Применение технологии сдвиговой эластографии S-Shearwave Imaging™ при УЗИ молочной железы

Авторы: Tommaso Vincenzo Bartolotta, Alessia Angela Maria Orlando, Jung Hyun Yoon

Журнал: SonoAce Ultrasound №35 Рубрика: Технологии, методики и стандарты

Введение

Соноэластография представляет собой неинвазивный метод оценки механических свойств мягких тканей посредством ультразвука. Он позволяет получить качественную и количественную информацию об эластичности ткани в ответ на приложенное усилие.

Опухолевая ткань при раке молочной железы обычно более жесткая, чем окружающая фиброгландулярная ткань. На этой основе разработаны методы эластографии для описания и классификации очаговых поражений молочной железы (FBL). Исследования показывают, что эластография сдвиговой волной (SWE) повышает специфичность УЗИ при оценке FBL и позволяет избежать ненужных биопсий.

Двухмерная SWE (2D-SWE) — это неинвазивный метод, применяющий динамическое усилие, индуцируемое ультразвуком, для генерирования сдвиговых волн, распространяющихся перпендикулярно траектории УЗ-луча. Измеряя скорость сдвиговых волн в тканях, можно количественно оценить их жесткость. Чем выше скорость сдвиговых волн, тем выше жесткость исследуемой ткани.

Данные о жесткости представляются в виде значений скорости (cs, м/с) или преобразуются в килопаскали (кПа) с помощью модуля Юнга: E = 3ρcs², где ρ — плотность ткани.

В процедуре 2D-SWE проводится воспроизводимое количественное измерение эластичности ткани, рассматриваемое как надежная и клинически приемлемая диагностическая информация при диагностике новообразований молочной железы.

Технология S-Shearwave Imaging™ (Samsung Medison, Корея) позволяет отображать жесткость в режиме реального времени путем наложения цветного слоя на изображение в B-режиме. Для измерения жесткости необходимо указать на изображении области интереса (ОИ). Технология также позволяет провести сравнение жесткости новообразования и прилегающей жировой ткани — так называемое «отношение эластичности». Однако доступно ограниченное количество данных об эффективности технологии S-Shearwave Imaging™ при клиническом применении.

Цель исследования — оценить диагностическую эффективность S-Shearwave Imaging™ для дифференцирования доброкачественных и злокачественных очаговых поражений молочной железы и предоставить оптимальные пороговые значения для клинической практики.

Материал и методы

Проспективное исследование было одобрено экспертными советами Университетской клиники Policlinico Universitario P. Giaccone (Палермо, Италия) и больницы Северанс (Сеул, Корея). Все участницы предоставили письменное информированное согласие.

В период с сентября 2020 г. по ноябрь 2022 г. изучено 591 FBL у 550 женщин:

• Учреждение A: 300 FBL у 300 женщин
• Учреждение B: 291 FBL у 250 женщин

Все женщины были планово направлены на УЗИ молочной железы с возможным проведением биопсии. Все 591 FBL были либо подтверждены при биопсии/хирургическом вмешательстве, либо признаны стабильными при наблюдении более 24 месяцев, либо имели типичные признаки доброкачественности по данным УЗИ согласно классификации ACR BI-RADS.

Обследование методом SWE

Два опытных специалиста по УЗИ молочной железы (стаж более 10 лет) провели начальное УЗИ и оценку эластичности методом 2D-SWE с использованием аппарата RS85 (Samsung Medison) и линейного датчика 2-14 МГц.

SWE-изображения получали путем установления датчика без сильного давления на кожу над целевым новообразованием. Ультразвуковое изображение в оттенках серого и SWE-изображение отображались одновременно в режиме разделенного экрана. Датчик удерживали неподвижно несколько секунд до стабилизации SWE-изображения, затем сохраняли изображение высокого качества.

Рамку ОИ устанавливали так, чтобы включить FBL и окружающую паренхиму молочной железы. Эластичность ткани представлялась в виде цветокодированной карты: синий — мягкая ткань, красный — жесткая ткань.

Для обеспечения высокого качества изображения на очаг накладывается специальная рамка (ОИ изображения эластичности), позволяющая визуально оценить качество с помощью цветового кода: желтый — хорошее качество, красный — плохое качество. Аппарат также генерирует индекс надежности измерения (RMI).

При наложении SWE на стоп-кадр измеряли эластичность и отношение эластичности. Количественные значения SWE получали с помощью круглых ОИ диаметром 2 мм: одну устанавливали на участок новообразования с максимальной жесткостью, вторую — на здоровую паренхиму с однородными сигналами.

После установки ОИ система автоматически рассчитывала следующие показатели эластичности:

1. Максимальная эластичность (Emax)
2. Средняя эластичность (Emean)
3. Минимальная эластичность (Emin)
4. Отношение эластичности (Eratio)

Первые три параметра выражаются в кПа (модуль Юнга) или м/с (скорость сдвиговой волны). Eratio выражается в процентах, обозначая отношение между средней эластичностью новообразования и жировой ткани.

Специалист представлял итоговую ультразвуковую оценку по BI-RADS для каждого FBL.

Статистический анализ

Показатели диагностической эффективности — чувствительность, специфичность, положительное прогностическое значение (PPV), отрицательное прогностическое значение (NPV) и точность — рассчитывали и сравнивали методом обобщенных оценочных уравнений (GEE).

Пороговые значения для каждого параметра эластичности рассчитывали на основании площади под ROC-кривой (AUC) и сравнивали методом Делонга.

Результаты

Из 591 FBL 351 (59,4%) оказалось доброкачественным и 240 (40,6%) — злокачественным.

Средние значения эластичности по методу SWE в соответствии с окончательным морфологическим диагнозом:

Показатель	Доброкачественное образование (n=351)	Злокачественное образование (n=240)	p
Emean, кПа	53,6	104,8	< 0,001
Emax, кПа	61,3	116,6	< 0,001
Emin, кПа	43,2	85,7	< 0,001
Eratio	2,83	4,69	< 0,001

Средние значения SWE значимо выше по всем параметрам для злокачественных новообразований в сравнении с доброкачественными.

AUC для параметров SWE находилась в диапазоне от 0,716 до 0,802. AUC для Emean и Emax не показали значимых различий (0,802 и 0,794 соответственно, p=0,417). AUC для Emean значительно больше в сравнении с Emin и Eratio (0,802 против 0,781 и 0,716 соответственно, p=0,04 и <0,001).

Пороговые значения для каждого параметра SWE:

• Emean: 69,9 кПа
• Emax: 82,3 кПа
• Emin: 59,9 кПа
• Eratio: 3,14

Показатель	УЗ	Emean	Emax	Emin	Eratio
Пороговое значение	—	69,9	82,3	59,9	3,14
Чувствительность, %	86,3	80,8	76,3	75,8	71,7
Специфичность, %	96,3	79,5	82,6	80,3	71,5
PPV, %	94,9	72,9	75,0	72,5	63,2
NPV, %	91,1	85,9	83,6	82,9	78,7
Точность, %	92,2	80,0	80,0	78,5	71,6
AUC	0,913	0,802	0,794	0,781	0,716

Обсуждение

На основании исследования средние количественные параметры 2D-SWE для доброкачественных и злокачественных очаговых образований молочной железы значительно различались.

Несмотря на растущее число опубликованных исследований по применению 2D-SWE при УЗИ молочной железы, сохраняется большая неопределенность в методологии, типе оборудования и предоставляемых пороговых значениях. Каждому исследовательскому центру рекомендуется оценивать наиболее подходящие пороговые значения и осуществлять непрерывный мониторинг для корректировки по необходимости.

Новые пороговые значения, обнаруженные с помощью S-Shearwave Imaging™, существенно не отличаются от значений, представленных в недавнем метаанализе. Последнее исследование показало, что пороговое значение для Emax и Emean, превышающее или равное 70 кПа, дает значительно более высокую чувствительность, чем более низкое пороговое значение (<70 кПа).

Заключение

По результатам исследования получены новые специфические для производителя ультразвукового оборудования пороговые значения для SWE с применением технологии S-Shearwave Imaging™.

Использование порогового значения 69,9 кПа для Emean и 82,3 кПа для Emax дало самые высокие значения AUC без статистической значимости между двумя параметрами. Это указывает на то, что как Emean, так и Emax могут применяться при УЗИ молочной железы с аналогичными диагностическими результатами.

Поддерживаемые системы: RS85 (Samsung Medison)

Литература

1. American College of Radiology. Breast Imaging Reporting And Data System, 5th ed. Reston, VA: American College of Radiology, 2013.
2. Bamber J., Cosgrove D., Dietrich C.F. et al. EFSUMB guidelines and recommendations on the clinical use of ultrasound elastography. Part 1: Basic principles and technology // Ultraschall Med. 2013; 34 (2): 169-184. DOI: 10.1055/s-0033-1335205
3. Berg W.A., Cosgrove D.O., Dore C.J. et al. Shear-wave elastography improves the specificity of breast US: the BE1 multinational study of 939 masses // Radiology. 2012; 262 (2): 435-449.
4. Bartolotta T.V., Orlando A.A.M., Dimarco M. et al. Diagnostic performance of 2D-shear wave elastography in the diagnosis of breast cancer: a clinical appraisal of cutoff values // Radiol Med. 2022; 127 (11): 1209-1220. DOI: 10.1007/s11547-022-01546-w. Epub 2022 Sep 17. PMID: 36114930
5. Dietrich C.F., Bamber J., Berzigotti A. et al. EFSUMB Guidelines and Recommendations on the Clinical Use of Liver Ultrasound Elastography, Update 2017 (Long Version) // Ultraschall Med. 2017; 38 (4): e16-e47. https://doi.org/10.1055/s-0043-103952
6. Săftoiu A., Gilja O.H., Sidhu P.S. et al. The EFSUMB Guidelines and Recommendations for the Clinical Practice of Elastography in Non-Hepatic Applications: Update 2018 // Ultraschall Med. 2019; 40 (4): 425-445. DOI: 10.1055/a-0838-9937
7. Park S.Y., Kang B.J. Combination of shear-wave elastography with ultrasonography for detection of breast cancer and reduction of unnecessary biopsies: a systematic review and meta-analysis // Ultrasonography. 2021; 40 (3): 318-332. https://doi.org/10.14366/usg.20058