Fortschr Röntgenstr 2014; 186 - WI_PO2
DOI: 10.1055/s-0034-1373563

Ermittlung von Messdaten und Proportionen des menschlichen Thorax aus CT-Schnitten zur mathematischen Korrektur von Rohdatensätzen der Elektrischen Impedanztomografie (EIT)

C Woitzik 1, B Grychtol 2, D Ferrario 3, S Böhm 4, N Robitaille 4, A Adler 5, G Alzen 1
  • 1Justus-Liebig-Universität Gießen, Fachbereich Medizin, Gießen
  • 2Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Abteilung Medizinische Physik in der Radiologie, Heidelberg
  • 3Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique (CSEM), Neuchâtel, Schweiz
  • 4Swisstom AG, Landquart, Schweiz
  • 5Carleton University, System and Computer Engineering, Ottawa, Kanada

Die EIT ist ein wenig etabliertes, strahlungsfreies, elektrophysiologisches Verfahren zur nichtinvasiven thorakalen Schnittbilddiagnostik in Echtzeit am Intensivpatienten. Durch Anlegen eines Elektrodengürtels (8 – 64 Elektroden) und der repetitiven Applikation und Messung von geringen Strömen werden tomografische Bilder aus Änderungen der intrathorakalen Impedanz durch Rückprojektion rekonstruiert. Ziel dieser Studie war die Bereitstellung empirisch aufbereiteter CT-Daten und die Ausarbeitung einer Methodik, CT-Daten für die EIT-Bildrekonstruktion nutzbar zu machen.

60 CT-Thorax-Untersuchungen (vom 3 Tage alten Säugling bis zum 80-Jährigen, BMI: 11,26 – 37,45 kg/m2, Brustumfänge: 32 – 130 cm, Körpergröße: 50 – 189,5 cm) wurden zur Simulation typischer EIT-Messebenen mit einem speziell angefertigten rein textilen Gürtelphantom durchgeführt. In jeweils fünf anatomisch markanten Thoraxebenen erfolgten ROI-Analysen (Herz-, Lungen- und Aortenkontur) durch Segmentation und Weiterverarbeitung mit höheren numerischen Programmiersprachen. Es erfolgten Regressions- und Korrelationsanalysen zwischen biometrischen Daten und ROI-Flächeninhalten sowie Distanzen innerhalb der ROI.

Ergebnisse sind eine Bibliothek an empirischen Thoraxquerschnittmatrizen, verschiedene Nomogramme und Regressionsformeln, die in EIT-Algorithmen verwendet werden können. Gewicht und Brustumfang sind die wichtigsten Prädiktoren für den absoluten Flächeninhalt dieser Matrizen, die von 84 cm2 bis 1133 cm2 reichten. Interkostalräume und Processus spinosi sind reproduzierbare Landmarken für EIT-Standardmessebenen. Die Körpergröße ist Surrogatparameter zwischen EIT-Messleveln.

Die hier vorliegende Studie ist einerseits Teil des “GREIT” Projekt (Graz consensus linear reconstruction algorithm for EIT), einem einheitlichen Konzept der Bildrekonstruktion aus impedanztomografischen Rohdaten und stellt anderseits eine direkte interdisziplinäre Zusammenarbeit mit einem Herstellern eines Impedanztomographen (Swisstom AG) dar.