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Einleitung: Ziel der Studie war die Untersuchung des manuell vs. durch ein konvolutionales neuronales Netz (CNN) segmentierten Volumens von Vestibularisschwannomen (VS) und Untersuchung der mittels CNN ermittelten Wachstumsrate für ein watch- und wait (w/w) vs. Radiatio-Patientenkollektiv.

Methoden: Retrospektiv wurden präinterventionelle kraniale MRT T1 mit KM-Sequenzen von Patienten mit VS ausgewertet (n=66 Patienten in w/w mit 177 MRT-Aufnahmen, n=24 Patienten in Radiatio-Gruppe mit n=90 MRT-Aufnahmen) und manuell bzw. mittels CNN Deep Neural Patchwork segmentiert. Zur Berechnung der Übereinstimmung der manuellen und der CNN-Tumorsegmentierung wurde der DICE-Sørensen-Koeffizient bestimmt, wobei 0 eine absolute Verschiedenheit und 1 eine absolute Übereinstimmung bedeutet. Es wurde ein t-Test für unabhängige Stichproben durchgeführt. Von den 24 bestrahlten Patienten wurden n=19 konventionell und n=5 stereotaktisch bestrahlt.

Ergebnisse: Das mittlere manuell bestimmte Tumorvolumen betrug bei den Patienten der w/w-Gruppe 468 Mikroliter (mm³, initiales MRT 506 mm³, jeweils aktuellstes MRT 719 mm³) und der Radiatio-Gruppe 720 mm³ (mm³, initiales MRT 743 mm³, jeweils aktuellstes MRT 764 mm³). Der Dice-Score zu dem CNN-segmentierten Gesamt-Tumorvolumen (intra- und extrameataler Anteil) betrug 0,9027 (berechnet anhand von n=137 MRT-Aufnahmen). Dabei wurde für 92 Aufnahmen des w/w- und für 49 Aufnahmen des Radiatio-Kollektivs bezogen auf das Gesamt-Tumorvolumen bezogen auf die als klinisch signifikant definierten Änderungen des Tumorvolumens mit -20% < 0 ≤ +20% ein stabiler Befund festgestellt [1]. Für 64 Aufnahmen der w/w-Gruppe sowie 15 Aufnahmen der Radiatio-Gruppe wurde ein signifikantes Wachstum > 20% pro Jahr und für jeweils 21 Aufnahmen der w/w- und Radiatio-Gruppe eine signifikante Schrumpfung (< -20% pro Jahr) des VS festgestellt. Die Bestimmung der Wachstumsrate via manueller vs. CNN-Segmentierung war nicht verschieden (p>0,05). Die mittlere Wachstumsrate war für das w/w-Kollektiv mit 24,02% signifikant größer als für das Radiatio-Kollektiv mit 2,97% (p = 0,0248). Die mittlere Nachbeobachtungszeit zwischen erstem und letztem MRT war zwischen den Gruppen nicht verschieden (p > 0,05) und betrug in der w/w Gruppe 3,1 (Min. 0,13/Max 17,2) Jahre und in der Radiatio-Gruppe 3,5 (Min. 0,27/Max 10,1) Jahre.

Diskussion: Bei gutem DICE-Score kann ein CNN zukünftig eine ressourcensparende Alternative zur manuellen Segmentierung für die Bestimmung von Volumen und Wachstumsrate von VS darstellen. Die individuelle Wachstumsrate kann in Kenntnis bisheriger Ergebnisse zur Risikostratifizierung [2] verwendet werden, um ein weiteres Tumorwachstum bzw. Intervention genauer zu prognostizieren. Die CNN-Ergebnisse sollten zukünftig in Zusammenschau mit der individuellen Symptomatik sowie potenziellen Einflussfaktoren wie Alter, Geschlecht und Wuchsform (zystisch vs. solide) weiter untersucht werden.