Mehrschicht-Spiral-CT der Lunge: Multiplanare Rekonstruktionen und Maximum-Intensitäts-Projektionen in der Detektion von Lungenrundherden

Zusammenfassung.

Fragestellung: Evaluation der Wertigkeit von axialen, koronaren und sagittalen multiplanaren Reformationen (MPRs) und Maximum-Intensitäts-Projektionen (MIPs) für die Diagnostik von Lungenrundherden im Vergleich zu axialen Routinebildern. Material und Methode: Bei 103 Patienten mit vermuteten oder bekannten Lungenrundherden wurde der Thorax an einem Mehrschicht-Spiral-Computertomographen (MSCT) (Somatom Plus 4 Volume Zoom, Siemens, Deutschland) mit 1 mm Kollimation und Pitch 6 in einer Atemanhaltephase untersucht. Aus den Rohdaten wurden 5 mm dicke kontinuierliche axiale Bilder, MPRs und MIPs in axialer, koronarer und sagittaler Ebene rekonstruiert. Diese Daten wurden von drei geblindeten Untersuchern nach folgenden Kriterien beurteilt: Anzahl und Größe der nachweisbaren Läsionen und die Konfidenz der Rundherddetektion (sicher/fraglich/unsicher). Die Patienten wurden anhand der axialen Routinebilder in 4 Gruppen eingeteilt: kein Rundherdnachweis in Gruppe 1, fragliche Rundherde in Gruppe 2, eindeutige Rundherde in Gruppe 3. Patienten, bei denen sich mehr als 7 Rundherde darstellten, wurden aus der Studie ausgeschlossen (Gruppe 4). Als Goldstandard wurden die 1 mm Bilder ausgewertet. Ergebnisse: Bei guter Interrater-Korrelation (Kappa = 0,77) konnten mit der MIP signifikant (p < 0,05) mehr Rundherde nachgewiesen werden, wenn Läsionen auf den Routinebildern als sicher (Mittelwerte 2,58 MIP bzw. 1,97 Routinebild) oder fraglich (0,99 bzw. 0,79) bewertet wurden. Bei fehlendem Rundherdnachweis in den Routinebildern konnten mit den MIPs bei 4 Patienten noch 6 weitere Läsionen detektiert werden. Insgesamt wurden auf den axialen Routinebildern 72, auf den MPRs 78 und auf den MIPs 99 Rundherde nachgewiesen. Rundherde größer als 5 mm waren mit allen Verfahren sicher abgrenzbar, die MIP hatte eine signifikant (p < 0,05) höhere Nachweisrate bei Läsionen kleiner 5 mm. Die Sicherheit der Diagnose war am höchsten mit MIPs und am geringsten mit Routinebildern. Zusammenfassung: Mit MSCT erzeugte MIP-Reformationen sind in der Diagnostik von Lungenrundherden axialen Routinebildern und MPRs signifikant überlegen.

Multidetector-row CT of the lungs: Multiplanar reconstructions and maximum intensity projections for the detection of pulmonary nodules.

Purpose: The present study was performed to evaluate the utility of axial, coronal and sagittal multiplanar reformations (MPR) and maximum intensity projections (MIP) in the detection of pulmonary nodules as compared to axial standard reconstructions (SR). Materials and Methods: 103 patients with suspicion or evidence of pulmonary nodules underwent multidetector-row computed tomography (MDCT; Somatom plus 4 Volume Zoom, Siemens, Germany) of the chest in a single-breath-hold technique. The raw data were acquired with a collimation of 1 mm and a pitch of 6 and underwent reconstruction with 0.6 mm increment. MPR and MIP in three planes [5 mm slice thickness (SL), 4 mm increment] were calculated from the raw data and compared to axial SR (5 mm SL). Three blinded observers evaluated the number, size and the quality of depiction of pulmonary nodules according to a 3-point confidence scale (1 = certain, 2 = probable , 3 = uncertain). Four patient groups were formed using the axial SR. Group 1 presenting no nodules, group 2 presenting probable nodules and group 3 presenting definitively lung nodules. Patients with more than 7 pulmonary nodules (group 4) were not included in the study. The 1 mm slice was used as the gold standard. Results: Inter-observer correlation was good at r = 0.77. MIP were superior in the depiction of pulmonary nodules at a statistically significant level of p < 0.05 (mean values in group 3 = 2.58 to 1.97 and group 2 = 0.99 to 0.79 with MIP and SR, respectively). In four patients 6 additional lesions were identified with MIP that were missed with axial SR. Overall, with SR 72 nodules, with MPRs 78, and with MIPs 99 nodules were delineated. Pulmonary nodules larger than 5 mm in size were equally well depicted with both modalities, whereas lesions smaller than 5 mm in size were significantly better depicted with MIP (p < 0.05). Diagnostic confidence for all lesions was highest with MIP and least with SR. Conclusion: MIP reformations on the basis of MDCT data sets are superior in the depiction and diagnosis of pulmonary nodules as compared to axial standard reconstructions and MPR.

Schlüsselwörter:

Lungenrundherd - Detektion - Mehrschicht-CT - MPR - MIP

Key words:

Lung nodule - Detection - Multidetector-row computed tomography - MPR - MIP

Literatur

• 1 Schaller S, Flohr T, Wolf H, Kalender W A. Evaluation of a Spiral Reconstruction Algorhythm for Multirow-CT. Abstract Book of the 84^th Scientific Assembly and Annual Meeting of the RSNA. 1998: 434
• 2 Kalender W A, Seissler W, Klotz E, Vock P. Spiral Volumetric CT with Single-Breath-Hold Technique, Continous Transport and Continous Scanner Rotation.  Radiology. 1990;  176 181-183
• 3 Schöpf U J, Brüning R, Becker C, Eibel R, Hong C, von Rückmann B, Stadie A, Reiser M F. Bildgebung des Thorax mit der Mehrschicht-Spiral-CT.  Radiologe. 1999;  39 943-951
• 4 Schöpf U J, Becker C, Brüning R, Hong C, Rust G, Helmberger T, Leimeister P, Stadie A, Niethammer M, Klingemann B, Reiser M F. Computertomographie des Abdomens mit der Mehrzeilen-Detektor-CT.  Radiologe. 1999;  39 652-661
• 5 Weg N, Scheer M R, Gabor M P. Liver Lesions: Improved Detection with Dual-Detector-Array-CT and Routine 2.5-mm Thin Collimation.  Radiology. 1998;  209 417-426
• 6 Erasmus J J, Connolly J E, McAdams H P, Roggli V L. Solitary Pulmonary Nodules: Part I. Morphologic Evaluation for Differentiation of Benign and Malignant Lesions.  RadioGraphics. 2000;  20 43-58
• 7 Erasmus J J, McAdams H P, Connolly J E. Solitary Pulmonary Nodules: Part II. Morphologic Evaluation of the Indeterminate Nodule.  RadioGraphics. 2000;  20 59-66
• 8 Costello P, Anderson W, Blume D. Pulmonary Nodule: Evaluation with Volumetric CT.  Radiology. 1991;  179 875-876
• 9 Kalender W A, Polacin A, Süss C. Comparison of Conventional and Spiral CT: An Experimental Study on the Detection of Spherical Lesions.  J Comp Assist Tomogr. 1994;  18 167-176
• 10 Kalender W A. Thin-Section Three-dimensional Spiral CT: Is Isotropic Imaging Possible?.  Radiology. 1995;  197 578-580
• 11 Hopper K D, Pieranzotti D, Potok P S, Kasales C J, TenHave T R, Meilstrup J W, Van Slyke M A, Mahraj R, Wstacott S, Hartzel J S. The Quality of 3D Reconstructions from 1.0 and 1.5 Pitch Helical and Conventional CT.  J Comput Assist Tomogr. 1996;  20 841-847
• 12 Napel S, Rubin G D, Jeffrey R B. STS-MIP: A New Reconstruction Techique for CT of the Chest.  J Comput Assist Tomogr. 1993;  17 832-838
• 13 Remy-Jardin M, Artaud D, Deschildre F, Duhamel A. Diffuse Infiltrative Lung Disease. Clinical Value of STS-Maximum Intensity Projection CT-Scans in the Detection of Mild Micronodular Patterns.  Radiology. 1996;  200 333-339
• 14 Eibel R, Brüning R, Schöpf U J, Leimeister P, Stadie A, Reiser M F. Bildanalyse der Mehrschicht-Spiral-CT der Lunge mit MPR- und MIP-Rekonstruktionen.  Radiologe. 1999;  39 952-957
• 15 Hopper K D, Huber S J, Kasales C J, Mucha P, Khandelwal M, Rowe W A, Tenhave T R, Wise S W, Ouyang A. The Clinical Usefulness of Routine Stacked MPR in Helical Abdominal CT.  Invest Radiol. 1997;  32 550-556
• 16 Coakley F V, Cohen M D, Johnson M S, Gonin R, Hanna M P. Maximum intensity projection images in the detection of simulated nodules by spiral CT.  Br J Radiol. 1998;  71 135-140
• 17 Bhalla M, Naidich D P, McGuinness G, Gruden J F, McCauley D I. Diffuse Lung Disease: Assessment with helical CT - Preliminary Observations of the Role of Maximum and Minimum Intensity Projection Images.  Radiology. 1996;  200 341-347
• 18 Eibel R, Türk T, Kulinna C, Schöpf U J, Brüning R, Reiser M F. Wertigkeit multiplanarer Reformationen (MPR) in der Mehrschicht-Spiral-CT der Lunge.  Fortschr Röntgenstr. 2001;  173 57-64
• 19 Mehnert F, Pereira P L, Dammann F, Erdtmann B, Hahn U, Kopp A F, Vonthein R, Georg C. Hochauflösende Mehrschicht-CT der Lunge: Vergleich mit HRCT-Einzelschichten.  Fortschr Röntgenstr. 2000;  172 972-977
• 20 Wihlelm K, Wilsmann-Theiss D, Sommer T, Leutner C, Textor J, Schild H. CT-Angiographie hämodynamisch relevanter Nierenarterienstenosen.  Fortschr Röntgenstr. 2000;  171 161-167
• 21 Rieker O, Mildenberger P, Rudig L, Schweden F, Thelen M. 3D-CT von Frakturen: Vergleich von Volumen- und Oberflächen-Rekonstruktionen.  Fortschr Röntgenstr. 1998;  169 490-494
• 22 Henschke C I, Yankelevitz D F. CT screening for lung cancer.  Radiol Clin North Am. 2000;  3 (5) 487-495