Zusammenfassung
Ziel: Der Vergleich der Volumenbestimmung mittels Diameter und dreier Segmentierungsalgorithmen
bei variierend rekonstruierter Schichtdicke aus Computertomografien (CT) eines Phantommodels
für kolorektale Lebermetastasen. Material und Methoden: Basierend auf retrospektiv durchgeführten Messungen der CT-Absorption bei 20 Patienten
mit kolorektalen Lebermetastasen wurde ein Phantommodell aus einem Schwamm mit verdünntem
Kontrastmittel und 6 eingebetteten Polyamid-Kugeln (8 – 30 mm Diameter) entwickelt
um das Kontrastverhalten von Lebermetastasen zu simulieren. Es wurden CT-Untersuchungen
angefertigt und bei unterschiedlichen Schichtdicken rekonstruiert (0,625 / 1,25 /
2,5 / 3,75 mm; Inkrement 1). Ein Untersucher führte die softwaregestützte Volumenbestimmung
mittels des maximalen Diameters, manueller Segmentierung, der Saatpixelmethode und
des Schwellenwertes 6 Mal für jede Läsion in einer randomisierten Reihenfolge durch.
Die absoluten und relativen Differenzen sowie die Untersuchervariabilität und der
Einfluss der Schichtdicke wurden statistisch ermittelt. Ergebnisse: Die mittleren relativen Differenzen der Saatpixelmethode (1,2 – 5,9 %) und der manuellen
Segmentierung (2,6 – 4,9 %) waren signifikant niedriger als die der Schwellenwertmethode
(5,4 – 12,8 %) und der Diametermethode (12,3 – 18,5 %; p < 0,01). Die Volumenbestimmung
mit der manuellen Segmentierung und der Saatpixelmethode profitierten von dünnschichtigen
CT-Datensätzen. Die Intra-Beobachter-Variation war bei der manuellen Segmentierung
(1,5 – 3,3 %) und der Saatpixelmethode (2,2 – 3,9 %) am niedrigsten (p < 0,001). Schlussfolgerungen: Die manuelle Segmentierung und die Saatpixelmethode im Dünnschicht-CT waren die Methoden
mit den niedrigsten Volumenmessfehlern und Intra-Beobachter-Differenz.
Abstract
Purpose: To compare lesion volume determination by applying diameter measurement and three
different segmentation algorithms at different slice thicknesses reconstructed from
computed tomography (CT) of a phantom model for hepatic colorectal metastases. Materials and Methods: Based on CT attenuation measurements obtained retrospectively from 20 patients with
colorectal liver metastases, a phantom model was designed with a sponge soaked with
a dilution of contrast agent and 6 embedded polyamide spheres (diameter, 8 – 30 mm)
to simulate the contrast behavior of liver metastases. CT scans were obtained and
reconstructed at different slice thicknesses (0.625 / 1.25 / 2.5 / 3.75 mm; increment,
1). One observer performed software-aided volume determination using the maximum diameter,
manual segmentation, seed point method, and threshold method six times for each lesion
in a randomized order. Statistical analysis revealed the absolute and relative differences
from the actual lesion volumes and the intraobserver differences as well as the influence
of slice thickness for each method. Results: The mean relative differences of the seed point method (1.2 – 5.9 %) and manual segmentation
(2.6 – 4.9 %) were significantly lower than the threshold method (5.4 – 12.8 %) and
diameter measurement (12.3 – 18.5 %; p < 0.01). Volume determination by manual segmentation
and the seed point method benefited from the use of thin-slice CT datasets. The intraobserver
variation was lowest when using the manual segmentation (1.5 – 3.3 %) and the seed
point method (2.2 – 3.9 %; p < 0.001). Conclusion: Manual segmentation and the seed point method for thin CT slices were the methods
with the lowest volume differences and intraobserver variation.
Key words
RECIST - tumor volume - liver metastases - phantom - computed tomography - segmentation
References
jan-holger.rothe@charite.de
