Первый опыт томосинтеза для повышения диагностической эффективности заболеваний молочной железы

Сложности рентгенологической диагностики заболеваний молочной железы связаны с особенностями интерпретации структурных элементов тканей, близких по плотности [1]. Для целей повышения информативности рентгеновского изображения разработаны специальные маммографические аппараты, снабженные рентгеновскими трубками с молибденовым анодом, генерирующим мягкое характеристическое излучение, адекватное для такого мягкотканного органа, как молочная железа. Первым отечественным специализированным рентгеновским аппаратом в 80-х годах стал микрофокусный маммограф «Электроника» [2]. Однако недостаточное разрешение не позволяло получить качественное изображение, что требовало усовершенствования аппаратуры. Дальнейшее усовершенствование шло по направлению улучшения качества изображения, повышения чувствительности приемников излучения. С переходом на цифровую маммографию врач получил возможность самостоятельно на мониторе получать и корректировать необходимые характеристики изображения. Появились такие опции, как увеличение, инверсия и др., что существенно повысило диагностическую ценность метода и подняло на качественно новый уровень организацию деятельности маммологических кабинетов [3, 5]. Вместе с тем остаются сложности в интерпретации изображения объемного объекта за счет суперпозиции тканевых структур, находящихся в разных плоскостях [4, 6], что приводит к необходимости дополнительных укладок и прицельной рентгенографии. Этого недостатка можно избежать, используя специальную опцию томосинтеза [7, 8], позволяющую выполнить серию снимков при сохранении компрессии молочной железы с последующим преобразованием их в серию томограмм. В настоящее время в мире насчитывается около 200 маммографов, снабженных опцией томосинтеза.

Цель исследования: определить диагностические возможности томосинтеза молочной железы, показания к применению.

Материал и методы

С целью оценить информативность томосинтеза было проведено обследование 160 женщин как с различными заболеваниями молочной железы — 118 (74%), так и без жалоб с целью скрининга — 42 (26%). Обследуемые были в разных возрастных периодах от 35 до 73 лет, что позволяло изучить особенности получения изображения на срезах структурных элементов разной плотности, характерных для женского репродуктивного возраста, а также — с жировой инволюцией.

Для изучения более широкого диапазона возможностей томосинтеза проводили как бесконтрастную маммографию, так и с использованием контрастных веществ — дуктографию.

В комплекс обследования входили физикальные методы исследования, неинвазивные, инвазивные рентгенологические и ультразвуковые методики исследования, при необходимости цитологическое и гистологическое исследования. Наибольшее значение для уточненной диагностики имело рентгенологическое исследование. Маммография выполнялась в двух проекциях — краниокаудальной и косой. Изображения оценивались на врачебной рабочей станции с разрешением матрицы мониторов 5 Мпикселей.

При выделениях из сосков молочных желез 9 пациенткам выполнена дуктография (односторонняя у 8, двухсторонняя у одной). В качестве контрастного вещества использовали Ультравист-370 в количестве от 0,2 до 0,5 мл. Контрастный препарат вводился одноразовой системой для галактографии с предварительным бужированием протоков с целью максимального расширения их просвета.

Рентгенологическое исследование проводилось на аппарате Selenia Dimensions 3D в комбинированном режиме (при одной компрессии проводилась стандартная маммография и 3D-маммография — «ТОМО»). В режиме «TOMO» маммограф выполнял серию из 15 снимков с поворотом рентгеновской трубки от –7,50 до +7,50 относительно приемника (рис. 1). Программная оболочка рабочей станции выводит полученные данные в трех вариантах: стандартная маммограмма, серия изображений из 15 маммограмм, выполненных под различным углом, и реконструкция серии. В результате реконструкции формировалась серия изображений молочной железы параллельно приемнику излучения с шагом в 1 мм.

При просмотре каждого варианта изображений доступны все стандартные инструменты, применяемые в оценке цифрового изображения: увеличение, лупа, изменение контрастности и яркости, инверсия, измерение объектов и др.

Снимки в режиме томосинтеза производились в условиях пониженной экспозиции с уменьшением количества мАс (экспозиция

измеряется произведением силы тока в рентгеновской трубке (мА) на выдержку (c) и выражается в миллиамперсекундах (мАс)) и той же мощности на рентгеновской трубке по сравнению со стандартной маммографией. Это позволяло практически не увеличивать эффективную дозу на пациента при выполнении серии из 15 снимков. Доза на ткань молочной железы составила в среднем как на серию томограмм, так и в стандартном 2D-режиме 1,2 мГр (эффективная доза излучения — 0,18 мЗв) [9].

Результаты

Методические особенности томосинтеза.

Всем пациенткам была выполнена маммография обеих молочных желез в двух проекциях в комбинированном режиме: в условиях компрессии молочной железы последовательно выполнялась серия «ТОМО» и стандартная маммография, после чего осуществлялась автоматическая декомпрессия. Получая таким образом изображения, врач имел возможность работать с тремя массивами данных одной проекции молочной железы. При выведении на один рабочий монитор обзорной маммограммы, а на другой реконструированных срезов молочной железы возможно сравнение изображений и выделение того среза, на уровне которого четче выявлялось образование, видимое на стандартной маммограмме. Также возможна оценка серии из 15 необработанных маммограмм при движении рентгеновской трубки на 15°. Просмотр стандартных маммограмм осуществлялся по схеме. Оценивалось сначала изображение в оригинальном размере, далее с 2-кратным увеличением последовательно по квадрантам (верхненаружный, верхневнутренний, нижневнутренний, нижненаружный) и в завершение в режиме инверсии. Далее прицельно с использованием «лупы» оценивались отдельные зоны интереса. На два монитора выводились сначала изображения обеих молочных желез в прямой проекции, затем — в косой проекции. Далее переходили в режим томосинтеза, где программа позволяла использовать те же инструменты просмотра.

С целью сравнения информативности стандартной маммографии и томосинтеза обследовано 160 женщин. У 24 выявлена фиброзно-жировая инволюция, у 136 — диффузная мастопатия различной степени выраженности. На стандартных маммограммах на фоне диффузных изменений узловые образования и кальцинаты выявлены у 128 пациенток (80%), в режиме томосинтеза у 135 (84%). Так, реконструкция изображения дала дополнительную информацию к стандартной маммографии у 9 больных, где у 5 из них из-за плотного фона непальпируемые образования не были выявлены. Участки, заподозренные на маммограммах 5 больных, напоминающие тяжистую перестройку, на серии срезов были исключены, поскольку их формированию способствовало наложнение изображения различных структурных элементов молочной железы. Режим томосинтеза позволял уточнить характер контуров выявленных непальпируемых образований. Так, у 13 женщин на маммограммах выявлены образования местами с нечеткими (7,8%) и лучистыми контурами (2,3%). При просмотре послойных изображений контуры этих образований четко визуализировались на протяжении всего объема, что дало возможность исключить подозрение на инфильтративный рост выявленных образований, благодаря четкости изображенных структурных элементов на каждом срезе (рис. 2).

Наибольшие сложности дифференциальной диагностики возникают при выявлении участков скопления микрокальцинатов. Важнейшей задачей является оценка их природы. У 20,5% (33) женщин выявлены единичные кальцинаты в молочных железах. Участки скопления кальцинатов на маммограммах выявлены в 12,5% случаев (20 женщин), при томосинтезе в 15% (24). У 9 человек изменения на отдельных срезах представлялись более убедительными, поскольку визуализировалось большее количество кальцинатов за счет исключения суперпозиции тканей (рис. 3). У 2 пациенток напротив, высокая плотность скопления обызвествлений была обусловлена наложением двух небольших полей кальцинатов средней величины, находящихся на разных срезах (на разных уровнях) (табл.).

Пациенткам с сецернирующими молочными железами выполнено 10 дуктографий. У 7 больных были выявлены внутрипротоковые изменения на серии томограмм, а классическая дуктография выявила изменения лишь у 5 больных (рис. 4). Благодаря отсутствию эффекта суперпозиции тканей, послойная визуализация контуров протоков была более четкой, что позволило выявить большее количество дефектов наполнения в просвете млечного протока. Положительным моментом является возможность увидеть взаимное расположение протоков относительно друг друга. Это уточнило топическую диагностику внутрипротоковых разрастаний при наложении протоков друг на друга на двухмерной маммограмме.

При анализе изображений на серии томограмм в каждом срезе четко виден только тот проток, который расположен на уровне данного среза. Это дает возможность выявить мельчайшие дефекты наполнения вдоль стенки протока от 0,5 мм с высокой четкостью. А использование режима серии нативных изображений под различными углами позволяет оценить взаимное расположение протоков относительно друг друга и исследовать зоны разветвлений.

Выводы

1. Применение томосинтеза в лучевой диагностике заболеваний молочной железы расширяет возможности рентгенологического метода.
2. На 4% повышает информативность выявления узловых образований.
3. На 3% улучшает дифференциальную диагностику заболеваний, сопровождающихся скоплением кальцинатов.
4. Исключает потребность в проведении дополнительных исследований (прицельная маммография, дополнительные укладки).
5. Сокращает время обследования при несущественном повышении дозовой нагрузки.
6. Технология томосинтеза исключает в ряде случаев гипердиагностику, снижая число инвазивных вмешательств для уточнения природы изменений.
7. Удлиняет интервалы мониторинга за счет повышения качества диагностики.

Литература

1. Рожкова Н. И. Рентгендиагностика заболеваний молочной железы. М.: Медицина. 1993. 224 с.
2. Рожкова Н. И., Кочетова Г. П. Особенности работы маммографического кабинета с CR-комплексом для цифровой маммографии // Мед. техн. 2007. № 5. С. 32–35.
3. Amarpreet S. C., Joseph Y. Lo, Jay A. B., Ehsan S. Optimized image acquisition for breast tomosynthesis in projection and reconstruction space // Medical Physics. 2010, 37 (3). P. 1004–1016.
4. Shafer C. M., Samei E., Lo J. Y. The quantitative potential for breast tomosynthesis imaging // Medical Physics. 2010. Vol. 37. № 3: с. 1004–1016.
5. Gur D. Tomosynthesis: potential clinical role in breast imaging // AJR 2007. 189 (3). Р. 616–623.
6. Good W. F., Abrams G. S., Catullo V. J., Chough D. M., Gannott M. A. Hakim C. M., Gur D. Digital breast tomosynthesis: a pilot observer study // AJR. 2008. 190 (4). Р. 865–869.
7. Sidky E. Y., Pan X., Reiser I. S., Nishikawa R. M. Enhanced imaging of microcalcifications in digital breast tomosynthesis through improved image-reconstruction algorithms // Medical Physics. 2009. 11 (36). P. 4920–4932.
8. Wu G., Mainprize J., Yaffe M. Characterization of projection ordering in iterative reconstruction methods for breast tomosynthesis. Proceedings of International Workshop on Digital Mammography (IWDM). Springer, Berlin/Heidelberg. 2008. Vol. 9. P. 601–605.
9. Dance D. R., Young K. C., van Engen R. E. Further factors for the estimation of mean glandular dose using the United Kingdom, European and IAEA breast dosimetry protocols // Phys. med. biol. 2009. 54 (14). P. 4361–4372.

В. А. Солодкий, доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАМН
Н. И. Рожкова, доктор медицинских наук, профессор
М. Л. Мазо, кандидат медицинских наук

ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии», Москва

Контактная информация об авторах для переписки: m_mazo@mail.ru