New Image Processing Technique for Evaluating Breast Microcalcifications

Machado, Priscilla; Eisenbrey, John R.; Cavanaugh, Barbara; Forsberg, Flemming

doi:10.7863/jum.2012.31.6.885

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“…Some authors have reported 95 % sensitivity for the sonographic detection of microcalcifications [7,15], while others consider ultrasound unsuitable for this purpose [12]. Despite good correlation between breast ultrasound and mammography, mammography continues to be superior to ultrasound and remains the gold standard for detecting microcalcifications [3,16]. Following Mostbeck's editorial in the August 2012 issue of this journal, we addressed the question whether better sonographic detection of microcalcifications could improve cancer detection in mammographically dense breasts [4].…”

Section: Zusammenfassung !mentioning

confidence: 99%

Detection of Microcalcifications in Women with Dense Breasts and Hypoechoic Focal Lesions: Comparison of Mammography and Ultrasound

et al. 2014

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Purpose: Microcalcifications in the breasts can point to breast cancer. However, there is great morphologic variety, and microcalcifications do not always correlate with malignancy. We conducted a prospective study to compare ultrasound and mammography in the detection of microcalcifications following sonographic diagnosis of a hypoechoic focal lesion in women with dense breast composition. Materials and Methods: A total of 104 lesions potentially associated with microcalcifications (82 malignant and 23 benign lesions) were included in the study. The breast was examined by ultrasound (9?MHz, Aplio XG/500) with additional use of MicroPure imaging for the demonstration and evaluation of microcalcifications. The presence of a focal lesion was verified and microcalcifications were counted at ultrasound and mammography by blinded readers. The sensitivity and specificity were determined, and ROC analysis and AUC analysis were performed. Results: The women had a median age of 51 years. The average number of microcalcifications detected by sonography (2.12???2.77) and mammography (3.59???6.35) was not significantly different (p?>?0.05). Correlation of the techniques was adequate (Pearson?s r?=?0.616, p?

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Section: Zusammenfassung !mentioning

confidence: 99%

Detection of Microcalcifications in Women with Dense Breasts and Hypoechoic Focal Lesions: Comparison of Mammography and Ultrasound

et al. 2014

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“…However, the current US technology is still considered to be an unreliable method for the detection or evaluation of microcalcifications compared to mammography in clinical use [7], [10], [22]–[27]. A new commercial image processing technique to show more microcalcifications than gray scale US was proposed before, but it was merely an integrated software program that used a filter technique in order to detect only isolated points using higher brightness compared to the surrounding breast tissue [28]. Performers could become confused because of clustered microcalcifications or hyperechoic background including glandular and fibrous tissue [28].…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…A new commercial image processing technique to show more microcalcifications than gray scale US was proposed before, but it was merely an integrated software program that used a filter technique in order to detect only isolated points using higher brightness compared to the surrounding breast tissue [28]. Performers could become confused because of clustered microcalcifications or hyperechoic background including glandular and fibrous tissue [28]. Thus, an imaging technique intrinsically based on microcalcifications is indeed required.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Photoacoustic Imaging of Breast Microcalcifications: A Preliminary Study with 8-Gauge Core-Biopsied Breast Specimens

et al. 2014

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BackgroundWe presented the photoacoustic imaging (PAI) tool and to evaluate whether microcalcifications in breast tissue can be detected on photoacoustic (PA) images.MethodsWe collected 21 cores containing microcalcifications (n = 11, microcalcification group) and none (n = 10, control group) in stereotactic or ultrasound (US) guided 8-gauge vacuum-assisted biopsies. Photoacoustic (PA) images were acquired through ex vivo experiments by transmitting laser pulses with two different wavelengths (700 nm and 800 nm). The presence of microcalcifications in PA images were blindly assessed by two radiologists and compared with specimen mammography. A ratio of the signal amplitude occurring at 700 nm to that occurring at 800 nm was calculated for each PA focus and was called the PAI ratio.ResultsBased on the change of PA signal amplitude between 700 nm and 800 nm, 10 out of 11 specimens containing microcalcifications and 8 out of 10 specimens without calcifications were correctly identified on blind review; the sensitivity, specificity, accuracy, positive predictive and negative predictive values of our blind review were 90.91%, 80.0%, 85.71%, 83.33% and 88.89%. The PAI ratio in the microcalcification group was significantly higher than that in the control group (the median PAI ratio, 2.46 versus 1.11, respectively, P = .001). On subgroup analysis in the microcalcification group, neither malignant diagnosis nor the number or size of calcification-foci was proven to contribute to PAI ratios.ConclusionBreast microcalcifications generated distinguishable PA signals unlike breast tissue without calcifications. So, PAI, a non-ionizing and non-invasive hybrid imaging technique, can be an alternative in overcoming the limitations of conventional US imaging.

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“…Why is this the case? Technical advancements in US have improved the detection of microcalcifications [2, 32,34,52]. According to BI-RADS [59], microcalcifications are characterized as "probably benign", "suspicious abnormality" (amorphous or indistinct calcifications) and "highly suggestive of malignancy" (pleomorphic or heterogeneous calcifications [granular], fine, linear or fine, linear dendritic calcifications), whereby the distribution pattern (clustered, linear, segmented, regional, diffuse/scattered) is an important characterization parameter.…”

mentioning

confidence: 99%

“…Histologie einen axillären Lymphknotenbefall keinesfalls "ausschließen" kann. 32,34,52]. Mikrokalk wird mammografisch nach BI-RADS [59] in "typisch gutartig", "mittelgradig suspekt" (amorphe oder unscharfe Verkalkungen) und "höhere Wahrscheinlichkeit für Malignität" (pleomorphe oder heterogene Verkalkungen [granulär], feine, lineare oder feine, lineare, verästelte Verkalkungen) eingeteilt, wobei das Verteilungsmuster (gruppiert, linear, segmental, regional, diffus/verstreut) ein wichtiger Parameter der Charakterisierung ist.…”

unclassified

Mammasonografie von Mikrokalk – technisch möglich und klinisch relevant?

Mostbeck¹

2012

Ultraschall in Med

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Dieses Heft von Ultraschall in der Medizin – European Journal of Ultrasound – (UiM-EJU) hat unter anderem 4 Arbeiten zum Thema Mammasonografie zum Inhalt 1 2 3 4. Neben der pränatalen Sonografie, die ein Schwerpunkt im Heft 03/2012 von UiM-EJU 5 6 7 8 9 10 ist, und neben der Kontrastmittelsonografie, der ein eigener Supplementband 2012 gewidmet ist 11 12 13 14 15 16 17 18, liegt die Mammasonografie unter den angenommenen Manuskripten in UiM unter den „Top 3“ der sonografischen Subspezialitäten. Grund genug daher, auch diesmal das breite Spektrum der technischen US-Applikationen und klinisch-sonografischen Aspekte der Mammasonografie in einem Editorial zu beleuchten 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58.Dabei sollen 2 Aspekte und Arbeiten besonders beachtet werden, welche die US-gezielte interventionelle Abklärung des Lymphknotenstatus bei Patientinnen mit Mammakarzinom 1 und die sonografische Detektion von Mikrokalk 2 zum Inhalt haben.I. Gruber et al. fassen in einem ausführlichen Review 1 den derzeitigen Stand der sonografischen Technik und klinischen Bedeutung der interventionellen Abklärung (gemeint ist die US-gezielte Gewebediagnose) sonografisch suspekter axillärer Lymphknoten zusammen. Dieses Thema war vor relativ kurzer Zeit auch Inhalt eines Editorials 41, wobei auf eine Arbeit zur dynamischen Kontrastmittelsonografie in der Unterscheidung benigner–maligner Lymphknoten bei Patientinnen mit Mammakarzinom Bezug genommen wurde 42. Denn, so eine der damaligen Schlussfolgerungen: „Finden wir nach sonografischen Kriterien suspekte axilläre Lymphknoten, dann sollten wir diesen Verdacht feingeweblich (bevorzugt Stanzbiopsie) abklären 41. Die Treffsicherheit der Biopsie ist hoch, die Komplikationsrate gering und der positive Nachweis von Lymphknotenmetastasen vermeidet die unnötige Durchführung einer Sentinellymphknoten-Entfernung (SLNE)“ 41. Die vorliegende Übersicht beleuchtet nun die relevante Literatur zur Gewebediagnose suspekter axillärer Lymphknoten 1 beim Mammakarzinom und schlägt einen Stufenplan zur prätherapeutischen Lymphknotenabklärung mittels sonografisch gesteuerter minimalinvasiver Interventionen vor. Dieser Algorithmus sieht zunächst die Anwendung einer Feinnadelaspiration (FNA, Nadeldurchmesser 20G) vor, bei inkonklusivem Ergebnis der FNA dann die Durchführung einer US-gezielten Stanzbiopsie, die bei gleich hoher Spezifität wie die FNA (beide Methoden 100 % oder nahe 100 %) eine etwas höhere Sensitivität aufweist. Die Autoren führen weiter korrekt aus, dass sowohl eine FNA als auch eine Stanzbiopsie mit für Malignität negativer Zytologie bzw. Histologie einen axillären Lymphknotenbefall keinesfalls „ausschließen“ kann. Daher ist der hohe positive Vorhersagewert beider Techniken relevant, der bei positivem Befund für Malignität die SLNE vermeidet. Bei für Malignität negativem Biopsieergebnis sollte die SLNE durchgeführt werden 1. Die in dieser Übersicht gemachte Unterscheidung FNA-Stanzbiopsie ist sicher diskussionswürdig, im klinischen Alltag wird aber sicher individuell (Größe des suspekten Lymphknotens, seine Beziehung zu Gefäßen, Erfahrung des Untersuchers, Verfügbarkeit zytologisch kompetenter Pathologen) zwischen FNA und Stanzbiopsie entschieden werden.Spannend ist die Originalarbeit von T. Fischer et al. 2, welche die sonografische Mikrokalkdetektion in der Mamma zum Inhalt hat. In einer In-vitro-Versuchsanordnung verglichen die Autoren die sonografische Detektion von Mikrokalk in 105 Mamma-Stanzzylindern (unter Verwendung von Frequenzcompounding, Tissue Harmonic Imaging und einer gerätespezifischen software [EMD – easy microcalcification detection, MicroPureTM, Toshiba, Otaware, Japan]) mit der Präparatradiografie und Histologie 2. Während im konventionellen B-Bild keine Darstellbarkeit der Mikroverkalkungen möglich war, konnte Mikrokalk mit EMB erkannt werden, der Mittelwert der Zahl der Verkalkungen im US war 3,5 ± 3,1, der in der Radiografie 4,3 ± 4,8; der Unterschied war nicht signifikant. Allerdings war die Mammografie dem US im Vergleich zum „Goldstandard“ Histologie in der Erkennung von Mikrokalk signifikant überlegen 2. Und subjektiv, schreiben die Autoren, waren besonders feingranuläre Kalkgruppen („cluster“) mit mehr als 14 Einzelverkalkungen mammografisch besser als sonografisch visualisierbar 2. Auch die Größenbestimmung der Verkalkungen war im US problematisch 2. Die Einstellungsstufe 1 (Farbe blau) der EMB-Software wurde gegenüber anderen Einstellungen am angenehmsten empfunden und zeigte geringere Artefakte 2.Ist es also an der Zeit, hochauflösenden US mit modernen US-Techniken zur Verbesserung der räumlichen Auflösung und dedizierter Software statt der Mammografie einzusetzen, um auch die etwa 40 % der nicht palpablen Karzinome mit US zu erfassen, bei denen Mikrokalk das alleinige oder weitgehende Malignitätskriterium ist? Nein, lautet die Antwort, und die Autoren der Studie 2 schreiben auch in der Einleitung sehr richtig, dass „die Mammografie der Goldstandard in der Detektion, Charakterisierung und Lokalisation von Mikrokalk bleibt“. Warum ist das so?Technische US-Weiterentwicklungen verbessern die Erkennbarkeit von Mikrokalk 2 32 34 52. Mikrokalk wird mammografisch nach BI-RADS 59 in „typisch gutartig“, „mittelgradig suspekt“ (amorphe oder unscharfe Verkalkungen) und „höhere Wahrscheinlichkeit für Malignität“ (pleomorphe oder heterogene Verkalkungen [granulär], feine, lineare oder feine, lineare, verästelte Verkalkungen) eingeteilt, wobei das Verteilungsmuster (gruppiert, linear, segmental, regional, diffus/verstreut) ein wichtiger Parameter der Charakterisierung ist. Die BI-RADS-analogen DEGUM-US-Kriterien aus 2006 58 unterscheiden Makrokalk (> 0,5 mm) von Mikrokalk, innerhalb und außerhalb einer Läsion. Das ACR-BI-RADS-US-Lexikon 60 differenziert zwischen Makrokalk und Mikrokalk, letzterem außerhalb und innerhalb eines Herdbefunds. Hier werden hyperechogene Punkte in einem echoarmen Herdbefund als „auffällig“ gewertet 60. Das heißt, die Morphologie der Mikroverkalkungen (und damit die Charakterisierung benigne–maligne) ist im US nicht möglich, was auch die vorgestellte Studie 2 an Mammastanzen zeigt. Es ist auch zu bedenken, dass nicht alle „echoreichen Punkte“ im Mamma-US Mikroverkalkungen sind, sondern dass Kollagenfasern und andere Veränderungen Mikrokalk vortäuschen können 37.Auch wenn in vitro Mikrokalk mit US erfasst werden kann, ist das Ergebnis nicht auf eine „Routine-US-Untersuchung“ der Mamma übertragbar. Manche Autoren meinen, dass insbesondere Kalk in echoarmen Läsionen und dilatierten Milchgängen gut erkannt wird 19 20 21 23 24 25 27 35, während isolierter Mikrokalk ohne umgebenden Herdbefund viel schlechter erfasst werden kann; dazu gibt es auch wenig Literatur. H. Madjar et al. 44 fanden in ihren 21 primär sonografisch entdeckten Karzinomen (von 86 Karzinomen gesamt) lediglich ein duktales Carcinoma in situ (DCIS), die übrigen Karzinome waren invasiv duktal (n = 16), invasiv lobulär (n = 3) und invasiv tubulär (n = 1), also Herdbefunde mit einem mittleren Durchmesser von 12,6 mm. Daher ist der US zum Screening von suspekten Mikroverkalkungen ungeeignet, da etwa 25 % aller im mammografischen Screening gefundenen Karzinome DCIS sind 28. US wird im österreichischen Screeningprogramm (die Einführung ist für 2013 geplant) auch nicht zur Mikrokalkdetektion, sondern zur Verbesserung der Detektion von Karzinomen bei mammografisch dichter Brust (ACR Grad 3 und 4) eingesetzt werden 26 61.Die meisten Studien zum Thema US und Mikrokalk untersuchten daher auch gezielt bereits mammografisch detektierte und bekannte Mikroverkalkungen 19 21 22 23 24 25 27 30 32 33 34 35 37 38, wobei übereinstimmend vor allem der Vorteil einer US-gezielten Stanz- oder Vakuum-Biopsie des Mikrokalks angeführt wird, wenn es gelingt, die mammografisch sichtbaren Mikroverkalkungen auch sonografisch zuzuordnen. Das Thema ist sicher weiter in Diskussion, und auch sehr schlechte Ergebnisse für die US-Detektion von mammografisch sichtbarem Mikrokalk wurden berichtet 38. Auf der anderen Seite des Spektrums steht eine rezente Publikation, die den sinnvollen Einsatz von US (zusammen mit der Mammografie) bei DCIS im Rahmen der brusterhaltenden Operation beschreibt 36.Der letzte Satz in der Arbeit von T. Fischer et al. lautet: „Die Mammografie bleibt der Goldstandard zur Detektion von Mikrokalk“ 2. Dieses Statement könnte bald durch die überlagerungsfreie digitale Tomosynthese der Brust falsifiziert werden. Wir sollten aber das Erscheinungsbild von Mikrokalk im US innerhalb und außerhalb von Herdbefunden kennen, um US vor allem in der US-geleiteten Gewebediagnose dieser Veränderungen schonend für die Patientinnen und ökonomisch einsetzen zu können.

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New Image Processing Technique for Evaluating Breast Microcalcifications

Abstract: MicroPure imaging identified significantly more breast microcalcifications than gray scale US.

Cited by 26 publications

References 39 publications

Detection of Microcalcifications in Women with Dense Breasts and Hypoechoic Focal Lesions: Comparison of Mammography and Ultrasound

Detection of Microcalcifications in Women with Dense Breasts and Hypoechoic Focal Lesions: Comparison of Mammography and Ultrasound

Photoacoustic Imaging of Breast Microcalcifications: A Preliminary Study with 8-Gauge Core-Biopsied Breast Specimens

Mammasonografie von Mikrokalk – technisch möglich und klinisch relevant?

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