Vergleich der Inter-Observer-Variabilität bei manueller und automatischer Volumenbestimmung in der PET

Ziel/Aim:

In (1) und (2) wurden bereits Verfahren vorgestellt, welche halbautomatisch zur Eingrenzung, Analyse und quantitativen Auswertung dreidimensionaler Strukturen innerhalb von PET-Bildvolumen dienen. Die dort beschriebene Schwellwertanalyse mittels Schwellwert über Untergrund und der damit verbundenen Untergrundsubtraktion, führen bei Phantommessungen zu einer Unsicherheit der Volumenbestimmung von unter 20%.

Das Ziel dieser Arbeit war es, die Inter-Observer-Variabilität(IOV) des Verfahrens anhand klinischer Datensätze zu überprüfen und mit der manuellen Schwellwertanalyse, also der interaktiven Festlegung eines von Benutzern als optimal bewerteten Schwellwertes, zu vergleichen.

Methodik/Methods:

Es wurden PET-Volumendatensätze aus dem Bereich der onkologischen Leberdiagnostik und Phantommessungen ausgewertet. Die Studien enthielten eine verschiedene Anzahl von interessierenden Strukturen (VOIs), die dreimal auf unterschiedliche Weise abgegrenzt werden mussten. Im ersten Schritt sollte der Observer die VOIs mittels der manuellen Methodik abgrenzen, im zweiten Schritt sollte er jede VOI einzeln mittels der automatischen Methode aus (2) abgrenzen und im dritten Schritt sollte er alle gesuchten VOIs gleichzeitig mittels der Methode aus (2) bestimmen. Die Zahl der vorläufig untersuchten VOIs ist n=24 und damit die der Abgrenzungen n=168.

Ergebnisse/Results:

Bei den betrachteten Datensätzen lieferten die in (2) vorgestellten Methoden sehr stabile Ergebnisse. Im Gegensatz dazu schwankten die ermittelten Volumen bei der manuellen Schwellwertanalyse zwischen den einzelnen Observern sehr stark.

Die IOV bei manueller respektiv automatischer Volumenbestimmung konnte im Mittel von ca. 30% auf ca. 10% reduziert werden, wobei das mittlere Volumen vergleichbar mit den Werten der manuellen Bestimmung ist.

Schlussfolgerungen/Conclusions:

Der Vergleich zeigt, dass der Einsatz automatischer Verfahren die IOV im Vergleich zu manuellen Verfahren deutlich reduziert. Prospektiv erscheint die implizierte Möglichkeit zur Standardisierung der PET-unterstützten Zielvolumendefinition von potentieller Bedeutung für die Strahlentherapieplanung.

Literatur/References:

(1) C.Pötzsch; B. Beuthien; J. van den Hoff; Teilautomatisierte Segmentierung zur Quantifizierung von Metastasen bei der FDG-PET; Nuklearmedizin (2003) 42 p. A26

(2) C.Pötzsch; F. Hofheinz; J. van den Hoff; Minimierung der Inter-Observer-Variabilität bei volumetrischen Auswertungen von onkologischen Ganzkörperstudien in der PET; Nuklearmedizin (2005) 44 p. A16