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CT-basierte softwaregestützte Vorhersage der postoperativen Lungenfunktion nach Lungenteilresektion

CT-based software-supported prediction of the postoperative lung function after partial resection of the lung
 
: Beyer, F.; Heindel, W.; Hoffknecht, P.; Kuhnigk, J.-M.; Dicken, V.; Lange, T.; Thomas, M.; Wormanns, D.

:

RöFo. Fortschritte auf dem Gebiete der Röntgenstrahlen und der Nuklearmedizin 178 (2006), No.9, pp.872-879
ISSN: 0340-1618
ISSN: 0936-6652
ISSN: 1433-5972
ISSN: 1438-9029
German
Journal Article
Fraunhofer MEVIS ()
analysis; cancer; carcinoma; CT; interaction; lung; lung cancer; lung function; lung lobes; method; segmentation; software; surgery; volumetry

Abstract
Ziel: Das postoperativ zu erwartende forcierte exspiratorische Einsekundenvolumen (FEV1) gilt als wichtiger funktioneller Parameter zur Abschätzung der Operabilität von Patienten mit Bronchialkarzinom. Es wurde eine neu entwickelte Software zur weit gehend automatisierten Vorhersage des FEV1 nach Lungenteilresektion aus einem präoperativen Multi-Detektor-CT- (MDCT-)Datensatz und der Lungenfunktion überprüft.
Material und Methoden: 15 Patienten mit resektablem Bronchialkarzinom erhielten präoperativ ein MDCT des Thorax (1,25 mm Schichtdicke, 0,8 mm Rekonstruktionsinkrement) und einen Lungenfunktionstest (LFT). Mithilfe einer Prototyp-Software (MeVis Pulmo, Bremen) wurden die Lungenlappenvolumina ohne oder mit nur minimaler Benutzerinteraktion automatisch segmentiert und mithilfe der präoperativen durch die LFT gemessenen FEV1 die postoperativen Lungenfunktionsparameter bestimmt. 12 Patienten wurden mittels einer Lobektomie (6 Oberlappen, 1 Mittellappen, 5 Unterlappen), die übrigen durch Pneumonektomie behandelt. Das vorhergesagte FEV1 wurde mit den tatsächlich gemessenen postoperativen Werten verglichen. Ergänzend wurden die Lungenfunktionsparameter „totale Lungenkapazität” (TLC) und „forcierte Vitalkapazität” (FVC) zum statistischen Vergleich herangezogen.
Ergebnisse: Die Vorausberechnung der postoperativen Lungenfunktion gelang in allen Fällen. Aufgrund einer unplausiblen LFT wurden 2 der 15 Patienten aus dem Kollektiv ausgeschlossen. Der Mittelwert des vorhergesagten FEV1 lag bei 75 ± 12 % (Standardabweichung), der des beobachteten bei 74 ± 12 %. Die Abweichung des vorhergesagten vom beobachteten postoperativen FEV1 variierte von - 289 (-12 % des postoperativ beobachteten FEV1) bis + 294 ml (+ 15 % des postoperativ beobachteten FEV1). Der Mittelwert der Abweichung (Absolutwerte) lag bei 137 ± 77 ml/s; entsprechend 7 ± 3 % des postoperativ beobachteten FEV1. Nach der Bland-Altman-Statistik lagen 95 % der vorhergesagten FEV1-Werte innerhalb von - 341 bis + 301 ml, entsprechend 18 % bis + 16 % der postoperativ beobachteten FEV1-Werte. Die Auswertung von TLC und FVC ergab ähnliche Werte.
Schlussfolgerung: In der vorliegenden Pilotstudie ergab die softwaregestützte Vorhersage des postoperativen FEV1 aus präoperativer MDCT und Lungenfunktion eine akzeptable Übereinstimmung mit den postoperativ gemessenen Werten. Mit dem vorgestellten Ansatz könnte zukünftig eine zusätzliche Information zur ergänzenden Beurteilung der funktionellen Operabilität zur Anwendung kommen.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-116691.html