Texturanalyse der Cervix uteri im B-Bild bei Schwangeren: physikalische, methodenbedingte und anatomische Grundvoraussetzungen

Zusammenfassung

Studienziel: Neben der schon etablierten Cervixlängenmessung stellt die ultrasonographische Texturanalyse der Cervix uteri eine bisher unzureichend untersuchte Methode dar, die möglicherweise die Vorhersage der Frühgeburt verbessern kann. Zu diesem Zweck ist es zunächst erforderlich, diese Methode bezüglich ihrer standardisierten Durchführung zu evaluieren. Methoden: Bei 66 Patientinnen wurde die Cervix uteri endosonographisch untersucht. Die Texturbewertung erfolgte sowohl mit dem „unbewaffneten” Auge als auch mithilfe spezieller Software. Innerhalb einer ROI (region of interest) berechneten wir den Mittelwert des Grauwerthistogramms sowie Homogenität und Kontrast der Grauwertematrix. Wir untersuchten sowohl den Einfluss der Strahlenphysik als auch Änderungen von Position, Größe und Schallwinkel der ROI auf die ausgewählten Parameter und verglichen den optischen Eindruck mit den Ergebnissen der Computerauswertung. Zusätzlich analysierten wir lokale Unterschiede zwischen der vorderen bzw. hinteren Muttermundslippe und dem inneren bzw. äußeren Muttermund. Ergebnisse: Homogenität und Kontrast wurden signifikant durch die radiär verlaufende Ultraschallausbreitung beeinflusst, so dass wir jeweils aus den Ergebnissen der 45°- und 90°-Berechnung für die weitere Analyse einen neuen, „winkelunabhängigen” Parameter bilden mussten. Weder die Größen-, Positions- bzw. Schallwinkeländerung der ROI zeigten einen signifikanten Einfluss auf die von uns errechneten Parameter. Die visuelle Beurteilung der Ultraschallbilder durch einen geübten Untersucher waren der computerisierten Analyse eindeutig unterlegen. Die Analyse der intracervikalen Grauwertverteilung zeigte ein Helligkeitsmaximum im Bereich des inneren Muttermunds/vordere Muttermundslippe. Für den Kontrast und die Homogenität ergeben sich signifikante Unterschiede zwischen allen Bereichen der Cervix uteri. Schlussfolgerung: Die Anwendung eines Computerprogramms zur Analyse der Textur der Cervix uteri kann unter Berücksichtigung schallfeldspezifischer Effekte und der Lokalisation innerhalb der Cervix klinisch relevante Ergebnisse zur Vorhersage einer Frühgeburt liefern.

Abstract

Aim: The measurement of the length of the cervix is just a method of routine, but the analysis of the grey-scale texture of the cervix represents a method poorly evaluated to date which may have the scope of improving the prediction of premature birth. Before it can be used for clinical purposes, the method must be standardised. Methods: 66 patients were examined endosonographically. The analysis was done both visually and automatically, using a commercially available software. Inside a ROI (region of interest), we calculated the mean of the histogram, and homogeneity as well as contrast of the co-occurrence matrix of the grey-scale values. The influence of ultrasound wave propagation as well as location, extension and sound angle of the ROI were examined, and the results of the analysis performed by man and machine were compared. Additionally, we compared the textures of the inner and outer cervical os as well as the anterior and posterior lip of the cervix. Results: As homogeneity and contrast were significantly influenced by the propagation of ultrasound waves, we developed a new angle-independent parameter combining the results of the 45° and the 90° calculation. Small changes in location, extension and sound angle of the ROI did not influence our results significantly. The texture analysis performed by the software was significantly better than the one performed by the examiner. The maximum of brightness was detected in the region of the internal os/anterior lip. Contrast as well as homogeneity showed significant differences between all parts of the cervix. Conclusion: The analysis of the grey-scale texture of the cervix can deliver clinically relevant results in the prediction of premature birth. The external influence on sound wave propagation as well as different locations inside the cervix must be taken into consideration.

Schlüsselwörter

Frühgeburt - Texturanalyse - Ultraschalldiagnostik - Cervixinsuffizienz

Key words

Incompetent cervix - premature birth - diagnostic ultrasound - texture analysis

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