Minimierung der Inter-Observer-Variabilität bei volumetrischen Auswertungen von onkologischen Ganzkörperstudien in der PET

Ziel: In (1) wurde ein Verfahren vorgestellt, welches zur Eingrenzung, Analyse und quantitativen Auswertung dreidimensionaler Strukturen (VOIs) innerhalb von PET-Bildvolumen dient. Hierbei werden die VOIs halbautomatisch über eine Schwellwertanalyse detektiert und segmentiert. Da der Schwellwert durch den Anwender festgelegt wird, unterliegt das gesamte Verfahren in bestimmtem Umfang der Subjektivität des Anwenders mit entsprechender Konsequenz für die Inter-Observer-Variabilität. Das Ziel dieser Arbeit war es, die vorhandene Schwellwertanalayse so zu modifizieren, dass sie die Volumina von VOIs und hiervon abhängige Größen wie die mittlere Tracerakkumulation/SUVs reproduzierbar bestimmt.

Methodik: Der Anwender muss einen ersten Schwellwert festlegen, der in etwa dem subjektiv als korrekt betrachteten Wert entspricht. Die nähere Umgebung des Volumens definiert den Untergrund und schränkt gleichzeitig den zu betrachtenden Bereich ein. Ausgehend von diesem Hintergrund lassen sich lokale Schwllwerte definieren. Um diese Schwellwerte zu finden, muss das Niveau des Untergrundes ermittelt werden. Dies geschieht über einen Least-Squares-Fit gegen eine 3D-Hyperfläche, welcher mittels multilinearer Regression berechnet wird.

Ergebnisse: Bei den betrachteten Testdatensätzen lieferte die Methode erste viel versprechende Ergebnisse. Untersucht wurden zum einen Studien mit ortinvariante, sowie solche mit stark ortsabhängigem Untergrund. Für einen um 40 Prozentpunkte variierenden Schwellwertbereich wurden die Volumina jeweils mit und ohne Bestimmung des Untergrundes berechnet. Es zeigte sich, dass bei Studien mit ortinvariantem Untergrund die Schwankungsbreite der ermittelten Volumina von 150 Prozent auf 10 Prozent reduziert werdn konnte. Bei Studien mit stark ortsabhängigem Untergrund, z. B. an Organgrenzen, konnte eine Verminderung von 280 Prozent auf 60 Prozent erreicht werden. Hierbei spielt die Höhe des untergrundes in beiden Fällen keine Rolle, solange der Startschwellwert über dem Untergrundniveau liegt.

Schlussfolgerung: Die Methode liefert bei hinreichend ortsinvariantem Untergrund stabile Ergebnisse. Bei stark ortsabhängigem Untergrund sind Erweiterungen nötig. Vorstellbar wäre eien ortsabhängige Gewichtung des Untergrundes im Bereich zwischen Startvolumen und Untergrund, was in weiteren Tests zu untersuchen ist.