Computerunterstützte Diagnostik in der Thoraxradiologie - aktuelle Schwerpunkte und Techniken

Abstract

The proliferation of digital data sets and the increasing amount of images, e. g. through the use of multislice spiral CT or multiple follow-up examinations in the context of new therapies, are ideal prerequisites for computer-aided diagnosis (CAD) in chest radiology. Multiple studies have described the applications and advantages of computer assistance in performing different diagnostic tasks. More powerful computers will enable the introduction of these systems into the clinical routine and could provide an enormous increase in morphological and functional information. The commercial introduction of tools for detection and visualization of pulmonary nodules has already begun. This is one of the most widely-reported applications in view of the ongoing studies on lung cancer screening. The next generation of tools will improve the diagnosis of emphysema through detection, quantification and classification. Many more uses are being developed, for instance the detection and classification of infiltrates, volume measurements or functional pulmonary imaging (e. g. dynamic ventilation CT or (3)Helium-MRI). Grossly simplified, most systems use a three level structure consisting of segmentation/feature extraction, classification of extracted features and an output unit. The output can be mere visualization through color-coding, volume measurements or calculated probabilities. The output supports the radiologist in establishing his findings and preparing differential and final diagnoses as well as providing quantitative data for follow-up studies. Different techniques are used for segmentation of lung areas as the basis for a variety of applications. Some commonly-used techniques for this and other tasks are density masks and threshold-based algorithms. Data processing is predominantly carried out with Bayesian classifiers or neural networks. This article describes the current status of research and provides insight into the common schemes and capabilities of the systems. It focuses particularly on common topics such as segmentation, volume measurement, detection of pulmonary nodules, quantification of emphysema and analysis of ground glass opacities.

Quantifizierung von Atelektasen bei kontrollierter Beatmung: Spiral-CT versus dynamische Einzelschicht-CT

“…Im Unterschied zu vielen kommerziell erhältlichen Produkten, die eine Segmentierung mittels eines grauwertbezogenen Schwellenwertverfahrens erreichen [8,9], erfolgte die Auswertung der dynamischen CT-Serien mit diesem Programm semiautomatisch durch computerunterstützte Erkennung der Lungengrenzen unter Ausschluss von Knochen, Herz-und Zwerchfellanteilen. Die Auswertung der Spiraldatensätze erfolgte ebenfalls mit der Auswertesoftware "ARDS-CT".…”

Computertomographische Untersuchungen mit computerassistierter Detektion von pulmonalen Rundherden bei Hund und Katze

“…Die Details der einzelnen Rechenalgorithmen unterscheiden sich zwischen den Herstellern der CAD-Software. Dennoch kann die grundlegende Funktionsweise der CAD-Systeme wie folgt beschrieben werden (1,3,19): Die digitalen Bilddaten werden im Dicom-Format an einen CAD-Server übertragen. Nach einer Vorprozessierung (Reduktion von Bildrauschen und Artefakten) erfolgt eine Segmentierung der Bilddaten.…”

“…B. rundliche Form, Größe und Kompaktheit. Die so gefundene Zielstruktur wird vom System wieder segmentiert und aus den restlichen Bildinformationen herausgelöst (1,3). Im Schnittbildverfahren kann nach der Segmentierung eine Volumetrie durchgeführt werden, da jedes in einer Schnittebene dargestellte Pixel im dreidimensionalen Raum ein Voxel repräsentiert.…”

Die Wertigkeit der Computertomographie des Thorax im Rahmen des Stagings von fortgeschrittenen Kopf-Hals-Malignomen

“…Dies unterstreicht die Tatsache, dass insbesondere der bei HNO-Patienten weit verbreitete Nikotinabusus zusätzlich zu Malignomen im Bereich des bronchopulmonalen Systems führen kann. Möglicherweise ließen sich bei Patienten mit entsprechendem Risikoverhalten durch CT-gestützte Screeningverfahren bereits frühzeitig Malignome im Bereich des bronchopulmonalen Systems diagnostizieren und mit entsprechend besserer Prognose therapieren[24].Die Kosten der CT des Thorax von etwa 320 Euro erscheinen uns vor dem Hintergrund der Gesamtkosten der Therapie vertretbar. Diese liegen bei einer HNO-chirurgischen Therapie bestehend aus zwei stationären Aufenthalten (1.…”