Quantifizierung von Tumorwachstum: Prinzipielle Überlegungen zur erzielbaren Genauigkeit bei Anwendung von RECIST Methodik und Softwarevolumetrie

Ziele: Die Beurteilung des Ansprechens von Chemotherapien soll nach RECIST über die Vermessung der längsten axialen Tumordurchmesser erfolgen. Der Vortrag will prinzipielle Limitationen dieses Quantifizierungsverfahrens vorstellen und zeigt Möglichkeiten zur reproduzierbaren Wachstumsquantifizierung durch den Einsatz von Softwareassistenten zur Volumetrie auf. Material und Methode: A) In einer statistischen Analyse werden realistische Messungen von Durchmessern mit für die klinische Routine typischen Streuungen simuliert und die Wahrscheinlichkeit der fälschlichen Klassifizierung von starkem Tumorwachstum als „stable disease“ untersucht. Weiter wird die mit manueller 3D-Segmentierung aufgrund des Partialvolumeneffekts limitierte Reproduzierbarkeit in Abhängigkeit von der Tumorgröße bestimmt. B) Für eine im Rahmen des Forschungsverbundes VICORA entwickelte 3D-Volumetriesoftware wurden Studien zur Reproduzierbarkeit der Volumetrie komplexer Lungenraumforderungen (>10mm, Pleura und oder Gefäßkontakt) an 53 Tumoren in Low-Dose Doppeluntersuchungen durchgeführt.

Ergebnisse: A) Die aus manuell eingezeichneten Durchmessern berechneten Volumina schwanken für typische Tumorgrößen zwischen Benutzern um mehr als 30%. Fehlerfortpflanzungsrechungen und statistische Simulationen belegen, dass bei der Quantifizierung von Wachstum basierend auf manuellen Durchmesserbestimmungen die Feststellung einer „progressive disease“ bei tatsächlich 100% Tumorwachstum in mehr als 25% aller Fälle falsch getroffen wird. Die oft als Goldstandard betrachtete manuelle 3D-Segmentierung erreicht mit hohem Interaktionsaufwand für typische Tumorgrößen keine wesentlich bessere Reproduzierbarkeit und folglich auch nur beschränkte Zuverlässigkeit bei der Wachstumsklassifikation. B) Mit geeigneter 3D-Volumetriesoftware kann die Quote von Fehlklassifikationen wie oben beschrieben von über 25% auf unter 5% reduziert werden. Der Zeitaufwand beträgt durchschnittlich ca. 10 s. für die semiautomatische Volumetrie und Wachstumsquantifizierung (inkl. Dokumentation) pro Raumforderung. Im Median der untersuchten Tumore wichen Wiederholungsmessungen (Inter-Scan-Inter-Observer) lediglich um 3% des Volumens voneinander ab.

Schlussfolgerungen: 3D-Volumetrie erlaubt eine erheblich frühzeitigere und zuverlässigere Beurteilung von Tumorwachstum in der Lunge als Messungen nach RECIST bei vergleichbarem Zeitaufwand.