Lung Nodule Assessment in Computed Tomography: Precision of Attenuation Measurement Based on Computer-Aided Volumetry

Zusammenfassung

Ziel: Vergleich der Reproduzierbarkeit (R.) von CT-Wertbestimmungen pulmonaler Rundherde mit einer Volumetriesoftware (LungCare, LC) und manuellen ROI (mROI). Material und Methoden: An 54 artifiziellen Herden in einem Thoraxphantom wurden 3 CT erstellt. Mittlere CT-Werte wurden mit LC und mROI bestimmt. Die Intrascan-R. wurde mit 3 Messungen im ersten Scan bestimmt, die Interscan-R. mit weiteren Messungen in den 2 darauffolgenden Scans (je 1 Auswerter). Intrascan- und Interobserver-R. (2 Auswerter) wurden am ersten in-vitro-Scan und für 51 pulmonale Herde aus Datensätzen von Patienten bestimmt (an Pat. für 2 unterschiedliche Kernel). Als Maß der Intrascan- und Interscan-R. wurde die mittlere Streuung der Messwerte bzw. für den Interobserververgleich die Differenz (D.) der Messungen, die Signifikanz der Unterschiede anhand von t-Test und Vorzeichentest bestimmt. Ergebnisse: Die Reproduzierbarkeit der CT-Werte mit LC war der manuellen Methode sowohl für artifizielle als auch echte Noduli signifikant überlegen (in vitro: Intrascan-R. 0,11 versus 6,16 HU, Interscan-R. 2,22 versus 7,03 HU, Interobserver-D. 0,11 versus 18,42 HU; Pat.: Intrascan-R. 1,78 versus 13,19 HU für den b50f-Kernel, Intrascan-R. 1,88 versus 27,4 HU für den b80f-Kernel, Interobserver-D. 3,71 versus 22,43 HU). Die absoluten CT-Werte zeigten signifikante Unterschiede in Abhängigkeit von Messmethode und Kernel (Patienten/mROI: 29,3 [b50f] und 151,9 HU [b80f] Patienten/LC: 5 [b50f] und 147 HU [b80f]). Schlussfolgerung: Die CT-Wertbestimmung pulmonaler Herde mittels Volumetriesoftware zeigt eine signifikant höhere Reproduzierbarkeit und ist als Methode der Wahl z. B. im Rahmen dynamischer CT-Untersuchungen anzusehen. Die Abhängigkeit der CT-Werte von den Rekonstruktionsparametern hat hierauf keinen Einfluss.

Abstract

Purpose: To compare the reproducibility (r) of CT value measurement of pulmonary nodules using volumetry software (LungCare, LC) and manual ROIs (mROI). Materials and Methods: 54 artificial nodules in a chest phantom were scanned three times with CT. CT values were measured with LC and mROI. The intrascan-r was assessed with three measurements in the first scan, and the interscan-r with measurements in three consecutive scans (one observer). Intrascan-r und interobserver-r (two obs.) were assessed in the first scan and in contrast-enhanced CT of 51 nodules from 15 patients (kernels b50f and b80f). Intrascan-r and interscan-r were described as the mean range and interobserver-r as the mean difference of CT values. The significance of differences was tested using t-test and sign test. Results: Reproducibility was significantly higher for volumetry-based measurements in both artificial and patient nodules (range 0.11 vs. 6.16 HU for intrascan-r, 2.22 vs. 7.03 HU for interscan-r, difference 0.11 vs. 18.42 HU for interobserver-r; patients: 1.78 vs. 13.19 HU (b50f-Kernel) and 1.88 vs. 27.4 HU (b80f-Kernel) for intrascan-r, 3.71 vs. 22.43 HU for interobserver-r). Absolute CT values differed significantly between convolution kernels (pat./mROI: 29.3 [b50f] and 151.9 HU [b80f] pat./LC: 5 [b50f] and 147 HU [b80f]). Conclusion: The reproducibility of volumetry-based measurements of CT values in pulmonary nodules is significantly higher and should therefore be recommended, e. g. in dynamic chest CT protocols. Reproducibility does not depend on absolute CT values.

Key words

CT - volumetry - pulmonary nodule

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