Quantitatives Lungenkrebs-Screening

Der Zweck dieses Projekts ist die Validierung der quantitativen Beurteilung der Lungenstruktur mithilfe einer automatisierten Analysesoftware (VIDA) für die Anwendung auf die Niedrigdosis-Computertomographie (LDCT), die für das Lungenkrebs-Screening erworben wurde. Derzeit läuft die Software mit Standarddosis-CT-Daten. Darüber hinaus ist geplant, Algorithmen in die Software zu integrieren, um die Bewertung aller identifizierten Lungenläsionen zu ermöglichen.

Die Lung Cancer Screening Clinic ist ein neues Programm, das eine Gruppe von Patienten auf Lungenkrebs untersucht, die bestimmte, vom Programm festgelegte Kriterien erfüllen. Derzeit haben Primärversorger innerhalb des UIowa-Netzwerks die Möglichkeit, eine Bestellung für dieses Screening-Verfahren für ihre Patienten aufzugeben. Die Hoffnung besteht darin, dieses Programm in Zukunft auf jeden Grundversorger auszudehnen. Das Klinikpersonal prüft die Krankengeschichte der Patienten, um festzustellen, ob sie den Klinikkriterien entsprechen.

Für diese Studie wird das Studienteam die Patienten, die in der Lungenkrebsvorsorgeklinik der Universität von Iowa behandelt wurden, bitten, sich während desselben Besuchs einem zusätzlichen Standarddosis-CT-Scan zu unterziehen (zum Vergleich/zur Validierung der Softwareleistung). Bei den Probanden, die der Teilnahme zustimmen, wird das Studienteam auch darum bitten, die Daten und CT-Scans zu sammeln, die auch für ihren klinischen Lungenkrebs-Screening-Besuch gesammelt wurden. Für diese Gruppe wird das Studienteam auch darum bitten, alle medizinischen Aufzeichnungen im Zusammenhang mit Knötchen zu sammeln, die bei diesem Lungenkrebs-Screening-Besuch gefunden wurden.

Das Studienteam schlägt vor, die Leistung der bestehenden Bildanalyse-Tools von VIDA für die Beurteilung der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) zu testen, wenn sie auf die LDCT-Daten angewendet werden, die für das Lungenkrebs-Screening erfasst wurden. Das Studienteam wird außerdem neue Funktionen zur Bewertung von Lungenknoten entwickeln, um speziell auf die klinischen Bedürfnisse innerhalb der Risikogruppe von Patienten mit Lungenkrebs einzugehen.

Zur Durchführung der Arbeit schlägt das Studienteam zwei spezifische Ziele vor:

1. Validieren Sie die Metriken der quantitativen Computertomographie (QCT) von VIDA für COPD und Emphyseme unter Verwendung der Lungenkrebs-LDCT-Screening-Kohorte im Vergleich zum Standardprotokoll für quantitative hochauflösende Computertomographie (HRCT). In Zusammenarbeit zwischen der University of Iowa und VIDA wird das Studienteam ein streng kontrolliertes CT-Datenerfassungsprotokoll in unserem lokalen Lungenkrebs-Screening-Programm erstellen. Die gesammelten Daten umfassen Dünnschicht- und iterative Rekonstruktionen, Atemcoaching, um die Lungeninflationsniveaus für Patienten anzustreben, und HRCT-Datenerfassung in einer Unterkohorte. Die VIDA-Analyse wird verfeinert und die geeignete Rekonstruktionseinstellung wird so identifiziert, dass die Ausgaben der LDCT-Daten mit den HRCT-Ausgaben (aktueller Standard) korrelieren.
2. Vervollständigung und Verfeinerung der Entwicklung des neuartigen Segmentierungsalgorithmus für Lungenknoten von VIDA für solide und nicht solide Knoten unter Verwendung des standardisierten LDCT-Screening-Protokolls für Lungenkrebs. Die automatisierte Knotensegmentierung in CT-Scans ist aufgrund der Grenzmehrdeutigkeit mit benachbarten Strukturen (wie Gefäßen und der Pleura), des schlechten Grenzkontrasts subtilerer Knoten und des mit LDCT verbundenen Rauschens eine Herausforderung. Das Studienteam wird eine neuartige Methode entwickeln, die Lungenläsionen robust segmentiert, indem sie eine gegenseitige Interaktion zwischen den Knötchen und den umgebenden Strukturen ermöglicht, was zu einer hochgenauen Segmentierung mit weniger manuellen Korrekturmaßnahmen für einen hochvolumigen Lungenkrebs-Screening-Workflow führt.