Abstract
Purpose To test the accuracy and reproducibility of a software prototype for semi-automated
computer-aided volumetry (CAV) of part-solid pulmonary nodules (PSN) with separate
segmentation of the solid part.
Materials and Methods 66 PSNs were retrospectively identified in 34 thin-slice unenhanced chest CTs of
19 patients. CAV was performed by two medical students. Manual volumetry (MV) was
carried out by two radiology residents. The reference standard was determined by an
experienced radiologist in consensus with one of the residents. Visual assessment
of CAV accuracy was performed. Measurement variability between CAV/MV and the reference
standard as a measure of accuracy, CAV inter- and intra-rater variability as well
as CAV intrascan variability between two recontruction kernels was determined via
the Bland-Altman method and intraclass correlation coefficients (ICC).
Results Subjectively assessed accuracy of CAV/MV was 77 %/79 %–80 % for the solid part and
67 %/73 %–76 % for the entire nodule. Measurement variability between CAV and the
reference standard ranged from –151–117 % for the solid part and –106–54 % for the
entire nodule. Interrater variability was –16–16 % for the solid part (ICC 0.998)
and –102–65 % for the entire nodule (ICC 0.880). Intra-rater variability was –70–49 %
for the solid part (ICC 0.992) and –111–31 % for the entire nodule (ICC 0.929). Intrascan
variability between the smooth and the sharp reconstruction kernel was –45–39 % for
the solid part and –21–46 % for the entire nodule.
Conclusion Although the software prototype delivered satisfactory results when segmentation
is evaluated subjectively, quantitative statistical analysis revealed room for improvement
especially regarding the segmentation accuracy of the solid part and the reproducibility
of measurements of the nodule’s subsolid margins.
Key points:
Assessed visually CAV delivers similar accuracy compared to manual volumetry
Accuracy of CAV was higher for the entire nodule
Reproducibility was better for the solid part
Variability between the kernels was higher for the solid part
Zusammenfassung
Ziel Untersuchung der Genauigkeit und Reproduzierbarkeit eines Software-Prototypen zur
semiautomatischen computergestützten Volumetrie (CAV) von teilsoliden Lungenrundherden
(PSN) mit separater Segmentierung des soliden Anteils.
Material und Methoden 66 PSN wurden retrospektiv in 34 nativen Dünnschicht-Thorax-CTs von 19 Patienten
identifiziert. Die CAV wurde von 2 Medizinstudenten durchgeführt, eine manuelle Volumetrie
(MV) von 2 radiologischen Assistenzärzten. Der Referenzstandard wurde von einem erfahrenen
Radiologen im Konsens mit einem der Assistenzärzte festgelegt. Die Genauigkeit der
CAV wurde visuell beurteilt. Die Messvariabilität zwischen CAV/MV und dem Referenzstandard
als Maß für die Genauigkeit, die Inter- und Intrarater-Variabilität der CAV sowie
die Intrascan-Variabilität der CAV zwischen 2 Rekonstruktionskernels wurden mittels
der Bland-Altman-Methode und dem Intraclass-Korrelationskoeffizienten (ICC) bestimmt.
Ergebnisse Die subjektiv bewertete Genauigkeit der CAV/MV lag bei 77 %/79 %–80 % für den soliden
Anteil und bei 67 %/73 %–76 % für den gesamten Rundherd. Die Messvariabilität zwischen
CAV und dem Referenzstandard reichte von –151–117 % für den soliden Anteil und –106–54 %
für den gesamten Rundherd. Die Interrater-Variabilität betrug –16–16 % für den soliden
Anteil (ICC 0,998) und –102–65 % für den gesamten Rundherd (ICC 0,880). Die Intrarater-Variabilität
betrug –70–49 % für den soliden Anteil (ICC 0,992) und –111–31 % für den gesamten
Rundherd (ICC 0,929). Die Intrarater-Variabilität zwischen dem weichen und scharfen
Rekonstruktionskernel betrug –45–39 % für den soliden Anteil und –21–46 % für den
gesamten Rundherd.
Schlussfolgerung Obwohl der Software-Prototyp bei der subjektiven Bewertung der Segmentierung zufriedenstellende
Ergebnisse lieferte, zeigte die quantitative statistische Analyse Potenzial für Verbesserungen,
insbesondere hinsichtlich der Segmentierungsgenauigkeit des soliden Teils und der
Reproduzierbarkeit der Messung der subsoliden Ränder des Rundherdes.
Kernaussagen:
Visuell beurteilt liefert die CAV eine ähnliche Genauigkeit wie die manuelle Volumetrie.
Die Genauigkeit der CAV war für den gesamten Knoten höher.
Die Reproduzierbarkeit war für den soliden Anteil besser.
Die Variabilität zwischen den Rekonstruktionskernels war für den soliden Anteil höher.
Citation Format
Werner S, Gast R, Grimmer R et al. Genauigkeit und Reproduzierbarkeit eines Software-Prototypen
zur halbautomatischen computergestützten Volumetrie der soliden und subsoliden Komponenten
von teilsoliden Lungenrundherden. Fortschr Röntgenstr 2022; 194: 296 – 305
Key words thorax - CT - CT-quantitative - adenocarcinoma - technical aspects
