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DOI: 10.1055/s-0038-1641245
Histogram-Functional-Shape Methode zur automatischen Schweregradeinteilung von Fibrose und Emphysem
Publication History
Publication Date:
17 April 2018 (online)
Zielsetzung:
Fibrose oder Emphysem betreffen Lungenlappen unterschiedlich schwer. Es sollte untersucht werden, ob eine objektive Schweregradeinteilung erkrankter Lungenlappen mit der Histogram-Functional-Shape-Methode (HFS) gelingt. Die HFS-Methode ist ein Radiomics Bildmarker, der auf einer CT-Dichtekurven-Analytik beruht.
Material und Methoden:
Es wurden 145 Thorax-Datensätze (52 Normal, 48 Emphysem, 45 Fibrose) untersucht. Zunächst wurde jedem Lungenlappen von einem Radiologen (25 Jahre Erfahrung) ein Schweregrad nach einem visuellen Score zugeordnet (GODDARD-Score: Normal (Stufe 0) und Emphysem (Stufe 1 bis 4); GAY-Score: Normal (Stufe 0) und Fibrose (Stufe 1 bis 5)). Diese Befundung diente als Goldstandard. Außerdem wurden für jeden Lungenlappen mit der HFS-Methode drei Parameter (A0, A1, A2) bestimmt, welche die CT-Dichteverteilung eines jeden Lappens mit einer nichtlinearen Kurvenanpassung charakterisieren. Mit einer multinomialen logistischen Regressionsanalyse (MLR) wurde anschließend untersucht, wie stark sich diese Parameter in den Stufen voneinander unterscheiden. Nagelkerkes pseudo R2 (NR2) diente als Güteparameter.
Ergebnisse:
Beim GODDARD-Score wurden 345 von 500 Lungenlappen (einschließlich der Normalgruppe mit GODDARD-Score 0) richtig in die 5 Stufen eingestuft, NR2 = 0,678, Sensitivität 81,3%, Spezifität 81,5%. Beim GAY-Score wurden 358 von 485 korrekt zugeordnet, NR2 = 0,813, Sensitivität 88,4%, Spezifität 88,8%. Falschzuordnungen wurden hauptsächlich in benachbarte Stufen eingeordnet. Neun (3,5%) aller normalen Lungenlappen wurden als krank, 116 (24,9%) aller (hauptsächlich minimal) Erkrankten als normal klassifiziert.
Schlussfolgerungen:
Die HFS-Methode ist als numerischer Bildmarker für eine objektive Schweregraddifferenzierung für erkrankte Lungenlappen geeignet. Die HFS-basierte Schweregradzuordnung gelingt für die Lungenfibrose geringfügig besser als für das Emphysem. Weitere Optimierungen sollen zukünftig durch Kombinationen mit anderen Bildmarkern evaluiert werden.