CAD-basierte Quantifizierung von Lungenfunktionsparametern beim MS-CT, Vergleich mit der Ganzkörperbodyplethysmographie

Ziele: Ziel war die Analyse einer neuen CAD-Option zur Segmentierung/Quantifizierung von Thorax-CT-Datensätzen und der Vergleich mit verschiedenen Schweregraden der Lungenfunktionseinschränkungen. Methode: Die MS-CT-Datensätze (Siemens Definition AS+) von 100 Patienten, die eine Ganzkörperbodyplethysmographie (Jaeger, V.4.67) innerhalb von <=3 Tagen erhielten, wurden analysiert (CAD:MeVis Pulmo3D,Fraunhofer MeviS). Die Diagnosen periphere bzw. zentrale Obstruktion (PO; ZO), Restriktion (Re), Überblähung (EM) wurden in 4 Kategorien erfasst (0=unauffällig; 1=mild; 2=moderat, 3=schwer). Die Häufigkeitsverteilungen waren: 52/24/14/10; 41/12/28/19; 79/9/7/5; 52/12/12/24. Die CAD-Daten Lungenvolumen, mean low density MLD, low and high attenuation values (LAV/HAV), Lungengewicht (w), P15, PK (Maximum des Histogramms) wurden analysiert. Ergebnis: Mit steigender PO nimmt HAV ab (22%;23%;20%;13%); LAV zu (4%;4%;5%;14%), der PK sinkt von-848 auf -902, P15 von -886 auf -933, das CAD-basierte Volumen steigt von 4415 auf 6165ml.

Bei steigender ZO ändert sich der HAV von 20% auf 16%, der LAV steigt von 5% auf 12%, das Lungenvolumen nimmt zu von 4925ml auf 5626ml. Bei RE-Zunahme ändert sich die MLD: -792; -774; -716; -683. P15 und PK steigen: -905;-893;-867;-855 bzw. -872;-863;-857;-791. HAV verdoppelt sich bei schwerer Restriktion auf 27% (ohne Restriktion 17%), LAV sinkt von 6,8% auf 0,8% und das gemessene Lungenvolumen halbiert sich von 5335 auf 2926ml.

In Abhängigkeit vom Ausmaß des Emphysems steigt der LAV von 4,5% auf 9,3%, der HAV sinkt von 22,1% auf 17,3%. Das Volumen nimmt zu von 4640ml auf 5439ml. Schlussfolgerung: Es ist möglich, diagnoserelevante Parameter der Lungenfunktion durch CAD-Anwendung aus den MS-CT-Daten zu extrahieren und somit das Lungenemphysem, die zentrale und periphere Obstruktion aber auch die Restriktion in ihrem Ausmaß quantitativ zu erfassen. In künftigen Studien sollte analysiert werden, in wieweit Cut off Werte definiert werden können, um zu einer diagnostischen Aussage zu gelangen.

Keywords: CAD, MS-CT, Bodyplethysmographie, Lungenfunktionsanalyse, Segmentierung

Korrespondierender Autor: Malich A

Südharz-Krankenhaus Nordhausen, INstitut für Radiologie, Dr.-R.-Koch-Str. 39, 99734 Nordhausen

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