Significant Differentiation of Focal Breast Lesions: Raw Data-Based Calculation of Strain Ratio

Zusammenfassung

Ziel: Ob die quantitative Bestimmung der Strain Ratio (SR) mittels Rohdatenanalyse einen weiteren Vorteil in der Differenzierung dieser Herdläsionen erbringt, sollte im Vergleich zum B-Bild, der Mammografie und der subjektiven Elastografiebeurteilung geprüft werden. Material und Methoden: 201 Frauen mit histologisch gesicherten Herdbefunden (85 benigne, 116 maligne) wurden an 2 senologischen Zentren in die Studie eingeschlossen und an einem High-End-Ultraschallsystem unter standardisierten Bedingungen mittels Linearbreitbandschallkopf (9 MHz) untersucht. Die Bildauswertung für B-Bild, Mammografie und Elastografie wurde durch je 2 erfahrene Untersucher nach den BI-RADS-Kriterien bzw. dem Tsukuba Score vorgenommen. Anschließend wurde offline anhand der Rohdaten eine dem Tumor angepasste ROI zu einer vergleichbaren ROI im lateralen Fettgewebe ins Verhältnis gesetzt und die SR bestimmt. Sensitivität, Spezifität und Cut-off-Wert der SR (ROC-Analyse) wurden kalkuliert. Ergebnisse: Das Durchschnittsalter der Frauen lag bei 53 Jahren. Die Sensitivität und Spezifität ergaben für B-Bild (85 %/ 60 %), Elastografie (85 %/ 68 %), Mammografie (78 %/ 62 %) und für die kalkulierte SR (95 %/ 74 %). Der Cut-off-Wert der SR von 2,27 (AUC 0,907) führte zur signifikanten (p < 0,001) Trennung maligner und benigner Herdläsionen. Durch Einsatz der quantitativen Bestimmung der SR ergaben sich Vorteile gegenüber der subjektiven Bewertung der Elastografie und des B-Bildes, so lag die positive Prädiktion für die SR bei 83 % im Vergleich zu 74 % (B-Bild) und 78 % (Elastografie). Die Übereinstimmung der beiden Zentren in Bezug auf die SR war sehr gut (Kappa 0,717). Schlussfolgerung: Die Ermittlung der Strain Ratio führt zu einer weiteren Standardisierung der Methode der Elastografie und zeigt dabei eine signifikante Differenzierung benigner und maligner Läsionen bei höherer diagnostischer Spezifität und Sensitivität im Vergleich zu B-Bild und Mammografie.

Abstract

Purpose: We compared elastography, B-mode ultrasound and mammography to determine whether raw data calculation of strain ratios (SRs) can further improve the differentiation of focal breast lesions. Materials and Methods: 201 women with histologically proven focal breast lesions (85 benign, 116 malignant) were included at two German breast centers. Patients underwent a standardized ultrasound procedure using high-end ultrasound system with a 9-MHz broadband linear transducer. Two experienced readers analyzed the B-mode scans and mammograms using the BI-RADS criteria, while elastograms were analyzed using the Tsukuba score. SRs were calculated from a tumor-adjusted ROI and a comparable ROI placed in the lateral fatty tissue. The sensitivity, specificity, and cutoff values were calculated for SRs (ROC analysis). Results: The median age was 53 years. The sensitivity and specificity were 85 %/ 60 % for B-mode scanning, 85 %/ 68 % for elastography, 78 %/ 62 % for mammography, and 95 %/ 74 % for SRs. An SR cutoff value of 2.27 (AUC 0.907) allowed significant differentiation (p < 0.001) between malignant and benign lesions. The quantitative SR calculation was superior to subjective interpretation of B-mode scans and sonoelastograms with a positive predictive value of 83 % versus 78 % and 74 %, and equal to mammograms. Conclusion: Strain ratio calculation contributes to the standardization of sonoelastography with high sensitivity and allows significant differentiation between benign and malignant breast lesions with a higher specificity compared to B-mode, subjective evaluation of elastography and mammography.

Key words

elastography - tissue strain imaging - strain ratio - breast lesion - ultrasound

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