Deep learning zur automatischen Messung des Scheinbaren Diffusionskoeffizienten (ADC) aus multizentrischen retrospektiven Ganzkörper-MRT Daten bei Patienten mit Multiplem Myelom

Zielsetzung Diffusionsgewichtete Sequenzen nehmen in der Diagnostik des Multiplen Myeloms an Bedeutung zu. Ziel der Studie war die Entwicklung und Testung eines Algorithmus zur automatischen Segmentierung des Knochenmarks des Beckens aus ADC-Ganzkörperbilddaten zur automatischen und objektiven ADC-Messung.

Material und Methoden Auf 180 Ganzkörper-ADC-Karten von 54 Patienten wurden die beiden Beckenknochen sowie das Sacrum individuell segmentiert. Auf diesen Trainingsdaten wurde anschließend ein nnU-Net zur automatischen Segmentierung trainiert, um basierend auf den automatischen Segmentierungen mittlere ADC-Werte jedes Knochens zu berechnen. Mittels Dice Scores wurde anhand von 15 Ganzkörper-MRTs aus 3 Zentren die Genauigkeit der automatischen Segmentierung ermittelt. Die Übereinstimmung der automatischen ADC-Messungen mit den Messungen der Radiologen wurde auf 3 unabhängigen Testdatensätzen mit 312 Ganzkörper-MRTs geprüft.

Ergebnisse Das nnU-Net erzielte durchschnittliche Dice-Scores von 0.92, 0.93 und 0.85 für den rechten bzw. linken Beckenknochen und das Kreuzbein, während die Interrater Dice-Scores bei 0.86, 0.86 und 0.87 lagen. Im Vergleich der Messmethoden ergaben sich für den absolute Bias folgende Werte für den rechten bzw. linken Beckenknochen bzw. das Kreuzbein: 49x10-6mm²/s,7x10-6 mm²/s,-58x10-6 mm²/s zwischen Rater 1 & nnU-Net, 12x10-6 mm²/s,2x10-6 mm²/s,-66 x10-6 mm²/s zwischen Rater 2 & nnU-Net, 40x10-6 mm²/s,8x10-6 mm²/s,7x10-6 mm²/s zwischen Rater 1 & Rater 2.

Schlussfolgerungen Die Übereinstimmung der automatisch gemessenen ADC-Werte mit den manuellen Messungen der Radiologen ist vergleichbar mit der Interrater-Variabilität zwischen verschiedenen Radiologen. Folglich stellt die etablierte Methode eine automatische, objektive Alternative für ADC-Messungen des Knochenmarks dar. Nachgedruckt von Investigative Radiology, doi: 10.1097/RLI.0000000000000932, mit Erlaubnis von Kluwer Law International.

Publication History

Article published online:
13 April 2023