Wie misst man einen Lungenknoten in einem CT-Scan-DICOM-Bild?

In dieser Frage möchte ich mich auf den Intensitätswert des CT-Scans konzentrieren. Schauen Sie sich zunächst das folgende Bild an:

Das obere Bild ist das Originalbild, während das untere Bild die Version mit Schwellenwert ist. Um das Volumen einer beliebigen Form zu messen, ist es theoretisch möglich, einfach die Anzahl der Voxel im Bild zu zählen. Die äußerste Schicht des Objekts (z. B. Knoten) zeigt jedoch eine dunklere Intensität, während alle Voxel innerhalb des Objekts eine sehr hohe Intensität aufweisen. Wenn ich einfach die Voxel in der Schwellenversion zähle, erhalte ich höchstwahrscheinlich ein Ergebnisvolumen, das größer ist als das tatsächliche Volumen für den Lungenknoten.

Ich sehe auch, dass es Variablen wie Fenstermitte (Ebene) und Fensterbreite gibt, mit denen die Intensitätsinformationen des DICOM-Bildes angepasst werden können. Unterschiedliche Intensität kann das Ergebnisvolumen verändern.

Hier ist also die Frage: Wenn ich einen bestimmten Lungenknoten messen soll, was soll ich tun, um die bestmögliche Präzision zu erzielen? Wann sollten wir die Voxel mit niedrigerer Intensität ignorieren? Oder muss ich das auf andere Weise tun?

Abgesehen von der ganzen Diskussion der reinen Signalverarbeitung: Was genau definieren Sie als "Knoten". Dies ist normalerweise eine biologische Einheit mit schwer zu definierenden Grenzen. Die Art des Knotens ist manchmal invasives Wachstum und daher sogar in histologischen Schnitten schlecht definiert. Die CT selbst hat daher einen höheren Schwellenwert als die Histologie und daher kann die wahre Grenze eines Knotens nicht einfach definiert werden. Andererseits kann gesundes Gewebe um den Knoten herum komprimiert sein und in der CT dicht erscheinen. Dies kann von der Atmungsphase abhängen, in der der Scan ausgelöst wurde (laut neueren Daten die besten Ergebnisse bei mittlerer Inspiration). Oder eine Entzündung könnte die wahre Grenze des Knotens verdecken.

Ein weiterer Aspekt ist die Interpolation der Bilder. Die Technik ist normalerweise eine Spiral-CT, so dass Sie keine Läsionen verpassen. Die Abschnitte werden daher berechnet. Dies führt zu weniger definierten Grenzen von Objekten. Wenn der Schwerpunkt auf der Grenzerkennung oder der Auflösung nahe der Histologie liegt, sind normalerweise hochauflösende Scans erforderlich. Dies tun Sie bei interstitiellen Lungenerkrankungen. Leider schneiden sie mit einem ziemlich großen Abstand dazwischen durch die Lunge. Die Strahlungsdosis wäre extrem hoch, wenn Sie versuchen, einen "Vollvolumen-Scan" durchzuführen. Bei dieser Art von Scan müssen Sie sich jedoch bewusst sein, dass Sie Läsionen zwischen den Schnitten übersehen.

Um auf die ursprüngliche Frage zurückzukommen: Ich denke, Sie müssen Ihre Technik - was auch immer sie ist - mit dem Goldstandard validieren. Welches ist Histologie Abschnitte. (Leider ist die Lunge nicht leicht zu schneiden ...). Eine weitere Option ist eine zusätzliche Technik: wie die PET-CT (Kombination der Positronenemissionstomographie mit der Computertomographie), aber die Ausrichtungsalgorithmen sind manchmal schwierig.

Angenommen, dies ist auf den " Teilvolumeneffekt " zurückzuführen (und nicht darauf, dass die äußere Schicht des Knotens wirklich ein anderes Material ist):

Wenn Sie ein Voxel (z. B. 1 mm ^ 3) mit einem hellen Wert von z. B. 200 als Knotenmaterial und ein Voxel mit einem Wert von z. B. 100 als definitiv normales Gewebe betrachten, ist es vernünftig anzunehmen, dass ein Voxel mit Ein Wert von 160 ist 60% Knötchen und 40% normales Gewebe (und sollte daher 0,6 mm ^ 3 zu Ihrer Gesamtmenge beitragen).

Wenn diese Annahme richtig ist (und das ist ein großes Wenn), sollten Sie eine bessere Volumenmessung erhalten, als nur Voxel> = 200 oder> 100 zu zählen.