Συσχέτιση παθολογοανατομικών ευρημάτων και υπολογιστικής ανάλυσης της ψηφιακής μαστογραφίας με χρήση προηγμένων τεχνικών επεξεργασίας εικόνας
Authors: Γιαννακοπούλου Γεωργία 
Published: September 2021

ΣΚΟΠΟΣ: Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η συσχέτιση της υπολογιστικής ανάλυσης της ψηφιακής μαστογραφίας με τα παθολογοανατομικά αποτελέσματα της βιοψίας του μαστού. Πιο συγκεκριμένα, αναλύσαμε και μελετήσαμε τα χαρακτηριστικά υφής των διαφορετικών περιοχών ενδιαφέροντος σε μια ψηφιακή μαστογραφία που να μπορούν να αναδείξουν τη διαφορετικότητα της αρχιτεκτονικής της κάθε αλλοίωσης του μαστού καθώς και η διερεύνηση της δυνατότητας ενός συστήματος CAD να διακρίνει τις πραγματικά καλοήθεις μικροαποτιτανώσεις μεταξύ μιας υποομάδας ασθενών με BIRADS 3 μαστογραφίες που υπεβλήθησαν σε βιοψία μαστού δίνοντας έτσι τη δυνατότητα στους ακτινοδιαγνώστες να υποβιβάσουν τις μαστογραφίες τους από BIRADS 3 σε BIRADS 2 και να περιορίσουν τις περιττές και άδικες επεμβάσεις στις πιθανώς καλοήθεις αλλοιώσεις του μαστού. ΜΕΘΟΔΟΣ: Αρχικώς, αναλύσαμε 109 διαδοχικές BIRADS 3 μαστογραφίες ασθενών που υπεβλήθησαν σε υποβοηθούμενη υπό αναρρόφηση βιοψία μαστού και τα συγκρίναμε παθολογοανατομικά αποτελέσματα. Το σύστημα υποβοηθούμενης υπολογιστικής διάγνωσης (CAD) Ιπποκράτης ΜΣΤ ανίχνευσε και προσδιόρισε κρίσιμα ποσοτικά χαρακτηριστικά των μικροαποτιτανώσεων και τις ταξινόμησε σύμφωνα με πιθανότητα τους για κακοήθεια σε μια ποσοστιαία κλίμακα κινδύνου. Επιπλέον ασχοληθήκαμε με την εξαγωγή χαρακτηριστικών υφής (Analysis) από μη ψηλαφητές μαστογραφικές αλλοιώσεις 60 γυναικών που υπεβλήθησαν σε βιοψία μαστού με συσκευή αναρρόφησης (MammotomeR ) στο στερεοτακτικό τραπέζι της Fischer’s και σε κάθε ψηφιακή εικόνα που ελήφθει κατά τη βιοψία. Τα χαρακτηριστικά υφής που εκτιμήθηκαν περιελάμβαναν στατιστικά μεγέθη 1ης τάξης (ελάχιστη, μέγιστη, μεσαία και μέση τιμή της φωτεινότητας, σταθερή απόκλιση, συντελεστή μεταβλητότητας, λοξότητα, κύρτωση, ενέργεια και εντροπία), καθώς και την κλασματική διάσταση. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των ιστολογικών εξετάσεων, το δείγμα αποτελούνταν από 13 μη διηθητικούς πορογενείς καρκίνους, 16 διηθητικούς καρκίνους, 10 προκαρκινικές αλλοιώσεις (λοβιακή νεοπλασία και άτυπη πορογενή υπερπλασία) και 21 καλοήθειες. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Το σύστημα Ιπποκράτης ΜΣΤ αναγνώρισε και πρότεινε βιοψία σε όλες τις περιπτώσεις με καρκίνο. Δυστυχώς, έχασε 4 άτυπες βλάβες που θα πρέπει να αναφέρει για βιοψία λόγω της μεγάλης πιθανότητας της ασθενούς να έχει ή να αναπτύξει στο μέλλον κακοήθεια, μειώνοντας επομένως την ευαισθησία του συστήματος στο 81% με 95% CI (58-94). Ωστόσο, το σύστημα υποβάθμισε 29 από τις 88 καλοήθεις ομάδες μικροαποτιτανώσεων στην κατηγορία BIRADS 2, που προηγουμένως είχαν καταταχθεί στην BIRADS 3 κατηγορία, και επιτυγχάνοντας έτσι μια μείωση κατά 33% σε μη αναγκαίες βιοψίες. Από την άλλη η στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων του Analysis (Mann-Whitney U test) ανέδειξε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ διηθητικών και μη διηθητικών καρκίνων του μαστού στη μέγιστη τιμή φωτεινότητας (p=0.028), στη σταθερή απόκλιση (p=0.009), στην εντροπία (p=0.03) και στην ενέργεια (p=0.018). Επιπλέον στατιστική διαφορά βρέθηκε στην ενέργεια και τη σταθερή απόκλιση μεταξύ διηθητικών και προκαρκινικών αλλοιώσεων καθώς και στην εντροπία των διηθητικών καρκίνων σε σχέση με τις καλοήθειες. Τέλος αναλύθηκε στατιστικά και με Kruskal-Wallis test η σχέση μεταξύ των διάμεσων τιμών των χαρακτηριστικών υφής των αλλοιώσεων του μαστού και βρέθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά στην σταθερή απόκλιση (p=0.0488) και την ενέργεια (p=0.0476). Επιπροσθέτως υπολογίσαμε ένα φάσμα AUC από 0.6949 έως 0.7885 για τα τα χαρακτηριστικά που έδωσαν στατιστικά σημαντικά αποτελέσματα. Απεδείχθη ότι καλύτερη AUC (0.7885) αποδίδει η σταθερή απόκλιση όταν συγκρίνουμε τους διηθητικούς με τους διηθητικούς καρκίνους. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Τα αποτελέσματα της μελέτης δικαιολογούν το συμπέρασμα πως το σύστημα CAD (Ιπποκράτης ΜΣΤ) έχει τη δυνατότητα να βελτιώσει τις επιδόσεις των ακτινοδιαγνωστών στην ανίχνευση και την αξιολόγηση των μικροαποτιτανώσεων, εφόσον αποκάλυψε τις κακοήθεις συστάδες των BIRADS 3 μαστογραφιών και αθώωσε 33% των πραγματικά καλοήθων περιπτώσεων και επομένως τις υποβάθμισε από BIRADS 3 σε BIRADS 2 κατηγορία, που αφορά τα καλοήθη ευρήματα μιας μαστογραφίας. Συνεπώς, με την περαιτέρω ανάπτυξη και έρευνα, χρησιμοποιώντας μεγαλύτερα δείγματα, το σύστημα υποβοηθούμενης υπολογιστικής ανάλυσης των μικροαποτιτανώσεων και αξιολόγησης του κινδύνου για καρκίνο του μαστού (Ιπποκράτης ΜΣΤ) θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση καρκινικών αλλοιώσεων καθώς και την εξάλειψη των περιττών βιοψιών σε καλοήθεις βλάβες του μαστού. Επιπροσθέτως, η υπολογιστική ανάλυση της υφής των μαστογραφιών με το σύστημα Analysis και η συσχέτιση τους με τα παθολογοανατομικά ευρήματα, έχει αποδώσει σημαντικά αποτελέσματα στη διαφοροδιάγνωση των παθήσεων του μαστού και θα μπορούσε να αποτελέσει ένα σημαντικό σύμμαχο του ακτινοδιαγνώστη και του κλινικού ιατρού για την έγκαιρη διάγνωση και θεραπεία των παθήσεων του μαστού.