КЛІНІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ АВТОМАТИЗОВАНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО СКАНЕРА ВСЬОГО ОБ’ЄМУ МОЛОЧНОЇ ЗАЛОЗИ: ПІЛОТНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ 139 КЛІНІЧНИХ ВИПАДКІВ

 Існує значне узгодження в оцінці уражень молочної залози при ABVS і HHUS. ABVS має перевагу високої діагностичної точності, експерт-незалежної оцінки, багатозрізової візуалізації всієї молочної залози і, при цьому, є менш трудомісткою технікою. Наші результати показують, що ABVS може бути корисною технікою в діагностиці уражень молочної залози.

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

Відділення хірургії медичної школи національного університету Chonbuk, Чонджу; Науково–дослідний інститут клінічної медицини, Національний науково–дослідний інститут Chonbuk, національний університетський шпиталь Chonbuk, Чонджу; відділ радіології медичної школи національного університету Chonbuk, Чонджу, Південна Корея

 Мета: метою даного дослідження є оцінка клінічної ефективності автоматизованого ультразвукового сканера всього об’єму молочної залози (automated breast volume scanner – ABVS) для виявлення та діагностування уражень молочної залози.

Методи: з грудня 2010 року по січень 2012 року було виконано двосторонні повноцінні дослідження молочної залози за допомогою ABVS у 139 жінок. Спираючись на категорії системи інтерпретації і протоколювання візуалізації молочної залози (Breast Imaging Reporting and Data System – BI-RADS), ураження молочної залози оцінювалися на реконструкціях коронарних багатоплощинних зображень з використанням робочої станції ABVS. Потім було проведено порівняння результатів дослідження з зображеннями при звичайному ручному ультразвуковому скануванні (HHUS). Гістологічні дослідження виконувалися при ураженнях 4 і 5 категорії при BI-RADS.

Результати: всього було виявлено 453 ураження при ABVS. При HHUS, було виявлено 33 нових ураження, але при цьому 69 уражень не було виявлено. BI-RADS категорії 2 і 3 відповідали таким при ABVS на 73,5% (61/83) і 85,4% (276/323). У 47 випадках уражень 4 або 5 категорії BI-RADS був точний збіг з такими при ABVS. Крім того, 47 випадків ураження молочної залози були класифіковані, як BI-RADS категорії 4 і 5, яким була виконана кор-біопсія під ультразвуковим наведенням. Злоякісні ураження BI-RADS категорії 4 і 5 показали наступний розподіл: 2/27 (7,4%) – 4А, 4/5 (80%) – 4В, 2/2 (100%) – 4С і 13/13 (100 %) – 5. ABVS показала 21 істинний позитивний результат і позитивну прогностичну цінність 44,7% (21/47).

Висновок: існує значне узгодження в оцінці уражень молочної залози при ABVS і HHUS. ABVS має перевагу високої діагностичної точності, експерт-незалежної оцінки, багатозрізової візуалізації всієї молочної залози і, при цьому, є менш трудомісткою технікою. Наші результати показують, що ABVS може бути корисною технікою в діагностиці уражень молочної залози.

 ВСТУП

  При дослідженні пацієнтів з раком молочної залози зазвичай застосовується мамографія (ММГ) і ультрасонографія молочних залоз. Магнітно-резонансна томографія молочної залози додатково використовується для визначення можливості виконання операції із збереженням молочної залози і TNM стадії перед операцією. При цьому ММГ прийнята в якості єдиного методу діагностики, який дозволяє знизити смертність від раку молочної залози. Тим не менш, низька чутливість ММГ для жорстких тканин молочної залози, жінок молодше 50 років і раку малих розмірів, залишається основним обмеженням методики. Ультрасонографія молочної залози має перевагу в зв’язку з тим, що експерти можуть досліджувати новоутворення в будь-яких локалізаціях, диференціювати форму і консистенцію новоутворення і регулювати сигнал-шум на основі набутого досвіду. Також великою перевагою є і те, що молочна залоза і пахвова западина можуть бути оцінені в процесі одного дослідження. Тим часом, були підтверджені ефективність і точність сонографії, а сама методика була визначена в якості основної діагностичної модальності для раку молочної залози. Дані досліджень сильно залежать від експертів і, тому, можуть бути відхилення в точності, що залежить від досвіду експерта. Крім того, додатковим недоліком є необхідність великих витрат часу і погана відтворюваність.

Щоб подолати ці недоліки ультрасонографії молочної залози, недавно була впроваджена сучасна система – автоматизована тривимірна (3D) ультрасонографія молочної залози. Автоматизований ультразвуковий сканер всього об’єму молочної залози ABVS ACUSON S2000 (Siemens, Берлін, Німеччина) відноситься до однієї з цих систем. Ця система отримує цілий ряд послідовних картинок в B-режимі і реконструює їх в 3D набір даних усього об’єму молочної залози. Ці дані можуть бути відправлені на окрему робочу станцію, де можуть бути проаналізовані радіологом. Апаратом може керувати медичний технік або радіолог. Зображення при ABVS мають хорошу доступність і якість, і тому були запропоновані в якості ефективних даних для скринінгу раку молочної залози.

Однак діагностичне значення цієї нової техніки не було повністю обговорено в попередніх доповідях. Таким чином, ми провели це дослідження, щоб оцінити клінічну ефективність ABVS у виявленні та діагностиці ракових уражень молочної залози в порівнянні з портативною ультрасонографією (HHUS) в реальній клінічній обстановці.

 МЕТОДИ

 У період, починаючи з грудня 2010 року по січень 2012, були виконані двосторонні дослідження молочної залози за допомогою ABVS і HHUS у 139 жінок. Пацієнти, які були направлені в наш шпиталь через специфічні діагностичні симптоми, такі як: біль у молочній залозі, пальповані утворення і підозрілі ураження молочної залози, були обстежені за допомогою ММГ або ультрасонографії. Ми виключили пацієнтів, у яких вже був діагностований рак молочної залози і вони мали в анамнезі операції на молочній залозі або супутні захворювання, такі як захворювання шкіри.

У цьому дослідженні ми використовували ACUSON S2000 ABVS в поєднанні з 14L5BV датчиком (14 МГц 15,4 см), який спеціально розроблений для цього обладнання (рис. 1).

Рис. 1. Автоматизований ультразвуковий сканер всього об’єму молочної залози (automated breast volume scanner – ABVS) система (ACUSON S2000; Siemens, Berlin, Germany). (А) Загальний вигляд системи ABVS. (В) 14L5BV датчик (14 МГц, 15,4 см), який був розроблений спеціально для ABVS.

 Датчик має 768 п’єзоелектричних кристалів і характеризується можливістю автоматичного сканування зони 6 см глибиною і шириною 16.8 см, і генерувати 318 зображень високої роздільної здатності товщиною до 0,5 мм. Крім того, він також має різні особливості та функції, включаючи Tissue Harmonic Imaging (технологія виділення гармонійної складової коливань внутрішніх органів, викликаних проходженням крізь тіло базового ультразвукового імпульсу) для оптимізації зображення, Advanced SieClearTM (Siemens) просторове складання, динамічне підвищення контрастності тканин, корекція зображення нижче соска і автокорекція яскравості 3D зображення. Разом з цими характеристиками і функціями, зображення реконструюються таким чином, щоб вся молочна залоза могла бути візуалізованою з різних сторін та за умови вторинного сканування в режимі реального часу. У пацієнтів в положенні лежачи на спині був використаний клин для того, щоб зробити більш плоскою молочну залозу, підвівши її до очікуваного розміру (2,5 см для А, 4 см для B, 4,5 см для D і 5,5 см для D +). Час сканування становить одну хвилину за позицію, при цьому застосовується незначний тиск на молочну залозу, щоб запобігти її руху. Три стандартні проекції (коронарні, поздовжні і поперечні проекції) були взяті для кожного дослідження, щоб гарантувати те, що вся молочна залоза була покрита датчиком. У передньо-задній позиції стрілка датчика розміщується у центрі соска і фіксується перед скануванням. Для положення на боці, підставка встановлювалася, щоб підштовхнути тканину молочної залози від пахви до грудини і фіксувати перед скануванням. Для медіальної позиції, підставка встановлювалася, щоб підштовхнути тканину молочної залози від грудини до пахвової западини і фіксувати перед скануванням. Отримані об’ємні дані переносяться від ACUSON S2000 ABVS на робочу станцію, а потім відображаються в мультипроекційних реконструкціях (Рис. 2).

Рис. 2. Мультипланарна реконструкція об’ємних даних, що відображаються на автоматизованому ультразвуковому сканері всього об’єму молочної залози. (А) Зображення “три в одному” , які забезпечують подальшу мультипланарну реконструкцію з використанням робочої станції. Коронарна проекція (ліворуч), поздовжня (праворуч, вгорі) і поперечна проекція (праворуч, знизу) синхронно відображаються на екрані. (B) Багатозрізова проекція, яка була розроблена для створення серійних зрізів загальної картини молочної залози, подібно до комп’ютерної томографії.

 У всіх пацієнтів, HHUS було виконано після ABVS дослідження. HHUS проводили з використанням Acuson Sequoia 512 (Siemens Medical Solutions, Mountain View) з лінійним датчиком 17L5HD на частоті 15 МГц в центрі сірої шкали. Пацієнти знаходилися в положенні лежачи на спині з іпсілатерально піднятою рукою над головою. Всі дослідження були проведені ультрасонографічним датчиком, орієнтованим перпендикулярно до стінки грудної клітки. Всі зображення записувалися в цифровому вигляді. Для обох методів візуалізації, радіолог описував форму, орієнтацію, краї, ехогенність, ехоструктуру, задню акустичну передачу, межу ехо і наявність кальцинатів в утворенні. Радіолог потім проводить, відповідно до системи BI-RADS, остаточну стадійну оцінку від категорії 1 (негативна) до категорії 5 (дуже характерно для злоякісності). Ми не класифікуємо ураження як BI-RADS 0, поки при ультрасонографічному дослідженні не завершиться оцінка всіх уражень.

BI-RADS категорії з 1 по 3 були об’єднані і оцінювалися як доброякісні, а категорії 4 і 5 оцінювалися як злоякісні. Проводилися порівняння реконструкцій зображень в коронарній мультипланарній площині і даних HHUS, з використанням ABVS робочої станції. Результати дослідження пахвової ділянки були виключені з порівняння. Було також проведено порівняння жорсткості утворень. Якщо новоутворення були класифіковані в категорію 4А BI-RADS або вище при ABVS або HHUS, обов’язково виконувалося гістологічне дослідження за допомогою кор-біопсії під ультрасонографічним контролем. Аналіз зображень проводився досвідченими радіологами. Це дослідження було схвалено наглядовою радою нашої установи (IRB підтвердження № 2012-10-026).

Отримані результати при ABVS порівнювали з результатами при HHUS. Ці дані були проаналізовані за допомогою описової статистики. Ступінь кореляції і позитивні прогностичні значення були розраховані для ABVS. Для статистичного аналізу був використаний пакет програмного забезпечення SPSS Statistics версії 17.0 (SPSS Inc., Chicago, USA).

 РЕЗУЛЬТАТИ

Всього 453 ураження було виявлено при ABVS (BI-RADS категорія 3 або нижче – 406; 4A або вище – 47). Крім того, в загальній складності 417 утворень було виявлено при HHUS (BI-RADS категорія 3 або нижче – 370; 4A або вище – 47) (Таблиця 1).

Таблиця 1. Кількість виявлених пухлин молочної залози на автоматизованому ультразвуковому сканері всього об’єму молочної залози і ручному ультразвуковому скануванні

BIRADS = система інтерпретації і протоколювання візуалізації молочної залози; ABVS = автоматизований ультразвуковий сканер всього об’єму молочної залози; HHUS = ручне ультразвукове сканування.

Після порівняння результатів двох досліджень, було виявлено 33 нових ураження у 24 пацієнтів, а 69 уражень не були виявлені у 25 пацієнтів при HHUS, всі з яких були категорії BI-RADS 3 або нижче (Рис. 3).

Рис. 3. Пухлина молочної залози на автоматизованому ультразвуковому сканері всього обсягу молочної залози (ABVS) і ручному скануванні (HHUS). Крім того, 67 уражень були виявлені при ABVS, а 33 ураження були виявлені при HHUS.

 Ми досліджували ступінь кореляції між ураженнями, які класифікувалися на основі категорій BI-RADS. При порівнянні з HHUS дослідженням, ураження BI-RADS категорії 2 і 3 були порівнянні з такими при ABVS в 73,5% (61/83) і 85,4% (276/323), відповідно. У 47 випадках уражень BI-RADS категорії 4 або 5, був точний збіг з таким при ABVS. Всі відповідні ураження мали схожі ультразвукові ознаки. В усіх випадках уражень BI-RADS категорія 4 або 5, діагноз був поставлений при гістологічному дослідженні. Гістологічні діагнози включали: 18 інвазивних протокових карцином, 3 протокові карциноми in situ, 17 фіброкістозних уражень, 5 фіброаденом, 2 внутрішньопротокові папіломи, 1 гамартому і 1 хронічний гранульоматозний мастит.

На підставі кожної категорії, частка злоякісних новоутворень була 7,4% (2/27) в ураженнях BI-RADS категорії 4А, 80% (4/5) в ураженнях BI-RADS категорії 4B, 100% (2/2) в вогнищах ураження BI-RADS категорії 4С і 100% (13/13) в ураженнях BI-RADS категорії 5 (Таблиця 2).

 Таблиця 2. Гістологічний діагноз відповідно до класифікації системи інтерпретації і протоколювання візуалізації молочної залози

BI-RADS = система інтерпретації і протоколювання візуалізації молочної залози

 ABVS показали 21 істинно позитивних результати, 26 хибно позитивних, а позитивна прогностична цінність склала 44,7% (21/47). Ніяких додаткових злоякісних уражень не було виявлено при BI-RADS категорії 2 і 3 протягом від 14 до 27 місяців динамічного спостереження при HHUS.

 ОБГОВОРЕННЯ

 В якості скринінгового тесту раку молочної залози широко застосовується ММГ. Ультрасонографія молочної залози відіграє важливу і специфіко-визначальну роль в якості додаткового методу до ММГ, а також збільшує діагностичну точність. З тих пір, як ультрасонографія вперше була використана в медичних цілях у 1952 році, вона зазнала значних технічних змін і була використана в багатьох конкретних галузях медицини. З сучасними досягненнями та універсалізацією діагностичних систем, сфера використання ультрасонографії, частота її застосування були значно збільшені. Ультрасонографія молочної залози в даний час використовується в якості стандартного діагностичного методу для жінок з клінічно або рентгенологічно виявленими підозрілими ураженнями молочної залози. HHUS є золотим стандартом для цього дослідження. Проте, як відомо, HHUS має значні недоліки, а саме те, що результат сильно залежить від досвіду експерта, на дослідження витрачається багато часу, а саме воно має погану відтворюваність.

Концепція автоматизованої ультрасонографії молочної залози відноситься до 1970 року, коли першими про застосування подібної системи повідомили Maturo та ін. ABVS техніка ефективна для автоматичного отримання 3D зображення високої роздільної здатності для всієї тканини молочної залози за короткий час обстеження (близько 10 хвилин). Всі зображення можуть бути проаналізовані з використанням даних DICOM, і таким чином недоліки, які є у HHUS, можуть бути подолані. Тим не менш, ABVS далеко від рутинного використання в медичній практиці, тому точність цієї методики і її ефективність не може бути остаточно оцінена. На цьому тлі, ми представили наш початковий досвід використання останнього покоління автоматизованої ультрасонографічної системи молочної залози ACUSON S2000 ABVS і порівняли зображення між методиками HHUS і ABVS. Таким чином, ми оцінили діагностичну точність ABVS в порівнянні з HHUS.

Наші результати показали, що частота відповідності між ABVS і HHUS зображеннями при ураженні BI-RADS категорії 2 або 3 склала 66,2% і 100% в ураженні BI-RADS категорії 4 або 5. На підставі категорії 4 і 5, у ABVS було позитивне прогностичне значення 44,7% і ці результати були ідентичні HHUS. Позитивне прогностичне значення уражень BI-RADS категорії 4С і 5 було 100%, відповідно. Результати нашого дослідження схожі з результатами робіт інших груп. Wang та ін. повідомили, що діагностична точність ABVS і HHUS в диференціальній діагностиці доброякісних і злоякісних уражень молочної залози майже ідентичні. У дослідженні 81 пацієнтів Lin та ін., ABVS і HHUS показали високу чутливість (обидва 100%) і високу специфічність (95,0% і 85,0%, відповідно). Крім того, Kim та ін. повідомили, що існує значна міждослідницька узгодженість в остаточній оцінці жорстких утворень молочної залози при ABVS і HHUS. Більшість інших досліджень повідомляють про те, що частота виявлення та діагностична точність ABVS були схожі або вище в порівнянні з HHUS. Відносно злоякісних утворень на основі категорій BI-RADS, які виключно засновані на ABVS, Tozaki і Fukuma показали аналогічні результати в порівнянні з HHUS. Наші результати також показали, що існує 100% узгодженість при ураженні BI-RADS категорії 4 або вище, і це підтверджує ту ідею, що ABVS має діагностичне значення. Було проведено порівняння зображень між двома методиками для виявлення доброякісних і злоякісних уражень, результати яких представлені на рис. 4.

Рис. 4. Порівняння автоматизованого ультразвукового сканера всього об’єму молочної залози (ABVS) і ручного ультразвукового сканування (HHUS). (А) Порівняння зображень, які були визначені як ураження BIRADS категорії 4В при HHUS (A) і ABVS (B). Це ураження було визначено, як інвазивна протокова карцинома згідно гістологічного дослідження. Крім того додатково, при порівнянні зображень, дані були інтерпретовані як ураження BIRADS категорії 3 при HHUS (C) і ABVS (D).

ABVS має перевагу в порівнянні з HHUS в тому, що вона менш залежна від досвіду дослідника, має чудову відтворюваність, і має здатність визначати місце розташування ушкоджень більш точно, шляхом отримання зображення у всьому об’ємі молочної залози. Крім того, час дослідження значно коротший, ніж HHUS. У нашому дослідженні, середній час сканування при ABVS склав 9,8 ± 1,3 хвилин, в той час як середній час сканування HHUS був 19,6 ± 1,6 хвилин (дані не представлені). Тим не менш, використання ABVS для досліджень пахвової ямки обмежена, тому діагностика пахвової області повинна бути виконана додатково. Хоча ідентифікація утворень, які знаходяться нижче соска може бути виконана при 4-скановому способі, при якому молочна залоза розділяється порівну на чотири частини, кожна з яких включає в себе сканування соска, існує безліч варіацій в настройках, для уникнення артефактів, що залежить від досвіду експерта. Щоб подолати ці недоліки, ми проводимо загальне сканування уражень за допомогою техніків, які мають хорошу підготовку в техніці HUUS, яка додатково встановлена ​​в ABVS. Потім, зображення оцінюються радіологом (експертом) під час їх інтерпретації. Таким чином, були зроблені спроби, для вирішення цих проблем. Утворення, які перебували нижче соска, досліджували за допомогою 4-сканового методу аналогічним чином подібно іншим дослідженням. Chang та ін. повідомили, що частота виявлення HHUS мамографічно виявленого безсимптомного раку молочної залози при ABVS були від 57,1% до 78,6%, при цьому необхідний значний досвід та тренінги для поліпшення частоти виявлення раку при ABVS.

Існують суперечки з приводу ефективності ультрасонографії молочної залози як скринінгового інструменту. У пацієнтів з жорсткою молочною залозою, діагностична частота ММГ зменшується. Тому загальновідомо, що додаткове використання ультрасонографії молочної залози може підвищити діагностичну ефективність. Зокрема, в Кореї, в порівнянні із західними країнами, частка молодих жінок з раком молочної залози дещо вища, частка жорсткої молочної залози також дещо вища. За даними дослідження, де HHUS була замінена ABVS, ABVS мала переваги, як інструмент скринінгу, так як ця методика не залежить від досвіду експертів, а час самого дослідження дещо коротший. Тим не менш, наше дослідження не було розроблено для того, щоб повною мірою відповісти на питання скринінгу раку молочної залози. Таким чином, якщо виконується додаткове дослідження, передбачається, що ABVS заслуговує особливої уваги як інструмент скринінгу.

Дане дослідження має кілька обмежень. По-перше, у нас не було гістологічних даних про доброякісні ураження, що були демонстровані при ABVS і HHUS. Таким чином, ми не могли вирахувати чутливість та специфічність ABVS і HHUS. По-друге, ми не проводили порівняння зображень між ABVS і ММГ. Таким чином, ми не могли визначити ефективність ABVS для мікрокальцифікатів. По-третє, ми тільки виконували динамічні дослідження за допомогою HHUS і у нас не було даних динамічного спостереження додаткових уражень, виявлених при ABVS. Ці ураження повинні піддаватися довгостроковому ABVS дослідженню для того, щоб підтвердити його клінічну стабільність. Нарешті, наше дослідження було проведено в рамках ретроспективного аналізу, включає малу кількість пацієнтів, а не скринінг всього населення. Таким чином, наше дослідження є пілотним для великого проспективного дослідження. Добре розроблені проспективні дослідження є необхідними для подолання недоліків ABVS  та  вивчення його ефективності в діагностиці раку молочної залози.

На закінчення, не відзначено жодної суттєвої відмінності в характеристиці уражень молочної залози при ABVS і HHUS. Крім цього, ABVS має перевагу незалежності дослідження від досвіду експертів, ця методика може візуалізувати молочну залозу впродовж всього поля зору, а на саме дослідження витрачається менше часу. Таким чином, це доступний і ефективний метод для клінічного застосування в діагностиці уражень молочної залози.