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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-39539
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2008/3953/


Evaluation von zwei „schnellen“ Softwareprogrammen zur Bestimmung der linksventrikulären Volumina in der retrospektiv EKG-gegateten Mehrzeilen-Spiral-CT des Schweineherzens: Biplanare Flächen-Längen-Methode und „Shape-tracking“-Methode

Stahmer, Felix

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Freie Schlagwörter (Englisch): heart , multidetector CT, computer tomography , left ventricle volume , functional parameters , area- lenght method
Basisklassifikation: 44.64
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Adam, Gerhard (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 05.12.2008
Erstellungsjahr: 2008
Publikationsdatum: 29.12.2008
Kurzfassung auf Deutsch: Ziel: Evaluation von 2 „schnellen“ Software-Programmen, einer biplanaren Flächen-
Längen-Methode und einer neuen vollautomatischen „Shape tracking“-Methode, zur
Berechnung der linksventrikulären Volumina (enddiastolisches Volumen EDV,
endsystolisches Volumen ESV, Schlagvolumen SV) und der Ejektionsfraktion (EF) in
der retrospektiv EKG-gegatete Mehrzeilen-Spiral-CT.

Material und Methode: 60 kontrastangehobene kardiale 16-Zeilen MSCTDatensätze
(16x0,75mm Kollimation, normal dosiertes Routine-Protokoll: 120-140
kV, 400-500 mAseff (n=44), Niedrigdosis-Protokoll 120 kV, 100mAseff(n=16)) wurden
an 8 intubierten, gesunden Hausschweinen an verschiedenen Tagen akquiriert.
Axiale Bilder mit einer Schichtdicke und einem Rekonstruktionsinkrement von 2 mm
wurden alle 10% des RR-Intervals berechnet. Die linksventrikulären
Funktionsparameter wurden mit der üblichen semiautomatischen
Kurzachsenmethode als Referenzmethode, der biplanaren Flächen-Längen-Methode
und der automatischen „shape-tracking“-Methode ausgewertet. Bei letzterer wird ein
dreidimensionales, trianguliertes deformierbares Oberflächenmodell verwendet, um
die Bewegung der endokardialen Grenzen des linken Ventrikels über die
rekonstruierten Herzphasen zu verfolgen und zu berechnen. Die Ergebnisse wurden
mit der Bland-Altman-Analyse, dem Pearson´s Korrelationskoeffizienten und dem
Wilcoxon-Test verglichen.

Ergebnisse: Alle 60 Datensätze konnten mit allen drei Methoden ausgewertet
werden. Es fanden sich gute Korrelationen für die linksventrikulären
Funktionsparameter für alle Datensätze sowie die niedrig (LD) und die normal (ND)
dosierten Datensätze zwischen 0,65 und 0,89 für die „Shape tracking“-Methode und
zwischen 0,7 und 0,87 für die Flächen-Längen-Methode. Die „Shape tracking“-
Methode zeigte eine mittlere Überschätzung des EDV um 3,1 (LD, p=0,38) bis 4,3
ml (ND, p<0,05), des SV um 4,0 (LD, p=0,08) bis 4,9 ml (ND, p<0,05) und der EF um
1,3 (LD, p=0,16) bis 2,0 % (ND, p<0,05). Das ESV wurde um 0,3 (LD, p=0,7) bis 1,1
ml (ND, p=0,08) unterschätzt. Die Flächen Längen-Methode überschätzte EDV (6,6
bis 6,7 ml (p<0,05)), SV (5,9 bis 8,4 ml (p<0,05)) und EF (1,2 bis 3,0 % (p<0,05))
sowie ESV im Routine-Protokoll (0,6 ml (p=0,74)). Niedrig dosiertes ESV wurde im
mittel unterschätzt (1,3 ml (p=0,21)).

Schlussfolgerungen: Die linksventrikuläre Funktionsparameter beider schneller
Software-Methoden korrelieren gut mit der üblichen Kurzachsenmethode, wobei
beide Verfahren das EDV, SV und die EF signifikant überschätzen. Beide Verfahren
sind auch bei niedrig dosierten Untersuchungen einsetzbar.
Kurzfassung auf Englisch: Purpose: Evaluation of 2 „fast“ software tools, a biplane area-length-method and a
new automatic “shape tracking”-method, for the calculation of left ventricle volumes
(enddiastolic volume EDV, endsystolic volume ESV, stroke volume SV) and ejection
fraction (EF) in retrospectively ECG-gated multidetector computed tomography.

Materials and Methods:
60 contrast enhanced cardiac CT-datasets (16x0.75 mm collimation, normal dose:
120-140 kV, 400-500 mAseff (n=44), low dose 120 kV, 100mAseff (n=16)) were
acquired from eight intubated healthy pigs on different days. Images were
reconstructed with slice thickness and increment of 2 mm every 10 % of the cardiac
cycle. LV function was evaluated using the common short axis method as the
reference method, the biplane area-length-method and the automatic “shape
tracking”-method, where a three-dimensional triangulated deformable surface model
was used to segment the endocardial border of the left ventricle and to track its
motion through the cardiac phases. Results were compared using the Bland-Altmanplot,
the correlation coefficient and the Wilcoxon test.

Results: All 60 data sets could be evaluated with all three methods. Good
correlations were found for left ventricular functional parameters for all data sets, the
normal dose (ND) and low dose (LD) data sets between 0.65 and 0.89 for the “shape
tracking”-method and between 0.7 and 0,87 for the area-length-method. The “shape
tracking”-method showed a mean over-estimation of the EDV of 3.1 (LD, p=0.38) to
4.3 ml (ND, p<0.05), the SV of 4.0 (LD, p=0.08) to 4.9 ml (ND, p<0.05) and the EF of
1.3 (LD, p=0.16) to 2.0 % (ND, p<0.05). The EDV was under-estimated between 0.3
(LD, p=0.7) and 1.1 ml (ND, p=0.08). The area-length-method showed an overestimation
of EDV (6.6 to 6.7 ml (p<0.05)), SV (5.9 to 8.4 ml (p<0.05)), EF (1.2 to 3.0
% (p<0.05)) and normal dose ESV (0.6 ml (p=0.74)). Low dose ESV was underestimated
(1.3 ml (p=0.21))

Conclusion: The left ventricular functional parameters acquired with both “fast”
software methods correlate well with the common semi-automatic short axis method,
whereas both methods significantly over-estimate EDV, SV and EF. Both methods
can be used in low dose examinations.


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