Mediastinale Hodgkin-Lymphome in der Computertomographie Vergleich von exakter CT-gestützter Volumetrie und Volumenabschätzung mit Hilfe einfacher geometrischer Modelle

Hintergrund:

Ziel dieser Arbeit waren die Bestimmung eines möglichst exakten Modells zur Abschätzung der Volumina von Lymphommanifestationen im Vergleich zu computertomographisch bestimmten Tumorvolumina und eine Abschätzung der zu erwartenden Fehlerbreite.

Material und Methoden: Es wurden 30 CT-Untersuchungen mediastinaler Tumoren von an Morbus Hodgkin erkrankten Kindern für die Untersuchung herangezogen. Die CT-Aufnahmen wurden mittels einer an einem Framegrabber angeschlossenen CCD-Videokamera digitalisiert. Mit Hilfe der GLOBAL-LAB-Image-Software wurde die Tumormasse unter Ausschluss nicht tumorzugehöriger Binnenstrukturen ermittelt. Im Anschluss wurden die Volumina einfacher geometrischer Figuren (Quader, Ellipsoid, Oktaeder) aus den Maximalausmessungen der Tumoren errechnet. Abschließend erfolgte die Berechnung der Abweichung der Volumina der geometrischen Modelle von dem durch das Computerprogramm ermittelten echten Tumorvolumen.

Ergebnisse: Das Volumenmodell “Quader”überschätzte das Tumorvolumen um 89 bis 268%. Das Volumenmodell “Ellipsoid”überschätzte die Tumorgröße im Mittel um 29%. Das Modell “Oktaeder” unterschätzte die Tumorgröße im Mittel um 18%. Eine Division des Quadervolumens durch 2,3 approximierte das geometrische am nächsten an das Realvolumen: Im Mittel wurde das Tumorvolumen bei Tumoren, deren Volumen 20 ml überschritt, um 2% überschätzt. Eine suffiziente Abschätzung von Tumoren, deren Volumen weniger als 20 ml betrug, war weder mittels dieser noch mit den übrigen Approximationen möglich.

Schlussfolgerungen: Für die Bestimmung von Tumorvolumina bei mediastinalen Hodgkin-Lymphomen ab 20 ml Volumen bietet die Formel Quader/2,3 die bestmögliche einfache Approximation an das CT-volumetrisch bestimmte Tumorvolumen. Im Rahmen von Studien kann die Anwendung dieser Formel hilfreich sein, die Frage der prognostischen Bedeutung von Primärtumorgröße und Tumorgrößenentwicklung unter Therapie zu beantworten. Weitere Studien sollten klären, ob die Abweichung vom Realvolumen bei Bestimmung des Tumorvolumens durch Approximationen therapierelevant ist.

Background:

The importance of the size of the primary tumor in lymphomas and its size after treatment is still uncertain. Assuming a prognostic relevance, an assessment of tumor volume before and after induction of chemotherapy has been performed in the pediatric Hodgkin's disease study (HD-90). Since an exact CT-scan-based volumetric tumor assessment is time-consuming and in some centers not possible, the tumor volume is often estimated based on simple geometric approximations. Aim of this study was the development of an easy to apply and nearly exact model of volume estimation compared to CT-scan-based tumor volume measurements.

Material and Methods: Thirty computed tomographies (CT) of mediastinal Hodgkin lymphomas of children aged 5 to 16 years have been examined. The CT scans were digitalized using a CCD camera combined with a frame grabber. Applying the Global Lab image software, the true tumor volume was determined excluding local organs, which did not belong to the lymphoma. Subsequently, volumes were assessed using simple geometric models (block, ellipsoid, octaeder) by using the maximum diameters of the tumor. The differences between the volume of the geometric models and the true volume, based on the CT scan evaluation, were compared.

Results: The maximum diameters of a tumor can be used to calculate its volume based on simple geometric models. The model “block” overestimates the volume by 89 to 268%. The model “ellipsoid” overestimates the volume on average by 29%. The model “octaeder” underestimates the volume on average by 18%. A division of the block volume by 2.3 approximated the geometric closest to the true volume: the average volume was overestimated by 2% in tumors with a volume larger than 20 ml. No model was sufficient to approximate tumors with a volume of less than 20 ml.

Conclusions: For the estimation of tumor volumes in mediastinal Hodgkin lymphomas exceeding 20 ml, the formula “block/2.3” results in the closest approximation compared to the true volume. In the course of clinical studies it might be helpful to apply this formula to determine the prognostic relevance of the tumor size and its development under therapy.