Zusammenfassung
Ziel: Bestimmung der Leistungsfähigkeit eines auf einem aSi/CsJ-Flachbilddetektor basierenden
Volumencomputertomographie-(VCT-)Prototypen in der Volumetrie synthetischer Knoten
in einem Lungenphantom sowie Berechnung der VCT-Messgenauigkeit zur Bestimmung von
hypothetischen Tumorwachstumsraten auf der Basis definierter Volumenverdopplungszeiten.
Methoden: Die Volumina von 50 synthetischen Rundherden (Durchmesser = 1,36 - 5,34 mm) wurden
bestimmt und die Rundherde vor und nach isovolumetrischer Deformierung mit einem VCT-System
volumetrisch untersucht. Der prozentuale Messfehler (PMF), gemessen als prozentuale
Abweichung des gemessenen vom wahren Volumen, wurde ermittelt. Der PMF wurde für die
Berechnung des minimalen Zeitintervalls zwischen 2 repetitiven Scans zugrunde gelegt,
das für das Erkennen einer Volumenzunahme des Rundherdes erforderlich wäre. Dieses
Zeitintervall als Ausdruck des VCT-Messfehlers in Anzahl der mindestens benötigten
Follow-up-Tage (FUD) wurde für Rundherde vor und nach Deformierung bestimmt, wobei
charakteristische Tumorvolumenverdopplungszeiten (VDT) zugrunde gelegt wurden. Ergebnisse: Die vor und nach Deformierung gemessenen Volumina von Knoten zwischen 0,99 und 20,05
mm3 unterschieden sich signifikant von den wahren Volumina (p = 0,002 - 0,004). Der PMF
lag in diesen Rundherden vor und nach Deformierung signifikant über dem der größeren
Knoten (p = 0,0001 - 0,0029). Zusätzlich lag der PMF nach Deformierung signifikant
über dem vor Deformierung (0,61 - 11,09 % vs. 1,33 - 7,14 % p = 0,002). Für theoretische
VDTs von 177 bzw. 396 Tagen lagen die anhand des Messfehlers errechneten Follow-up-Zeitintervalle
zur Detektion einer Rundherdvergrößerung vor Knotendeformierung bei 19,1 bzw. 42,7
Tagen und nach Deformierung bei 30,2 bzw. 67,6 Tagen für Rundherde < 2 mm. Schlussfolgerung: Die VCT erlaubt eine präzise Volumetrie kleinster Rundherde und könnte somit im Rahmen
einer klinischen Anwendung eine Volumenzunahme sehr kleiner Läsionen innerhalb kürzester
Scanintervalle ermöglichen.
Abstract
Purpose: To determine the performance of an a-Si/CsJ flat-panel detector-based volumetric
computed tomography (VCT) prototype in volumetry of synthetic nodules in a pulmonary
phantom, and to assess VCT accuracy in the assessment of hypothetic tumor growth rates
based on predefined tumor doubling times. Methods: The true volumes of 50 synthetic nodules (diameter range = 1.36 - 5.34 mm) were determined
and VCT volumetry was performed before and after isovolumetric deformation of the
nodules. The percent measurement error (PMF) was calculated as the percent difference
of the measured from the true volume. Based on the PMF, the minimum interval between
two scans was determined that would be needed to depict tumor growth corresponding
to the minimum number of required follow-up days (FUDs). Based on predefined tumor
doubling times (VDT) FUDs were determined before and after nodule deformation. Results: Measured volumes of undeformed and deformed nodules of 0.99 - 20.05 mm3 differed significantly from corresponding true volumes (p = 0.002 - 0.004). The PMFs
of these nodules significantly exceeded the values measured in larger nodules (p =
0.0001 - 0.0029). In addition, PMFs were significantly lower before than after deformation
(1.33 - 7.14 % and 0.61 - 11.09 %, respectively; p = 0.002). For theoretical VDTs
of 177 and 396 days, the calculated FUDs for detection of tumor growth were 19.1 and
42.7 days before deformation, and 30.2 and 67.6 days after deformation for nodules
< 2 mm, respectively. Conclusion: VCT allows for accurate volumetry of smallest pulmonary nodules and may become a
valuable clinical tool for depiction of tumor growth of even small lesions within
very short scan intervals.
Key words
Flat-panel CT - volumetric CT - multislice CT - pulmonary nodules - nodules volumetry
- follow-up
Literatur
Katharina.Marten@roe.med.tu-muenchen.de
