirnabszess und einen intrakraniellen Fremdkörper. WFBs haben eine lockere Struktur, nehmen leicht Wasser auf, dehnen sich aus, zerfallen leicht und dienen als hervorragendes Kulturmedium für Mikroorganismen. Darüber hinaus tragen sie häufig pathogene Bakterien, chemische Reizstoffe und Toxine in sich, die sich leicht auf benachbarte Gewebe ausbreiten und dort Infektionen oder chemische Schäden verursachen können3,4.

Die CT ist die genaueste und bevorzugte Methode zur Diagnose von WFBs5,6,7. Allerdings ähneln die CT-Zahlen von WFBs oft den Dichten von Luft, Fett, Weichgewebe, Blut und verkalkten Läsionen, was zu einer hohen Fehldiagnoserate8,9,10,11 führt. Darüber hinaus legt eine traditionelle klinische Sichtweise nahe, dass WFBs auf CT-Scans nicht sichtbar sind. Wenn WFBs übersehen werden, werden präoperative Qualitäts- und Positionierungsdiagnosen zu einer Herausforderung, was dazu führt, dass Operationen fehlschlagen oder wiederholte Operationen erforderlich sind4. Daher ist die systematische Untersuchung der sich ändernden Bildgebungseigenschaften von WFBs von entscheidender Bedeutung für die Verbesserung der WFB-Diagnose und die Minimierung des Leidens der Patienten13.

WFBs unterliegen beim Eintritt in den Körper Veränderungen und befinden sich typischerweise in einer Umgebung mit Blut-Salz-Mischungen (BSM), was ihre Diagnose komplex und schwierig macht14. Die Zusammensetzung von BSMs ist komplex und die Viskosität von BSMs variiert bei unterschiedlichen Konzentrationen15. Zahlreiche Studien und Fallberichte haben sich auf WFBs konzentriert; Fallberichte zu Fehldiagnosen stehen jedoch weiterhin im Mittelpunkt14,16. Untersuchungen zur Dynamik der Dichte zurückgehaltener hölzerner Fremdkörper fehlen noch. Daher ist die Untersuchung dieser Dynamik von erheblichem klinischem diagnostischem und praktischem Wert.

Es wurde ein Ex-vivo-Modell erstellt, bei dem WFBs in BSMs unterschiedlicher Konzentration eingetaucht wurden, um die interne Umgebung zu simulieren. Mithilfe der CT haben wir die dynamischen Änderungen der CT-Zahl für den Bereich mit der niedrigsten Dichte, den Bereich mit der höchsten Dichte und das Volumen des Bereichs mit niedriger Dichte der WFBs zu mehreren vorgegebenen Zeitpunkten erhalten.

Ein 12 Jahre alter, künstlicher, schnell wachsender Wald aus Cunninghamid lanceolata im Südwesten der Provinz Hubei mit einem Durchmesser von etwa 15 cm wurde von der School of Forestry and Horticulture der Hubei University for Nationalities ausgewählt und zur Verfügung gestellt. Holz aus demselben Jahrringbereich auf derselben Schicht des Xylems wurde in kleine Holzstäbchen mit den Maßen 40 mm × 2 mm × 2 mm geschnitten. Anschließend wurden die Holzstäbchen bei 50 °C bis zur Gewichtskonstanz (absoluter Trockenzustand) getrocknet. Die Dichte wurde basierend auf Masse und Volumen berechnet, ρ≈0,38 × 103 kg/m3. Schließlich wurden alle kleinen Stäbchen mit statistisch signifikanten Unterschieden in Länge, Breite, Höhe und Volumen ausgeschlossen. Das Ablaufdiagramm des Verfahrens ist in Abb. 1 dargestellt.

Flussdiagramm des Verfahrens und der Veränderungen von Holzstreifen im Blut-Kochsalz-Gemisch.

Es wurde ein Wasserbad mit konstanter Temperatur (Jintan Baita Xinbao Instrument Factory) verwendet. Eine entsprechende Menge Wasser wurde in das Bad gegeben und die Temperatur auf 36,8 °C eingestellt. Kunststoffröhrchen mit 5 ml Fassungsvermögen und guter Versiegelung wurden mit BSMs unterschiedlicher Konzentration gefüllt. Die vorbereiteten Holzstäbe wurden mit dünnen Plastikfolien befestigt und jeweils in der Mitte der Rohre aufgehängt. Als Wasserkomponente des BSM diente physiologische Kochsalzlösung. Basierend auf dem Anteil des in den BSM enthaltenen Vollbluts wurden fünf Konzentrationen festgelegt, darunter die Kontrollgruppe (Kochsalzlösungsgruppe), die Versuchsgruppe (T) T25 (enthält 25 % menschliches Vollblut), die T50-Gruppe (50 % menschliches Vollblut) und T75-Gruppe (75 % menschliches Vollblut) und T100-Gruppe (100 % menschliches Vollblut) mit vier Replikaten für jede Gruppe.

Es wurde ein 64-Schicht-Spiral-CT-Scanner verwendet (Philips Ingenuity 64-Schicht-CT-Scanner, Philips, Niederlande). Die Röhrenspannung wurde auf 120 kV, der Röhrenstrom auf 320 mA, die Rotationszeit auf 2 s/Zyklus, das Sichtfeld der Anzeige auf 25 mm × 25 mm, die Dicke der Rekonstruktionsschicht auf 1,0 mm, der Abstand auf 0,984 und ein Standardalgorithmus ( Für die Rekonstruktion wurde die gefilterte Rückprojektion verwendet.

Nachdem die Reagenzglasmodelle erstellt worden waren, wurden sie für den ersten CT-Scan auf das CT-Scanbett gelegt, um grundlegende Bildinformationen zu erfassen. Anschließend wurden die Modelle in Reagenzgläser mit BSM unterschiedlicher Konzentration getaucht und in ein Wasserbad mit konstanter Temperatur gestellt. In 6-Stunden-Intervallen wurde jede Gruppe von Reagenzgläsern aus dem Wasserbad genommen, horizontal und vertikal gescannt, um zu jedem Zeitpunkt Daten zu sammeln, und bis zu 612 Stunden (25,5 Tage) nach der Etablierung des Modells gescannt17.

Die Rohdaten wurden zur Nachbearbeitungsanalyse auf die GE ADW4.7-Workstation hochgeladen. Um CT-Zahlen zu erhalten, wurden die interessierenden Regionen in den Gebieten mit der höchsten Dichte und in den zentralen Gebieten mit der niedrigsten Dichte separat umrissen. Die Volumenmesssoftware der Workstation wurde verwendet, um das Volumen der Bereiche mit geringer Dichte der WFBs zu messen, definiert als ein Bereich mit einer CT-Zahl < 0 HU. Nach Abschluss der Datenerfassung für die vier Gruppenreplikate wurde der Mittelwert berechnet und zur Analyse in die Datenbank eingegeben.

Für die statistische Analyse wurden eine Analyse der Varianz mit wiederholten Messungen und der geringsten signifikanten Differenz (LSD) eingesetzt, um die Unterschiede zwischen den CT-Zahlen der Bereiche mit der niedrigsten Dichte, den Bereichen mit der höchsten Dichte und dem Volumen der Bereiche mit niedriger Dichte von WFBs an verschiedenen Orten zu untersuchen Zeiten und BSMs mit unterschiedlichen Konzentrationen (P = 0,05). An den Variablen wurde ein asphärischer Test durchgeführt. Die Unterschiede zwischen BSMs mit unterschiedlichen Konzentrationen zur gleichen Zeit wurden mithilfe einer einseitigen Varianz- und LSD-Analyse (P = 0,05) auf Signifikanz getestet. Alle Daten wurden vor der Analyse dem Shapiro-Wilk-Normalitätstest unterzogen, und Daten, die nicht der Normalverteilung entsprachen, wurden basierend auf log (x + k) oder 1/x transformiert. Für die Datenanalyse und -anpassung wurde die Software SPSS 25.0 verwendet, während für die grafische Darstellung die Software Origin 2021 verwendet wurde.

In dieser Studie haben wir zwei typische Bildgebungszeichen beobachtet, indem wir die CT-Scanbilder von WFBs analysierten. Das erste Zeichen war das Volltrefferzeichen. In den Kurzachsenbildern zeigten die Ränder der WFBs ringförmige Schatten hoher Dichte, während die zentralen Bereiche runde Schatten niedriger Dichte zeigten. Vor dem Hintergrund der dicht besiedelten Randbereiche wirkten sie wie Volltreffer (Abb. 2). Das zweite Schild war das Straßenbahnlinienschild. In den Längsachsenbildern der multiplanaren Rekonstruktion zeigten die WFBs streifenförmige Schatten hoher Dichte an beiden Rändern und Schatten niedriger Dichte in der Mitte, die einer Spur ähnelten (Abb. 2).

Dynamische Bildzeichen von hölzernen Fremdkörpern, die sich im Laufe der Zeit verändern. Das Bull's-Eye-Schild auf den Kurzachsenbildern und das Straßenbahnlinienschild auf den Langachsenbildern.

Sowohl die BSM-Konzentration als auch die Zeit hatten einen hochsignifikanten Einfluss auf die CT-Zahl der Bereiche mit der niedrigsten Dichte von Holzfremdkörpern (P < 0,001, Tabelle 1), mit einer hochsignifikanten Wechselwirkung zwischen ihnen (Tabelle 1, P < 0,001). Insgesamt nahm der Anstieg der CT-Anzahl in den Bereichen mit der niedrigsten Dichte mit steigenden BSM-Konzentrationen pro Zeiteinheit ab. Die CT-Zahlenkurven jeder Gruppe mit der zeitlich niedrigsten Dichte zeigten zunächst einen schnellen Anstieg, gefolgt von einem langsamen Anstieg (Abb. 3). Vor Beginn des Experiments gab es keinen Unterschied in der CT-Zahl der Bereiche mit der niedrigsten Dichte der Holzstäbe zwischen den Gruppen. Nachdem die Stäbchen in BSMs mit unterschiedlichen Konzentrationen eingetaucht wurden, stieg die CT-Zahl der Bereiche mit der niedrigsten Dichte jeder Gruppe innerhalb der ersten 6 Stunden signifikant an, und die CT-Zahl der Bereiche mit der niedrigsten Dichte zwischen den Gruppen zeigte Unterschiede. Die CT-Zahl der Gebiete mit geringer Dichte in der Saline-Gruppe stieg am schnellsten an und lag 589 HU über dem Ausgangswert (− 861,5 HU). Die CT-Zahl der Gebiete mit der niedrigsten Dichte in der T100-Gruppe stieg am langsamsten und erhöhte sich nur um 407,5 HU im Vergleich zum Ausgangswert (− 837,5 HU). Danach zeigten die Veränderungen der CT-Zahl in den Bereichen mit der niedrigsten Dichte jeder Gruppe einen langsam zunehmenden Trend. Unter ihnen verschwanden die Bereiche mit der niedrigsten Dichte der NC-Gruppe und der T25-Gruppe in der 90. bzw. 234. Stunde (CT-Anzahl der WFBs > 0 HU). Die Anpassungskurven verschiedener CT-Zahlen jeder Gruppe über die Zeit sind in Tabelle 2 dargestellt.

Einfluss der simulierten Konzentration der Blut-Kochsalzmischung auf die CT-Zahl der Bereiche mit der niedrigsten Dichte von hölzernen Fremdkörpern (Mittelwert ± SE, N = 4). Unterschiedliche Kleinbuchstaben weisen auf deutliche Unterschiede in unterschiedlichen Inhalten hin. (P < 0,05).

Sowohl die BSM-Konzentration als auch die Zeit beeinflussten die CT-Anzahl der Bereiche mit der höchsten Dichte erheblich (Tabelle 1, P < 0,001). Während des Experiments zeigten die CT-Zahlenkurven der Bereiche mit der zeitlich höchsten Dichte einen schnell ansteigenden Plattformtyp (Abb. 4). Vor Beginn des Experiments waren die WFBs in jeder Gruppe alle Bereiche mit geringer Dichte und ohne Bereiche mit hoher Dichte; Nach dem Eintauchen in BSMs traten in der 6. Stunde Bereiche mit hoher Dichte auf, und die CT-Zahl der Bereiche mit der höchsten Dichte blieb tendenziell konstant. Die CT-Zahlen der Gebiete mit der höchsten Dichte der fünf Gruppen lagen zwischen 109,25 HU und 125,75 HU, und die CT-Zahlen der Gebiete mit der höchsten Dichte jeder Gruppe unterschieden sich deutlich.

Einfluss der simulierten Konzentration der Blut-Kochsalzmischung auf die CT-Zahl der Bereiche mit der höchsten Dichte an Holzfremdkörpern (Mittelwert ± SE, N = 4). Unterschiedliche Kleinbuchstaben weisen auf deutliche Unterschiede in unterschiedlichen Inhalten hin. (P < 0,05).

Sowohl die BSM-Konzentration als auch die Zeit hatten hochsignifikante Auswirkungen auf das Volumen der Bereiche mit geringer Dichte von WFBs (Tabelle 1, P < 0,001), mit hochsignifikanten Wechselwirkungen zwischen ihnen (Tabelle 1, P < 0,001). Der Grad der Volumenabnahme der Bereiche mit geringer Dichte nahm mit zunehmender BSM-Konzentration ab. Die Zeit- und Volumenkurven der Bereiche mit niedriger Dichte der Kochsalzlösungsgruppe und der T25-Gruppe zeigten einen schnellen Rückgang, während die Zeit- und Volumenkurven der Bereiche mit niedriger Dichte der T50-, T75- und T100-Gruppe langsam abnahmen (Abb. 5). Zunächst gab es zwischen den fünf Gruppen keinen Unterschied im Volumen der Gebiete mit geringer Dichte. Nach dem Eintauchen in die BSMs nahm das Volumen der Bereiche mit geringer Dichte jeder Gruppe innerhalb der ersten 6 Stunden deutlich ab. Der Grad der Volumenreduktion in den Bereichen mit geringer Dichte nahm von der Kochsalzgruppe, der T25-Gruppe, der T50-Gruppe, der T75-Gruppe bis zur T100-Gruppe allmählich ab. Im Vergleich zum Ausgangswert (167,85 mm3) verringerte sich das Volumen der Gebiete mit geringer Dichte in der Saline-Gruppe um 42,85 mm3; Das Volumen der Bereiche mit geringer Dichte in der T100-Gruppe wurde gegenüber dem Ausgangswert (167,59 mm3) nur um 25,09 mm3 reduziert. Unter ihnen verschwand das Volumen der Bereiche mit geringer Dichte in der Kochsalzgruppe nach 96 Stunden und in der T25-Gruppe nach 240 Stunden (CT-Anzahl der WFBs > 0 HU). Letztendlich verfügten die übrigen Gruppen immer noch über Gebiete mit geringer Dichte unterschiedlicher Größe.

Einfluss der simulierten Blutsalzmischungskonzentration auf das Volumen der Bereiche mit geringer Dichte von hölzernen Fremdkörpern (Mittelwert ± SE, N = 4). Unterschiedliche Kleinbuchstaben weisen auf deutliche Unterschiede in unterschiedlichen Inhalten hin. (P < 0,05).

Diese Studie zeigt, dass sich WFB-Bilder im Laufe der Zeit dynamisch ändern und zwei typische Bildzeichen aufweisen: das Bull's-Eye-Zeichen auf Bildern mit kurzer Achse und das Straßenbahnlinienzeichen auf Bildern mit langer Achse. Wir haben Anpassungskurven der CT-Zahlen in den Bereichen mit der niedrigsten Dichte über verschiedene Konzentrationen hinweg entwickelt, um die Bildgebungsänderungen von WFBs zu quantifizieren. Sowohl die BSM-Konzentration als auch die Zeit haben einen signifikanten Einfluss auf die CT-Zahl der Bereiche mit der niedrigsten Dichte von WFBs, wobei zwischen ihnen eine bemerkenswerte Wechselwirkung besteht. Die CT-Zahl der Bereiche mit der niedrigsten Dichte steigt mit der Zeit logarithmisch an; Dieser Anstieg nimmt jedoch ab, wenn die BSM-Konzentrationen steigen. Sowohl die BSM-Konzentration als auch die Zeit haben einen signifikanten Einfluss auf die CT-Zahl der WFB-Bereiche mit der höchsten Dichte. Die CT-Zahlenkurven zeigen einen schnell ansteigenden Plattformtyp. Das Volumen der Gebiete mit geringer Dichte nimmt mit der Zeit ab, wobei die Abnahmerate mit zunehmender BSM-Konzentration abnimmt.

Die WFB-Dichte, die die CT-Zahl bestimmt, steht in engem Zusammenhang mit der Wasseraufnahmekapazität von Holzwerkstoffen18. Diese Kapazität hängt in erster Linie von der Zellulose- und Porenstruktur des Holzes ab, wie Gao19 bestätigt. Innerhalb der ersten 6 Stunden dieser Studie stieg die CT-Anzahl der Bereiche mit der niedrigsten und höchsten Dichte jeder Gruppe schnell an. Dieser Anstieg ist auf die großen inneren Zellhohlraumporen des Holzes in der Anfangsphase der Wasseraufnahme zurückzuführen, die auf das aus axialen Tracheiden bestehende Kapillarsystem angewiesen sind, um Wasser mithilfe der Kapillarkraft aufzunehmen, während Lignozellulose schnell Wasser aufnimmt20,21 .

Darüber hinaus wurde berichtet, dass der isotherme Adsorptionsprozess von Holz hauptsächlich eine schnelle Monoschichtadsorption an den Adsorptionsstellen im Holz beinhaltet. Dieser Prozess könnte ein weiterer wichtiger Grund für die raschen Dichteänderungen von WFBs innerhalb der ersten 6 h21 sein. Mit zunehmender relativer Luftfeuchtigkeit treten nach und nach Zweit- und Mehrschichtadsorptionen auf, was dazu führt, dass mehr Wassermoleküle von WFBs adsorbiert werden und die Dichte entsprechend zunimmt22,23. Mit steigendem Wassergehalt der Lignozellulose nimmt auch deren Hydrophobie zu, wodurch die Wasseraufnahmefähigkeit abnimmt20. Der Wasseraufnahmeprozess von WFBs schreitet allmählich von der Oberfläche zum Zentrum voran; Je weiter von der Holzoberfläche entfernt, desto langsamer ist die Wasseraufnahme und desto langsamer ist die Dichteänderung. Folglich ändert sich die Dichte des Bereichs nahe der Holzoberfläche des WFB am schnellsten, während sich die Dichte des zentralen Bereichs langsamer ändert (Abb. 1, 2).

Die Änderung der WFB-Dichte stellt im Wesentlichen einen Prozess dar, bei dem die Luft im Holzspalt im absolut trockenen Zustand des WFB kontinuierlich durch freies Wasser und andere Substanzen aus der Umgebung ersetzt wird. Aufgrund der unterschiedlichen Konzentrationen von BSMs dringt freies Wasser mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in die WFBs ein, was die Geschwindigkeit der Dichteänderungen verzögert24,25. Gleichzeitig steigt mit zunehmender BSM-Konzentration auch die Viskosität des Mediums, was die Diffusion von Wassermolekülen behindert und die Geschwindigkeit verringert, mit der verschiedene Moleküle aus der Umgebung der WFBs in das Innere eindringen, wodurch sich die Dichteänderungsrate der WFBs verzögert26,27 . Darüber hinaus bedeutet die komplexe Zusammensetzung von BSMs, dass organische Makromoleküle und verschiedene Zellen im Blut an der Oberfläche haften können und einen Barrierefilm bilden, der den Eintritt von Wassermolekülen in die WFBs verlangsamt28. Eine andere Studie hat gezeigt, dass das Gas in den Holzfremdstoffen und die darin eindringenden Wassermoleküle eine Gas-Flüssigkeits-Ebene bilden, die dem direkten Austausch von Wassermolekülen und Gas nicht förderlich ist29.

Da der Rand des WFB in direktem Kontakt mit der Umgebung steht, wird die Luft im Inneren deutlich schneller ausgetauscht als im Inneren. Dadurch entstehen an den Rändern Bereiche mit hoher Dichte, während im Inneren eine geringe Dichte verbleibt. Das Straßenbahnlinienzeichen ist im Allgemeinen auf der Längsachse des planar rekonstruierten Bildes zu sehen, wie in den von Mertel et al.30 berichteten WFB-Fällen zu sehen ist. Das Bull's-Eye-Zeichen ist meist auf Kurzachsenbildern sichtbar, wie die von Peterson et al.1 berichteten Fälle zeigen. Bei der Bildgebung eines WFB ist es wichtig, die Beschreibung des Patienten und die Position im Bild zu berücksichtigen, um eine genaue Diagnose zu stellen.

In dieser Studie variiert die CT-Anzahl der WFBs im Körper im Laufe der Zeit erheblich. Die anfängliche CT-Anzahl der WFBs beim Eintritt in den Körper liegt zwischen – 800 HU und – 900 HU, mit einer Dichte nahe der von Gas, was eine Unterscheidung von der Gasansammlung im Körper erfordert. Da WFBs über längere Zeiträume im Körper verbleiben, nimmt ihre Randdichte zu, während der zentrale Bereich eine niedrige Dichte aufweist, und die CT-Zahl des niedrigen zentralen Bereichs steigt allmählich an, bis der WFB insgesamt eine hohe Dichte erreicht30. Die CT-Zahl des WFB steigt zunehmend auf − 100 HU bis − 200 HU, wobei die Dichte an diesem Punkt nahe an der von Fett liegt und eine Differenzierung vom Fettgewebe erforderlich ist. Nach einiger Zeit ähnelt die Dichte von WFBs der von Wasser, Weichgewebe, Blut oder Verkalkung, was eine Differenzierung von diesen Gegenstücken erforderlich macht31,32,33,34,35. WFBs weisen typischerweise schnelle Änderungen am Rand und langsamere Änderungen im zentralen Bereich auf, was zu einem ringförmigen Bild mit hoher Dichte führt. Dieses Merkmal kann als charakteristische Manifestation genutzt werden. Radiologen können die CT-Anzahl von Holzfremdkörpern in verschiedenen Geweben anhand der Anpassungskurvengleichungen für Zeit und verschiedene Konzentrationen berechnen, um die Wahrscheinlichkeit von Fehldiagnosen zu verringern.

Diese Studie stellt einen neuartigen Ansatz zur Untersuchung von WFBs vor, indem der trockene Zustand als Ausgangszustand betrachtet und die bildgebenden Manifestationen und Änderungsmuster von WFBs dynamisch beobachtet werden. Darüber hinaus diskutierten wir mögliche Faktoren, die die Bildgebungsveränderungen von WFBs beeinflussen, und erläuterten die inhärente Natur dieser Veränderungen. Diese Arbeit trägt zu einem besseren Verständnis der Manifestationen und Veränderungen der WFB-Bildgebung bei. Im Gegensatz zu früheren Studien zu WFBs, die entweder in vitro oder an Tieren durchgeführt und zu einem einzigen Zeitpunkt untersucht wurden6,7,35, bietet unsere Forschung eine umfassendere Perspektive auf die WFB-Bildgebung. Dies ist besonders wichtig angesichts der kontinuierlichen Veränderungen der Dichte und des bildgebenden Erscheinungsbilds von WFBs im Körper.

Diese Studie weist jedoch mehrere Einschränkungen auf. Erstens haben wir nur chinesische Tannenmaterialien untersucht, und die Änderungen der CT-Zahl können für verschiedene Arten von Holzfremdkörpern unterschiedlich sein. Zweitens haben wir uns auf ein Holz mit geringer Dichte konzentriert, und es muss noch ermittelt werden, ob Fremdkörper aus Holz mit hoher Dichte ähnliche Muster aufweisen. Schließlich ist die Zusammensetzung der organisatorischen Mikroumgebung im menschlichen Körper komplexer als die der BSM-Umgebung. Zukünftige Forschung sollte darauf abzielen, Modelle zu etablieren, um die In-vivo-Umgebung besser nachzubilden. Trotz dieser Einschränkungen stellt unsere Studie einen bedeutenden Fortschritt auf diesem Gebiet dar und liefert wertvolle Erkenntnisse für zukünftige Untersuchungen.

Zusammenfassend beleuchtet diese Studie den Einfluss der Blutkonzentration und der Retentionszeit auf die Dichte der WFBs innerhalb der BSMs. Die Ergebnisse liefern wertvolle Erkenntnisse für die Identifizierung und Differenzierung von WFBs in klinischen Szenarien. Eine genaue Diagnose von WFBs erfordert eine umfassende Bewertung der Krankengeschichte des Patienten, der umgebenden BSM-Umgebung, der Bildpositionierung und zeitlicher Veränderungen.

Bei Verdacht auf eine WFB-Retention kann eine Nachuntersuchung nach einer gewissen Zeitspanne empfohlen werden. Charakteristische Veränderungen in den Bildern der beiden Scans können eine genauere klinische Diagnose ermöglichen. Zukünftige Untersuchungen sollten sich auf hochwertige, gut konzipierte Studien und Versuche konzentrieren, die mehrere Diagnoseinstrumente vergleichen, um das Verständnis und die Behandlung von WFB-bezogenen Fällen in der klinischen Praxis weiter zu verbessern.

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

Fremdkörper aus Holz

Computertomographie

Geringster signifikanter Unterschied

Blut-Kochsalzmischung

Magnetresonanztomographie

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Die Autoren danken Xiaoling Li sehr für ihre Unterstützung bei Materialien, Ausrüstung, Bildaufnahme und statistischer Analyse für die Experimente.

Abteilung für Radiologie, Zentralkrankenhaus der Autonomen Präfektur Enshi Tujia und Miao, Enshi, Hubei, China

Daoming Zhu, Huiyan Zhao, Meng Zhou, Daming Qin, Biyong Tan und Xingrong Hu

Verwaltungsbüro des Guanshuihe National Wetland Park im Landkreis Xuan'en, Xuanen, Hubei, China

Xiaoling Li

Das zweite klinische College der Xinxiang Medical University, Xinxiang, Henan, China

Honghao Zhu

Die erste Schule für klinische Medizin, Universität Lanzhou, Lanzhou, Gansu, China

Xianzhuo Zhang

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DZ: Konzeptualisierung, Datenkuration, Methodik, formale Analyse, Untersuchung, Schreiben – Originalentwurf. XL: Methodik, Datenkuration, Ressourcen, Untersuchung, formale Analyse, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. HZ: Recherche, Schreiben – Rezension und Bearbeitung. MZ: Recherche, Schreiben – Rezension und Bearbeitung. HZ: Recherche, Schreiben – Rezension und Bearbeitung. DQ: Ressourcen, formale Analyse, Untersuchung, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. BT: Ressourcen, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. XZ: Ressourcen, formale Analyse, Untersuchung, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. XH: Ressourcen, Validierung, Überwachung, Projektverwaltung, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung.

Korrespondenz mit Daming Qin, Xianzhuo Zhang oder Xingrong Hu.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Zhu, D., Li, X., Zhao, H. et al. Dynamische computertomographische Manifestationen simulierter hölzerner Fremdkörper in Blut-Kochsalz-Mischungen mit variablen Konzentrationen und Retentionszeiten. Sci Rep 13, 9101 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-35636-0

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Eingegangen: 12. August 2022

Angenommen: 21. Mai 2023

Veröffentlicht: 05. Juni 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-35636-0

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