КЛИНИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО СКАНЕРА ВСЕГО ОБЪЕМА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ: ПИЛОТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ 139 КЛИНИЧЕСКИХ СЛУЧАЕВ

Существует значительное согласование в оценке поражений молочной железы при ABVS и HHUS. ABVS имеет преимущество высокой диагностической точности, эксперт-независимой оценки, многосрезовой визуализации всей молочной железы и, при этом, является менее трудоемкой техникой. Наши результаты показывают, что ABVS может быть полезной техникой в диагностике поражений молочной железы.

 Young Wook Kim, Seon Kwang Kim, Hyun Jo Youn, Eun Jung Choi, Sung Hoo Jung 

Отделение хирургии медицинской школы национального университета Chonbuk, Чонджу; Научно-исследовательский институт клинической медицины, Национальный научно-исследовательский институт Chonbuk, национальный университетский госпиталь Chonbuk, Чонджу; отдел радиологии медицинской школы национального университета Chonbuk, Чонджу, Южная Корея

Цель: целью данного исследования является оценка клинической эффективности автоматизированного ультразвукового сканера всего объема молочной железы (automated breast volume scanner – ABVS) для обнаружения и диагностирования поражений молочной железы.

Методы: с декабря 2010 года по январь 2012 года были выполнены двусторонние полноценные исследования молочной железы при помощи ABVS у 139 женщин. Основываясь на категориях системы интерпретации и протоколирования визуализации молочной железы (Breast Imaging Reporting and Data System – BI-RADS), поражения молочной железы оценивались на реконструкциях коронарных многоплоскостных изображений с использованием рабочей станции ABVS. Затем было проведено сравнение результатов исследования с изображениями при обычном ручном ультразвуковом сканировании (HHUS). Гистологические исследования выполнялись при поражениях 4 и 5 категории при BI-RADS.

Результаты: всего было обнаружено 453 поражения при ABVS. При HHUS, было обнаружено 33 новых поражения, но при этом 69 поражений не было обнаружено. BI-RADS категории 2 и 3 соответствовали таковым при ABVS на 73,5% (61/83) и 85,4% (276/323). В 47 случаях поражений 4 или 5 категории BI-RADS было точное совпадение с таковыми при ABVS. Кроме того, 47 случаев поражения молочной железы были классифицированы, как BI-RADS категории 4 и 5, которым была выполнена кор-биопсия под ультразвуковым наведением. Злокачественные поражения BI-RADS категории 4 и 5 показали следующее распределение: 2/27 (7,4%) – 4А, 4/5 (80%) – 4В, 2/2 (100%) – 4С и 13/13 (100%) – 5. ABVS показала 21 истинный позитивный результат и положительную прогностическую ценность 44,7% (21/47).

Вывод: существует значительное согласование в оценке поражений молочной железы при ABVS и HHUS. ABVS имеет преимущество высокой диагностической точности, эксперт-независимой оценки, многосрезовой визуализации всей молочной железы и, при этом, является менее трудоемкой техникой. Наши результаты показывают, что ABVS может быть полезной техникой в диагностике поражений молочной железы.

   ВВЕДЕНИЕ

 При исследовании пациентов с раком молочной железы рутинно применяется маммография (ММГ) и ультрасонография молочных желез. Магнитно-резонансная томография молочной железы дополнительно используется для определения возможности выполнения операции с сохранением молочной железы и TNM стадии перед операцией. При этом ММГ принята в качестве единственного метода диагностики, который позволяет снизить смертность от рака молочной железы. Тем не менее, низкая чувствительность ММГ для плотных тканей молочной железы, женщин моложе 50 лет и рака малых размеров, остается основным ограничением методики. Ультрасонография молочной железы имеет преимущество в связи с тем, что эксперты могут исследовать новообразование в любых локализациях, дифференцировать форму и консистенцию новообразования и регулировать сигнал-шум на основе приобретенного опыта. Также большим преимуществом является и то, что молочная железа  и подмышечная впадина могут быть оценены в процессе одного исследования. Между тем, были подтверждены эффективность и точность сонографии, а сама методика была определена в качестве основной диагностической модальности для рака молочной железы. Данные исследований сильно зависят от экспертов и, поэтому, могут быть отклонения в точности, что зависит от опыта эксперта. Кроме того, дополнительным недостатком является необходимость больших затрат времени и плохая воспроизводимость.

Чтобы преодолеть эти недостатки ультрасонографии молочной железы, недавно была внедрена современная система – автоматизированная трехмерная (3D) ультрасонография молочной железы. Автоматизированный ультразвуковой сканер всего объема молочной железы ABVS ACUSON S2000  (Siemens, Берлин, Германия) относится к одной из этих систем. Эта система получает целый ряд последовательных картинок в B-режиме и реконструирует их в 3D набор данных всего объема молочной железы. Эти данные могут быть отправлены на отдельную рабочую станцию, где могут быть проанализированы радиологом. Аппаратом может управлять медицинский техник или радиолог. Изображения при ABVS имеют хорошую доступность и качество и поэтому были предложены в качестве эффективных данных для скрининга рака молочной железы.

Однако диагностическое значение этой новой техники не было полностью обсуждено в предыдущих докладах. Таким образом, мы провели это исследование, чтобы оценить клиническую эффективность ABVS в выявлении и диагностике раковых поражений молочной железы в сравнении с портативной ультрасонографией (HHUS) в реальной клинической обстановке.

МЕТОДЫ

 В период, начиная с декабря 2010 года по январь 2012, были выполнены двусторонние исследования молочной железы с помощью ABVS и HHUS у 139 женщин. Пациенты, которые были направлены в наш госпиталь из-за специфических диагностических симптомов, таких как: боль в молочной железе, пальпируемые образования и подозрительные поражения молочной железы, были обследованы с помощью ММГ или ультрасонографии. Мы исключили пациентов, у которых уже был диагностирован рак молочной железы и они имели в анамнезе операции на молочной железе или сопутствующие заболевания, такие как заболевания кожи.

В этом исследовании мы использовали ACUSON S2000 ABVS в сочетании с 14L5BV датчиком (14 МГц 15,4 см), который специально разработан для этого оборудования (рис. 1).

Рис. 1. Автоматизированный ультразвуковой сканер всего объема молочной железы (automated breast volume scanner – ABVS) система (ACUSON S2000; Siemens, Berlin, Germany). (А) Общий вид системы ABVS. (В) 14L5BV датчик (14 МГц, 15,4 см), который был разработан специально для ABVS.

  Датчик имеет 768 пьезоэлектрических кристалла и характеризуется возможностью автоматического сканирования зоны 6 см глубиной и шириной 16.8 см и генерировать 318 изображений высокого разрешения толщиной до 0,5 мм. Кроме того, он также имеет различные особенности и функции, включая Tissue Harmonic Imaging (технология выделения гармонической составляющей колебаний внутренних органов, вызванных прохождением сквозь тело базового ультразвукового импульса) для оптимизации изображения, Advanced SieClearTM (Siemens) пространственное составление, динамическое повышение контрастности тканей, коррекция изображения ниже соска и автокоррекция яркости 3D изображения. Вместе с этими характеристиками и функциями, изображения реконструируются таким образом, чтобы вся молочная железа могла быть визуализирована с разных сторон и при условии вторичного сканирования в режиме реального времени. У пациентов в положении лежа на спине был использован клин для того, чтобы сделать более плоской молочную железу, подведя ее до ожидаемого размера (2,5 см для А, 4 см для B, 4,5 см для D и 5,5 см для D +). Время сканирования составляет одну минуту за позицию, при этом применяется незначительное давление на молочную железу, чтобы предотвратить ее движение. Три стандартные проекции (коронарные, продольные и поперечные проекции) были взяты для каждого исследования, чтобы гарантировать то, что вся молочная железа была покрыта датчиком. В передне-задней позиции стрелка датчика помещается по центру соска и фиксируется перед сканированием. Для положения на боку, подставка устанавливалась чтобы подтолкнуть ткань молочной железы от подмышки к грудине и фиксировать перед сканированием. Для медиальной позиции, подставка устанавливалась чтобы подтолкнуть ткань молочной железы от грудины к подмышечной впадине и фиксировать перед сканированием. Полученные объемные данные переносятся от ACUSON S2000 ABVS на рабочую станцию, а затем отображаются в мультипроекционных реконструкциях (Рис. 2).

 Рис. 2. Мультипланарная реконструкция объемных данных, отображаемых на автоматизированном ультразвуковом сканере всего объема молочной железы. (А) Изображения “три в одном”, которые обеспечивают последующую мультипланарную реконструкцию с использованием рабочей станции. Коронарная проекция (слева), продольная (справа, вверху) и поперечная проекция (справа, внизу) синхронно отображаются на экране. (B) Многосрезовая проекция, которая была разработана для создания серийных срезов общей картины молочной железы, подобно компьютерной томографии.

 У всех пациентов, HHUS было выполнено после ABVS исследования. HHUS проводили с использованием Acuson Sequoia 512 (Siemens Medical Solutions, Mountain View) с линейным датчиком 17L5HD на частоте 15 МГц в центре серой шкалы. Пациенты находились в положении лежа на спине с ипсилатерально поднятой рукой над головой. Все исследования были проведены ультрасонографическим датчиком, ориентированным перпендикулярно к стенке грудной клетки. Все изображения записывались в цифровом виде. Для обоих методов визуализации, радиолог описывал форму, ориентацию, края, эхогенность, эхоструктуру, заднюю акустическую передачу, границу эхо и наличие кальцинатов в образовании. Радиолог затем проводит, согласно системе BI-RADS окончательную оценку стадий от категории 1 (отрицательная) до категории 5 (очень характерно для злокачественности). Мы не классифицируем поражения как BI-RADS 0, пока при ультрасонографическом исследовании не завершится оценка всех поражений.

 BI-RADS категории с 1 по 3 были объединены и оценивались как доброкачественные, а категория 4 и 5 оценивались как злокачественные. Проводились сравнения реконструкций изображений в коронарной мультипланарной плоскости и данных HHUS, с использованием ABVS рабочей станции. Результаты исследования подмышечной области были исключены из сравнения. Было также проведено сравнение плотности образований. Если новообразования были классифицированы в категорию 4А BI-RADS или выше при ABVS или HHUS, обязательно выполнялось гистологическое исследование при помощи кор-биопсии под ультрасонографическим контролем. Анализ изображений проводился опытными радиологами. Это исследование было одобрено наблюдательным советом нашего учреждения (IRB подтверждение № 2012-10-026).

Полученные результаты при ABVS сравнивали с результатами при HHUS. Эти данные были проанализированы с помощью описательной статистики. Степень корреляции и положительные прогностические значения были рассчитаны для ABVS. Для статистического анализа был использован пакет программного обеспечения SPSS Statistics версии 17.0 (SPSS Inc., Chicago, USA).

РЕЗУЛЬТАТЫ

 Всего 453 поражения было обнаружено при ABVS (BI-RADS категория 3 или ниже – 406; 4A или выше – 47). Кроме того, в общей сложности 417 образований было обнаружено при HHUS (BI-RADS категория 3 или ниже – 370; 4A или выше – 47) (Таблица 1).

 Таблица 1. Количество обнаруженных опухолей молочной железы на автоматизированном ультразвуковом сканере всего объема молочной железы и ручном ультразвуковом сканировании

BI­RADS = система интерпретации и протоколирования визуализации молочной железы; ABVS = автоматизированный ультразвуковой сканер всего объема молочной железы; HHUS = ручное ультразвуковое сканирование.

 После сравнения результатов двух исследований, было обнаружено 33 новых поражения у 24 пациентов, а 69 поражений не были обнаружены у 25 пациентов при HHUS, все из которых были категории BI-RADS 3 или ниже  (Рис. 3).

Рис. 3. Опухоль молочной железы на автоматизированном ультразвуковом сканере всего объема молочной железы (ABVS) и ручном сканировании (HHUS). Кроме того, 67 поражений были обнаружены при ABVS, а 33 поражения были обнаружены при HHUS.

  Мы исследовали степень корреляции между поражениями, которые классифицировались на основе категорий BI-RADS. При сравнении с HHUS исследованием, поражения BI-RADS категории 2 и 3 были сопоставимы с таковыми при ABVS в 73,5% (61/83) и 85,4% (276/323), соответственно. В 47 случаях поражений BI-RADS категории 4 или 5, было точное совпадение с таковым при ABVS. Все соответствующие поражения имели похожие ультразвуковые признаки. Во всех случаях поражений BI-RADS категория 4 или 5, диагноз был поставлен при гистологическом исследовании. Гистологические диагнозы включали: 18 инвазивных протоковых карцином, 3 протоковые карциномы in situ, 17 фиброкистозных поражений, 5 фиброаденом, 2 внутрипротоковые папилломы, 1 гамартома и 1 хронический гранулематозный мастит.

На основании каждой категории, доля злокачественных новообразований была 7,4% (2/27) в поражениях BI-RADS категории 4А, 80% (4/5) в поражениях BI-RADS категории 4B, 100% (2/2) в очагах поражения BI-RADS категории 4С и 100% (13/13) в поражениях BI-RADS категории 5 (Таблица 2).

 Таблица 2. Гистологический диагноз в соответствии с классификацией системы интерпретации и протоколирования визуализации молочной железы

BI-RADS = система интерпретации и протоколирования визуализации молочной железы

ABVS показали 21 истинно положительных результата, 26 ложно положительных, а положительная прогностическая ценность составила 44,7% (21/47). Никаких дополнительных злокачественных поражений не было выявлено при BI-RADS категории 2 и 3 в течение от 14 до 27 месяцев динамического наблюдения при HHUS.

 ОБСУЖДЕНИЕ

 В качестве скринингового теста рака молочной железы широко применяется ММГ. Ультрасонография молочной железы играет важную и спецификоопределяющую роль в качестве дополнительного метода к ММГ, а также увеличивает диагностическую точность. С тех пор, как ультрасонография впервые была использована в медицинских целях в 1952 году, она претерпела значительных технических изменений и была использована во многих конкретных областях медицины. С современными достижениями и универсализацией диагностических систем, сфера использования ультрасонографии, частота ее применения были значительно увеличены. Ультрасонография молочной железы в настоящее время используется в качестве стандартного диагностического метода для женщин с клинически или рентгенологически выявленными подозрительными поражениями молочной железы. HHUS является золотым стандартом для этого исследования. Однако, как известно, HHUS имеет значительные недостатки, а именно то, что результат сильно зависит от опыта эксперта, на исследование затрачивается много времени, а само оно имеет плохую воспроизводимость.

Концепция автоматизированной ультрасонографии молочной железы относится к 1970 году, когда первыми о применение подобной системы сообщили Maturo и др. ABVS техника эффективна для автоматического получения 3D изображения высокого разрешения для всей ткани молочной железы за короткое время обследование (около 10 минут). Все изображения могут быть проанализированы с использованием данных DICOM, и таким образом недостатки, которые есть у HHUS, могут быть преодолены. Тем не менее, ABVS далеко от рутинного использования в медицинской практике, поэтому точность этой методики и ее эффективность не может быть окончательно оценена. На этом фоне, мы представили наш первоначальный опыт использования последнего поколения автоматизированной ультрасонографической системы молочной железы ACUSON S2000 ABVS и сравнили изображения между методиками HHUS и ABVS. Таким образом, мы оценили диагностическую точность ABVS в сравнении с HHUS.

Наши результаты показали, что частота соответствия между ABVS и HHUS изображениями при поражении BI-RADS категории 2 или 3 составила 66,2% и 100% в поражении BI-RADS категории 4 или 5. На основании категории 4 и 5, у ABVS было положительное прогностическое значение 44,7% и эти результаты были идентичны HHUS. Положительное прогностическое значение поражений BI-RADS категории 4С и 5 было 100%, соответственно. Результаты нашего исследования сходны с результатами работ других групп. Wang и др. сообщили, что диагностическая точность ABVS и HHUS в дифференциальной диагностике доброкачественных и злокачественных поражений молочной железы почти идентичны. В исследовании 81 пациентов Lin и др., ABVS и HHUS показали высокую чувствительность (оба 100%) и высокую специфичность (95,0% и 85,0%, соответственно). Кроме того, Kim и др. сообщили, что существует значительная межнаблюдательная согласованность в окончательной оценке плотных образований молочной железы при ABVS и HHUS. Большинство других исследований сообщают о том, что частота выявления и диагностическая точность ABVS были схожи или выше по сравнению с HHUS. В отношении злокачественных образований на основе категорий BI-RADS, которые исключительно основаны на ABVS, Tozaki и Fukuma показали аналогичные результаты в сравнении с HHUS. Наши результаты также показали, что существует 100% согласованность при поражении BI-RADS категория 4 или выше, и это подтверждает ту идею, что ABVS имеет диагностическое значение. Было проведено сравнение изображений между двумя методиками для обнаружения доброкачественных и злокачественных поражений, результаты которых представлены на рисунке 4.

Рис. 4. Сравнение автоматизированного ультразвукового сканера всего объема молочной железы (ABVS) и ручного ультразвукового сканирования (HHUS). (А) Сравнение изображений, которые были определены как поражения BIRADS категории 4В при HHUS (A) и ABVS (B). Это поражение было определено как инвазивная протоковая карцинома согласно гистологическому исследованию. Кроме того, дополнительно, при сравнении изображений, данные были интерпретированы как поражение BIRADS категория 3 при HHUS (C) и ABVS (D).

  ABVS имеет преимущество по сравнению с HHUS в том, что она менее зависима от опыта исследователя, имеет превосходную воспроизводимость, и обладает способностью определять местоположение повреждений более точно, путем получения изображения во всем объеме молочной железы. Кроме того, время исследования значительно короче, чем HHUS. В нашем исследовании, среднее время сканирования при ABVS составило 9,8 ± 1,3 минут, в то время как среднее время сканирования HHUS было 19,6 ± 1,6 минут (данные не представлены). Тем не менее, использование ABVS для исследований подмышечной ямки ограничено и, следовательно, диагностика подмышечной области должна быть выполнена дополнительно. Хотя идентификация образований, которые находятся ниже соска, может быть выполнена при 4-скановом способе, при котором молочная железа разделяется поровну на четыре части, каждая из которых включает в себя сканирование соска, существует множество вариаций в настройках, для избегания артефактов, что зависит от опыта эксперта. Чтобы преодолеть эти недостатки, мы проводим общее сканирование поражений с помощью техников, которые имеют хорошую подготовку в технике HUUS, которая дополнительно установлена в ABVS. Затем, изображения оцениваются радиологом (экспертом) во время их интерпретаций. Таким образом, были сделаны попытки, для решения этих проблем. Образования, которые находились ниже соска, исследовали с помощью 4-сканового метода аналогичным образом подобно другим исследованиям. Chang и др. сообщили, что частота обнаружения HHUS маммографически выявленного бессимптомного рака молочной железы при ABVS были от 57,1% до 78,6%, при этом необходим значительный опыт и тренинги для улучшения частоты обнаружения рака при ABVS.

Существуют споры по поводу эффективности ультрасонографии молочной железы в качестве скринингового инструмента. У пациентов с плотной молочной железой, диагностическая частота ММГ уменьшается. Поэтому общеизвестно, что дополнительное использование ультрасонографии молочной железы может повысить диагностическую эффективность. В частности, в Корее, по сравнению с западными странами, доля молодых женщин с раком молочной железы относительно выше, доля плотной молочной железы также относительно выше. По данным исследования, где HHUS была заменена ABVS, ABVS имела преимущества, как инструмент скрининга, так как эта методика не зависит от опыта экспертов, а время самого исследования относительно короче. Тем не менее, наше исследование не было разработано для того, чтобы в полной мере ответить на вопросы скрининга рака молочной железы. Таким образом, если выполняется дополнительное исследование, предполагается, что ABVS заслуживает особого внимания как инструмент скрининга.

Настоящее исследование имеет несколько ограничений. Во-первых, у нас не было гистологических данных о доброкачественных поражений демонстрируемых при ABVS и HHUS. Таким образом, мы не могли вычислить чувствительность и специфичность ABVS и HHUS. Во-вторых, мы не проводили сравнение изображений между ABVS и ММГ. Таким образом, мы не могли определить эффективность ABVS для микрокальцификатов. В-третьих, мы только выполняли динамические исследования с помощью HHUS , и у нас не было данных динамического наблюдения дополнительных поражений, выявленных при ABVS. Эти повреждения должны подвергаться долгосрочному ABVS исследованию для того, чтобы подтвердить его клиническую стабильность. Наконец, наше исследование было проведено в рамках ретроспективного анализа, включает небольшое количество пациентов, а не скрининг всего населения. Таким образом, наше исследование является пилотным для большого проспективного исследования. Хорошо разработанные проспективные исследования являются необходимыми для преодоления недостатков ABVS и изучения его эффективности в диагностике рака молочной железы.

 В заключение, не отмечено никакого существенного различия в характеристике поражений молочной железы при ABVS и HHUS. Кроме этого, ABVS имеет преимущество независимости исследования от опыта экспертов, эта методика может визуализировать молочную железу на протяжении всего поля зрения, а на само исследование тратится меньше времени. Таким образом, это доступный и эффективный метод для клинического применения в диагностике поражений молочной железы.