Evaluation eines Computerprogramms zur Bestimmung unterschiedlicher Lungenparameter anhand von Volumen-Computer-Tomographischen Datensätzen aus in vivo- Mausuntersuchungen
Diese Arbeit wurde mit dem Ziel durchgeführt, ein Computerprogramm zur Volumetrie, HE-Maximum-Bestimmung und Densitometrie zu evaluieren, welches explizit für diese Lungenuntersuchung entwickelt wurde. Dabei wurden 78 fpVCT- Bilddatensätze von Mauslungen analysiert. Das Programm führt eine Schwellenwert- basierte Lungensegmentierung durch, wodurch die Anzahl der zur Lunge gehörenden Voxel und in der Folge das Lungenvolumen bestimmt werden kann. Das HE-Maximum wird in einem Histogramm abgelesen, während die Dichte als Quotient aus HE und Volumen errechnet wird. Die Versuchstiere der Experimentgruppe erhielten während der radiologischen Messung Methacholin in aufsteigenden Dosen; die Tiere der Kontrollgruppe erhielten eine NaCl-Pufferlösung.Die Evaluation hat ergeben, dass das entwickelte Programm die verwendeten Datensätze studienorientiert zuverlässig auswertet und alle erfassten Lungenparameter einwandfrei analysiert. Ein Programm dieser Art ist derzeit noch nicht kommerziell erhältlich und lässt sich im Sinne einer weiteren Automatisierung einzelner Rechenschritte zur weiteren Steigerung der Benutzerfreundlichkeit weiterentwickeln.Gefunden wurde in dieser Arbeit der überraschende Effekt, dass sich das Lungenvolumen auch bei den Kontrollmäusen in Abhängigkeit von der Zeit ändert. Bei der Lungenvolumetrie ist dieser unerwartete Befund in Zukunft zu berücksichtigen. Zudem erschwert er die Auswertung der Ergebnisse, die anhand des zugrunde liegenden Versuchsprotokolls ermittelt wurden, was Einfluss auf Planungen und Auswertungen für zukünftige Studien haben kann. Eventuell wird die Volumenabnahme durch ein zugeführtes Anästhetikum, durch eine möglicherweise abnehmende Narkosetiefe oder anderen Wirkungen auf das vegetative Nervensystem verursacht. In Folgeprojekten ließe sich überlegen, wie man diesen Effekt genauer untersuchen kann (z.B. durch kontinuierliche Isofluranzuführung) und sich die Narkosetiefe definieren und messen lassen könnte. Die Lungenparameter in ihrer absoluten und relativen Ausführung weisen vor dem Hintergrund des gering gewählten Stichprobenumfangs eine unterschiedliche Effektivität auf. Das absolute Volumen unterliegt einer starken individuellen Streuung, so dass eine Normierung auf den Ausgangswert erfolgte. Anhand der relativen Volumina kann ein signifikanter Unterschied in Abhängigkeit von der Zeit ermittelt werden. Die absoluten HE-Maxima werden unabhängig vom absoluten Volumen bestimmt, haben daher eine allgemeinere Aussagekraft und weisen eine größere Unterscheidbarkeit auf. Der effektivste Parameter in der Zeitserie ist das relative HE- Maximum, welches die größte Unterscheidbarkeit aufweist. Die absolute Dichte detektiert keine signifikanten Unterschiede, im Gegensatz zur relativen Dichte. Diese ist der effektivste Parameter in der Methacholindosisserie, da sie als einzige einen signifikanten Unterschied detektiert.Viele neu entstandene Fragestellungen bleiben offen: Zukünftig können die Volumetrie der Atemwege als Wirkort des Methacholins, die Messgenauigkeit der Volumetrie, sowie der Einfluss von Anästhetika, Narkosetiefe und Hypothermie untersucht werden. Für weitere Studien würde sich das Computerprogramm erneut eignen, da seine studienorientierte Datensatzauswertung erfolgreich verlief. Die o.g. Feststellungen zeigen zudem, dass das Programm in der Lage ist, neue Befunde im Bereich der Mauslunge zu Tage zu bringen.
Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
