Новые технологии: Трансмиссионное УЗИ молочных желез
Метки: quantitative transmission breast ultrasound, Последние публикации, УЗИ молочных желез, дайджест, маммология, новости, трансмиссионное УЗИ, хай-тек
По данным публикации в журнале Академическая Радиология(Academic Radiology) за январь 2019 - Breast Cyst Fluid Analysis Correlations with Speed of Sound Using Transmission Ultrasound / Корреляция анализа жидкости в кисте молочной железы со скоростью звука с помощью Трансмиссионного УЗИ - внешняя ссылка
Трансмиссионное УЗИ или УЗИ с количественной передачей (Quantitative transmission ultrasound, QTU) - это метод визуализации, основанный на томографических методах, примененных к УЗИ. В такой системе изображения генерируются с использованием методов отражения и передачи. В то время как QTU было определено как дополнение к маммографии в течение достаточно долгого времени, последние разработки в области аппаратных средств и алгоритмов визуализации позволили значительно улучшить пространственное разрешение и клиническую полезность. Физически(*скорее технически), передатчик и приемник размещены совместно с несколькими отражательными преобразователями с различными фокусными расстояниями в U-образном расположении. Передатчик излучает плоскую волну, которая принимается приемником при многократных измерениях на частотах в диапазоне от 300 кГц до 1,5 МГц(*как то маловато в сравнении с обычным УЗИ), когда U-канал поворачивается на 360 ° вокруг объекта(*т.е. не в реальном времени, не 4D). После получения проекционная информация восстанавливается с использованием нелинейного обратного рассеяния в 3D. Результатом этой реконструкции является количественная объемная карта скорости звука (измеренная при 1,5 МГц) в метрах в секунду (м/с). В режиме отраженного УЗИ(*т.е. обычного УЗИ) каждый из трех отражательных преобразователей (центральная частота 4 МГц *Это уже лучше, но все равно не то...) с разными фокусными расстояниями попеременно включается между измерениями передачи для получения изображения в B-режиме. Полученные изображения объединяются и корректируются для рефракции с использованием карты скоростей, вычисленной на этапе передачи. Эта технология создает неколичественное изображение, пропорциональное рассогласованию импеданса, называемое просто единицами отражения (RU). Результатом каждого сканирования является трехмерный объем скорости и отражения. Эти стеки изображений(*объемы) точно регистрируются(*данный термин также используется в технологии фьюжен, что то вроде сетки координат, по которым определяются соответствующие области разных изображений - Новые технологии не позво... ), поскольку они получены одновременно, поэтому их можно объединить, чтобы сформировать трехмерный вид объекта в поле зрения. Система визуализации может отображать анатомию ткани молочной железы человека с высоким пространственным и контрастным разрешением, в то время как данные скорости ультразвука позволяют судить о характеристиках различных тканей.
Как уже было сказано ранее, скорость ультразвука, измеряемая QTU, может как определять типы тканей, так и отличать кистозные от твердых тел с высокой специфичностью в клинических условиях. Традиционное УЗИ(отраженное) кист при отражении сигнала выявляет либо анэхогенное внутреннее пространство (отсутствие отражающих элементов) для простых кист, либо различную степень внутренних отражающих элементов для сложных/осложненных кист. При Трансмиссионном УЗИ этих же «анэхогенных» кист при отражении наблюдаются изменения внутренней скорости звука (от 1540 м/с до приблизительно 1575 м/с) с коррелированными небольшими (~ 200 мкм) очагами областей с более высокой скоростью в пределах простой кисты. Эти дополнительные данные, полученные с помощью трансмиссионного ультразвука, могут помочь врачам лучше интерпретировать тип визуализируемых образований молочной железы (заполненная чистой жидкостью киста, киста с жидкостью содержащей большое количество клеток или солидное образование). Текущее исследование было разработано, чтобы помочь в интерпретации «низкоскоростных» простых кист без высокоскоростных фокусов и «высокоскоростных» простых кист с высокоскоростными фокусами.
Трудно найти исследования физических свойств жидкости кисты молочной железы человека (т.е. удельного веса или вязкости), но можно найти ряд исследований по измерению электролитов, белков и гормонов. Было показано, что вариация в соотношениях Na +, K + и Na + / K + коррелирует с типированием при гистологическом исследовании клеток, выстилающих кисты, и коррелирует с дегенеративным, а не секреторным процессом. Авторам публикации не известно о работах по оценке жидкости кисты молочной железы человека с помощью скорости звука. Текущее проспективное исследование стало продолжением предыдущего ретроспективного исследования специфики скорости звука при прохождении ультразвука сквозь ткань молочной железы для определения наличия кистозного или солидного образования. Кроме того, это было сделано для дальнейшего уточнения интерпретации радиологами кист с высокоскоростными очагами, наблюдаемыми с помощью Трансмиссионного УЗИ.
В этом проспективном исследовании производился забор жидкости из кист у пациентов, чтобы оценить взаимосвязь скорости звука с физическими и биохимическими параметрами жидкости из кист. Все образцы жидкости из кист были получены в рамках исследования по сбору случаев в двух академических институтах: Университете Джорджа Вашингтона в Вашингтоне и онкологическом центре им. Элизабет Венде в Рочестере, Нью-Йорк. Критерии включения включали любого пациента с патологией на маммограмме, которую радиолог-интерпретатор считал образованием. Было собрано 207 случаев образований: 38 фиброаденом, 57 кист, 46 раков и 63 образования, которые оказались нормальными. Однако не все пациенты с кистами согласились на аспирацию кисты, и в некоторых случаях собранной жидкости было недостаточно для полного анализа. Таким образом, образцы жидкости из кист только 37 пациентов были доступны для анализа.
Следующие химические тесты были выполнены на каждом образце жидкости из кист: натрий, калий, общий белок и холестерин. Удельный вес и вязкость также определялись для каждого образца. Тонкие препараты были сделаны из жидкости полученной из кист для подсчета клеток и морфологии. Скорость звука для каждого кистозного образования измерялась с помощью рабочей станции QT Viewer, проприетарного средства просмотра, которое является частью QT Ultrasound Breast Scanner-1 (QT Ultrasound, США).
Мы наблюдали, что более крупные макроцисты имели в среднем более низкую среднюю скорость звука (1550,6 ± 8,7 м/с) по сравнению с более мелкими кистами (1566,0 ± 22,2 м/с). Жидкость в более крупных макроцистах (диаметром > 10 мм) имела неоднородный или «крапчатый» внешний вид, тогда как более мелкие кисты (диаметром < 10 мм) имели более однородный вид.
Было обнаружено, что скорость звука кист с комками значительно отличается от кист с регулярным распространением клеток. В частности, средняя скорость звука у кист с регулярным распространением клеток составила 1551,9 ± 12,7 м/с, тогда как у кист с комками - 1560,4 ± 15,4 м/с.
При химическом анализе жидкости из кист мы обнаружили положительную корреляцию между вязкостью и наличием холестерина, вязкостью и общим белком + холестерин. При цитологическом анализе жидкости кист молочной железы была обнаружена положительная корреляция между количеством клеток в жидкости кисты и скоростью звука. Кроме того, скорость звука в макроцистах молочной железы, наблюдаемая с помощью трансмиссионного ультразвука, хорошо коррелирует с цитологическими характеристиками внутрикистозных клеточных скоплений(комков).
Результаты данного исследования по коэффициентам Na +, K + и Na + / K + в жидкости из кист согласуются с другими исследованиями, 14 из 30 образцов имели высокое соотношение Na + / K +. Уровни холестерина в жидкости из кист в этом исследовании (17,9 ± 6,8 ммоль/л) также согласуются с другими исследованиями (15 ± 6 ммоль/л).
Корреляция количества клеток со скоростью звука в макроцистах согласуется с наличием количества клеток, наблюдаемого цитологически. Это неудивительно, учитывая природу высокой точности и пространственное разрешение ультразвукового излучения, а также его способность обеспечивать количественные измерения. Теоретически, плотно упакованные структуры (такие как клетки в суспензии) демонстрируют более высокий эффективный показатель преломления. Следовательно, более высокое количество клеток приводит к более высокому значению показателя преломления с последующим увеличением скорости звука в кисте. Следует отдельно подчеркнуть важность этого открытия, поскольку ни один другой метод мезоскопической визуализации без использования контрастного механизма не имеет такой опции, как подсчет количества клеток.
Очень мало известно о скорости звука подтипов тканей молочной железы человека. Кроме того, любая система для этого должна учитывать акустический импеданс, температуру и жидкостную среду, используемую для проведения звука, для сравнения с другими опубликованными значениями. Офир и Джегер(Ophir, Jaeger 1982г - внешняя ссылка ) изучили скорость звука в 10 тканях человека в растворе полиэтиленгликоль-этанол-вода при 21,5 ° C и сравнили скорость с их плотностью. Хотя не было никакого измерения ткани молочной железы, селезеночная ткань была ближе всего к данным данного исследования для паренхимы молочной железы. Это исследование также обнаружило корреляцию между плотностью и скоростью с аналогичными диапазонами значений для этой работы. Это также согласуется с тем фактом, что более высокая плотность обычно приводит к более высокому показателю преломления, тем самым увеличивая скорость звука, как отмечено в нашем исследовании.
Наблюдаемая с помощью трансмиссионного УЗИ скорость звука в макроцистах молочных желез хорошо коррелирует с биологическими и цитологическими характеристиками, соответствующими спектру кистозных образований, наблюдаемых клинически. Кисты с «высокоскоростными» очагами будут иметь более высокую скорость звука, т.к. эти очаги, вероятно, вызваны скоплениями клеток. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить данные выводы и определить клиническую ценность измерения скорости звука при визуализации молочной железы с использованием трансмиссионного УЗИ.
При трансмиссионном УЗИ молочной железы можно наблюдать спектр кистозных образований:
1) однородные (заполненные жидкостью) кисты с низкой скорость,
2) однородные (содержащие свободно плавающие клетки) кисты с высокой скоростью,
3) неоднородные (кисты с большими скоплениями клеток) кисты с множественными точечными участками высокой скорости.
*Что тут скажешь? Очень интересно, перспективы конечно сомнительные, как и у эластографии, но интересно.
*Насколько можно понять из публикации, разница между обычным УЗИ и Трансмиссионным, в том, что при обычном УЗИ у нас и излучатель и приемник сигнала находятся в одном месте, в ультразвуковом датчике в нашей руке, а при Трансмиссионном УЗИ излучатель и приемник находятся, в том числе, в противоположных местах, что позволяет получать не только отраженный/обратный сигнал, но и прошедший насквозь, т.е. как на томографии. А для этого, скорей всего, молочную железу придется опускать в некую емкость с гелем. Т.е. новое - это хорошо забытое старое:
*Более перспективным, на мой взгляд, является другое направление развития УЗИ:
*комментарии редактора
