Computer-aided Detection in Computed Tomography Colonography with Full Fecal Tagging: Comparison of Standalone Performance of 3 Automated Polyp Detection Systems

Abstract 

Purpose

We sought to compare the performance of 3 computer-aided detection (CAD) polyp algorithms in computed tomography colonography (CTC) with fecal tagging.

Methods

CTC data sets of 33 patients were retrospectively analysed by 3 different CAD systems: system 1, MedicSight; system 2, Colon CAD; and system 3, Polyp Enhanced View. The polyp database comprised 53 lesions, including 6 cases of colorectal cancer, and was established by consensus reading and comparison with colonoscopy. Lesions ranged from 6-40 mm, with 25 lesions larger than 10 mm in size. Detection and false-positive (FP) rates were calculated.

Results

CAD systems 1 and 2 could be set to have varying sensitivities with higher FP rates for higher sensitivity levels. Sensitivities for system 1 ranged from 73%–94% for all lesions (78%–100% for lesions ≥10 mm) and, for system 2, from 64%–94% (78%–100% for lesions ≥10 mm). System 3 reached an overall sensitivity of 76% (100% for lesions ≥10 mm). The mean FP rate per patient ranged from 8–32 for system 1, from 1–8 for system 2, and was 5 for system 3. At the highest sensitivity level for all polyps (94%), system 2 showed a statistically significant lower FP rate compared with system 1 (P = .001). When analysing lesions ≥10 mm, system 3 had significantly fewer FPs than systems 1 and 2 (P < .012).

Conclusions

Standalone CTC-CAD analysis in the selected patient collective showed the 3 systems tested to have a variable but overall promising performance with respect to sensitivity and the FP rate.

Résumé 

Objet

Nous avons cherché à comparer l'efficacité de trois algorithmes de détection automatique des polypes assistée par ordinateur utilisés en coloscanner couplé à un marquage des selles.

Méthodes

Les données de coloscanner de 33 patients ont été analysés successivement par trois systèmes différents de détection assistée par ordinateur : système 1 : MedicSight, système 2 : Colon CAD et système 3 : Polyp Enhanced View. L'ensemble des examens, après comparaison aux résultats de la colonoscopie, comportait un total de 53 lésions, dont six cas de cancer colorectal. La taille des lésions variait de 6 à 40 mm; 25 lésions mesurait plus de 10 mm. Les taux de cas détectés et de faux positifs ont été calculés.

Résultats

Les systèmes de détection assistée par ordinateur 1 et 2 pouvaient être réglés à divers degrés de sensibilité de manière à obtenir des taux élevés de faux positifs en cas de sensibilité de détection haute. Le degré de sensibilité du système 1 variait de 73 % à 94 % pour toutes les lésions (de 78 % à 100 % pour les lésions supérieures ou égales à 10 mm) et celui du système 2 variait de 64 % à 94 % (de 78 % à 100 % pour les lésions supérieures ou égales à 10 mm). Le système 3 présentait un niveau de sensibilité global de 76 % (100 % pour les lésions supérieures ou égales à 10 mm). Le taux moyen de faux positifs par patient variait de 8 à 32 pour le système 1 et de 1 à 8 pour le système 2, et se situait à 5 pour le système 3. Lorsque le système 2 était réglé au degré de sensibilité le plus élevé pour tous les polypes (94 %), le taux de faux positifs était significativement plus bas qu'avec le système 3 (P = 0,001). En cas d'analyse des lésions supérieures ou égales à 10 mm, le système 3 présentait un taux de faux positifs significativement inférieur à celui des systèmes 1 et 2 (P < 0,012).

Conclusions

L'analyse des systèmes de détection automatique assistée par ordinateur, chez l'ensemble de patients sélectionnés pour coloscanner a permis d'établir que les trois systèmes testés présentaient un rendement variable, mais qu'ils étaient globalement prometteur en ce qui concerne le degré de sensibilité et le taux de faux positifs.

Key words: Computer aided detection, CT colonography, Fecal tagging