Sichtbarkeitsvorhersage von Läsionen in mammographischen Aufnahmen

Zielsetzung: Sichtbarkeit von Weichteilgewebeläsionen in Mammogrammen wird nicht nur durch die lokale Dichte des Brustgewebes sondern auch durch die lokale Strukturierung beeinflusst. Bestehende Ansätze zur Brustkrebsrisikoanalyse und diagnostischen Patientenstratifizierung berücksichtigen diesen Einfluss nicht explizit. Daher wird eine neuartige Methode zur automatischen Schätzung der lokalen Sichtbarkeit von Weichteilgewebeläsionen bezogen auf die lokale Gewebestrukturierung vorgestellt.

Materialien und Methoden: Das Verfahren basiert auf der Analyse des Strukturrauschens. Das Mammogramm wird dazu durch eine Bandpasszerlegung nach Strukturgrößen (0,5mm bis 16mm) gefiltert. In jedem Band wird mittels Schwellwertbildung eine zweidimensionale Läsionssichtbarkeitskarte generiert, wobei die lokale Standardabweichung als Maßfür die lokale „Strukturiertheit“ dient.

Geeignete Schwellwerte wurden in einer Beobachterstudie mit Phantomen aus Gewebeäquivalentmaterial durch visuelle Klassifikation der Sichtbarkeit von 290 artifiziellen Läsionen unterschiedlicher Größe ermittelt. Die Vorhersagegenauigkeit des Verfahrens wurde in einer gleichartigen Beobachterstudie mit 16 unterschiedlich stark strukturierten, klinischen Mammogrammen verifiziert.

Ergebnisse: In der Kalibrierungsstudie (10 Beobachter) wurde mittels Kappastatistik eine ausgezeichnete Beobachterübereinstimmung im Vergleich zur Majorität der Beurteilungen (Mittel: k=0,78; Spanne: [0,59; 0,88]) festgestellt. Die Verifikationsstudie zeigte vergleichbare Übereinstimmung (Mittel: k=0,77; Spanne: [0,54; 0,94]) bei einer mittleren Korrektklassifikationsrate von 88%. Bei Anwendung des automatischen Verfahrens steigt die Vorhersagegenauigkeit (Korrektklassifikationsrate) auf 92%.

Zusammenfassung: Es wurde ein automatisches Verfahren zur Sichtbarkeitsvorhersage von Läsionen in Mammogrammen entwickelt und verifiziert. Das Verfahren stellt ein wertvolles Hilfsmittel zur diagnostischen Patientenstratifizierung dar. Wie visuelle Vergleiche mit volumetrischen Brustdichtemessungen gezeigt haben, liefert die Methode zusätzliche oder komplementäre Information. Zukünftige Studien werden daher die Genauigkeit der Vorhersage bei Kombination mit volumetrischer Brustdichtemessung untersuchen.