Geburtshilfe und Frauenheilkunde

Geburtshilfe Frauenheilkd. 78(5): 493-498

Galactography with Tomosynthesis Technique (Galactomosynthesis) – Renaissance of a Method?

Rüdiger Schulz-Wendtland, Caroline Preuss, Peter A. Fasching, Christian R. Loehberg, Michael P. Lux, Julius Emons, Matthias W. Beckmann, Michael Uder, Markus Mueller-Schimpfle

1. Radiologisches Institut, Universitätsklinikum Erlangen, CCC ER-EMN, Universitäts-Brustzentrum Franken, Erlangen, Germany

2. Frauenklinik, Universitätsklinikum Erlangen, CCC ER-EMN, Universitäts-Brustzentrum Franken, Erlangen, Germany

3. Klinik für Radiologie – Klinikum Frankfurt Hoechst, DKG-zertifiziertes Brustzentrum, Frankfurt am Main, Germany

Correspondence/Korrespondenzadresse Prof. Dr. med. R. Schulz-Wendtland Universitätsklinikum ErlangenRadiologisches Institut/Gynäkologische RadiologieUniversitätsstraße 21 – 2391054 ErlangenGermanyruediger.schulz-wendtland@uk-erlangen.de

DOI: 10.1055/a-0594-2277

Published in print: May 2018

Published online: 04 June 2018

Abstract

Introduction

For decades, conventional galactography was the only imaging technique capable of showing the mammary ducts. Today, diagnosis is based on a multimodal concept which combines high-resolution ultrasound with magnetic resonance (MR) mammography and ductoscopy/galactoscopy and has a sensitivity and specificity of up to 95%. This study used tomosynthesis in galactography for the first time and compared the synthetic digital 2D full-field mammograms generated with this technique with the images created using the established method of ductal sonography. Both methods should be able to detect invasive breast cancers and their precursors such as ductal carcinoma in situ (DCIS) as well as being able to identify benign findings.

Material and Methods

Five patients with pathological nipple discharge were examined using ductal sonography, contrast-enhanced 3D galactography with tomosynthesis and the synthetic digital 2D full-field mammograms generated with the latter method. Evaluation of the images created with the different imaging modalities was done by three investigators with varying levels of experience with complementary breast diagnostics (1, 5 and 15 years), and their evaluations were compared with the histological findings.

Results

All 3 investigators independently evaluated the images created with ductal sonography, contrast-enhanced 3D galactography with tomosynthesis, and generated synthetic digital 2D full-field mammograms. Their evaluations were compared with the histopathological assessment of the surgical specimens resected from the 5 patients. There was 1 case of invasive breast cancer, 2 cases with ductal carcinoma in situ and 2 cases with benign findings. All 3 investigators made more mistakes when they used the standard imaging technique of ductal sonography to diagnose suspicious lesions than when they used contrast-enhanced galactography with tomosynthesis and the generated synthetic digital 2D full-field mammograms.

Conclusion

This is the first time breast tomosynthesis was used in galactography (galactomosynthesis) to create digital 3-dimensional images of suspicious findings. When used together with the generated synthetic digital 2D full-field mammograms, it could be a useful complementary procedure for the diagnosis of breast anomalies and could herald a renaissance of this method. Compared with high-resolution ductal ultrasound, the investigators achieved better results with contrast-enhanced galactography using tomosynthesis and the generated synthetic digital 2D full-field mammograms, as confirmed by histopathological findings.

Introduction

Conventional galactography was first described in the 1930s by E. Ries. The contrast medium initially used was lipiodol, which was injected into secreting mammary ducts. However, lipiodol was associated with too many complications including inflammation and abscess formation, as the oily contrast medium was poorly absorbed or excreted. The first useful diagnostic results were obtained in the 1940s when water-soluble contrast media began to be used 1 ,  2 . In the 1960s and 1970s the use of galactography was tested in larger studies, and the method was increasingly used in routine clinical practice 1 ,  2 . The basic technique has not changed much since then 29 . Duct ectasias, filling defects, and duct obstruction are indirect indicators of an existing pathology, but generally they do not permit any diagnosis of the type of pathology and require subsequent histopathological examination 16 ,  29 . Galactography has profited from advances in X-ray technology, the use of local anesthetics, and the development of improved non-ionic contrast media.

For decades, conventional galactography (with a sensitivity and specificity of up to 95%) 1 ,  2 ,  3 ,  4 ,  5 ,  6 ,  7 ,  8 ,  9 ,  10 ,  11 ,  12 ,  13 ,  14 ,  15 ,  16 was the only imaging procedure capable of showing the mammary ducts.

Today, in addition to conventional galactography, diagnoses are based on a multimodal concept which includes ultrasound with high-frequency transducers (10 – 18 MHz) (reported sensitivities and specificities of up to 91%) 8 ,  10 ,  12 ,  13 ,  15 ,  17 ,  18 ,  19 ,  20 ,  21 , magnetic resonance (MR) mammography (with a sensitivity and specificity of 89% and 93%, respectively) 5 ,  13 ,  14 ,  19 ,  21 ,  22 ,  23 and ductoscopy (with a sensitivity and specificity of 71% and 62%, respectively) 24  –  26 . Sonography (which has a reported sensitivity and specificity of 91%) 8 ,  10 ,  12 ,  13 ,  15 ,  17 ,  18 ,  19 ,  20 ,  21 is now generally available in all breast centers, and the increasingly common use of high-frequency transducers (10 – 18 MHz) has made high-quality ductal sonography possible. Sonography also provides the option of carrying out simple, cost-effective, image-guided biopsies if findings appear to be pathological (BI-RADS ™ 4/5). MR mammography (which has a reported sensitivity and specificity of up to 89 and 93%, respectively) 5 ,  13 ,  14 ,  19 ,  21 ,  22 ,  23 is increasingly being used, and many centers also carry out MR-guided biopsies. The range of imaging modalities used for diagnosis also includes ductoscopy/galactoscopy (with a reported sensitivity and specificity of 71 and 62%, respectively) 24 ,  25 ,  26 with simultaneous histological confirmation of findings.

Full-field digital mammography (FFDM) is the most important procedure for the early diagnosis of breast cancer or ductal carcinoma in situ (DCIS). But the superimposition of tissue structures typical for this type of projection technique often reduces the specificity and sensitivity of the mammogram. Digital breast tomosynthesis (DBT) provides sectional images not obscured by overlying structures, using a limited number of individual images from different projection angles. This removes the unwanted masking created by overlying structures. Clinical studies have shown that digital tomosynthesis has the potential to reduce the rate of patients who require repeat appointments and can increase the rate of detected carcinomas (detection and volumetry), particularly in women with dense breast tissue 27 ,  30 .

This study used the tomosynthesis technique 27 in galactography for the first time and compared the generated synthetic digital 2D full-field mammograms 28 with the images created using the established method of ductal sonography. Both methods should detect invasive breast cancers and their precursors such as ductal carcinoma in situ (DCIS) as well as benign findings.

Material and Methods

Patient population

A total of five patients were examined at the Radiological Institute of Erlangen University Hospital and the Radiology Clinic of Frankfurt Hoechst Clinical Center. All 5 patients were examined using standard breast diagnostics which included clinical examination, breast sonography and mammography and ductal sonography. The patients also had contrast-enhanced galactography with 3D tomosynthesis, which was additionally used to generate synthetic digital 2D full-field mammograms.

Inclusion criteria to participate in the study were unilateral pathological secretions (bloody secretions or spontaneous clear/serous, cloudy or brownish/green [not milky] secretions). Exclusion criteria were prior breast surgery, status post irradiation of the breast, or prior drug treatment.

Ductal sonography, galactography, breast tomosynthesis

Ductal sonography was carried out using a high-resolution ultrasound system (12 – 15 MHz), an electronic focus and a linear-array transducer (Siemens ™ , Acuson, Erlangen, Germany). Assessment criteria were normal mammary ducts, duct ectasias, and suspicious intraductal findings. All patients were also examined using galactography. After administering a local anesthetic and accessing the affected excretory duct, the cannula (Cook, Baesweiler, 30-G sialography needle) was positioned and 0.1 – 1.5 ml of a hydrosoluble contrast medium was injected. The secreting duct was then compressed using a swab or plaster, and a spray dressing was applied to prevent leakage of the contrast medium 29 . After this investigation each patient also had digital breast tomosynthesis, and the results were used to create synthetic digital 2D full-field mammograms 27 ,  28 . The mammography systems used for investigation were

Selenia Dimensions (Hologic Bedfort ™ MA, USA), and

Amulet Innovality (Fujifilm ™ , Germany).

With the Selenia system, the tube was rotated in one plane; the rotation angle was ± 7.5° and the pixel size was 70 µm with a spatial resolution of 8 line pairs (lp)/mm. The Amulet Innovality System had a standard rotation angle of ± 7.5° (high-resolution from ± 20°), a pixel size of 150/100 µm (100/50 µm), and a spatial resolution of 3 lp/mm, 5 lp/mm and 10 lp/mm. The average dose used for the narrow-angle digital 2D full-field mammography was 1.70 mSv (standard deviation 0.42), meaning that it was lower than the legal maximum of 2.5 mGy/image 29 . The mean imaging time was 10 seconds. Synthetic digital 2D full-field mammograms were generated from the tomosynthesis data using the process software of the respective systems. The assessment criteria for both the tomosynthesis images and the synthetic digital 2D full-field mammograms generated from the tomosynthesis sequences were normal findings, duct ectasia, single filling effect, multiple filling defects, and ductal stenosis 16 .

Surgery and pathology

All patients underwent ductectomy, which was performed after preoperative skin marking. Each resected specimen was sent for histopathological examination. Cases with invasive breast cancer underwent breast-conserving therapy with sentinel lymph node biopsy (SLN) in a second surgical intervention.

Statistical analysis

Evaluation of the images created by the three imaging modalities was done by 3 investigators with prior experience in the use of complementary breast diagnostics (1, 5 and 15 years). Their findings were compared with the final histological reports. As the number of cases was very small, calculating the sensitivity, specificity, PPV (positive predictive value = number of correct positive results/number of correct positive + number of false positive results) and the NPV (negative predictive value = number of correct negative results/number of correct negative + number of false negative results) was not meaningful.

Results

Ductal sonography followed by 3D digital tomosynthesis ( Fig. 1 a and b ) with synthetic 2D full-field mammograms generated from the datasets of the galactography ( Fig. 1 c ) was carried out in five patients. Three investigators (with 1, 5, and 15 yearsʼ professional experience, respectively) independently evaluated the findings presented in the images.

Fig. 1View larger versionFig. 1.   a and b  Contrast-enhanced 3D galactography with tomosynthesis (DBT). a  Single CC projection image of right breast; b  Single ML projection image of right breast. c  Synthetic digital 2D full-field CC projection mammogram of Fig.  a generated from contrast-enhanced galactography with tomosynthesis; diagnosis: multiple filling defects and duct obstruction – BIRADS ™ 4 31 ; Histology: extensive right breast papillomatosis.

The mean patient age was 54.2 years (youngest: 21 years; oldest: 83 years).

Histopathological findings

The definitive diagnosis based on histological examination of the resected specimens from the 5 patients was one case of invasive breast cancer, two cases with ductal carcinoma in situ (DCIS) and two cases with benign findings.

Comparison of ductal ultrasound with breast tomosynthesis and galactography and the resulting synthetic digital 2D full-field mammograms

Investigator 1 had one yearʼs professional experience of complementary breast diagnostics and correctly identified 3 of 5 lesions with ductal high-frequency ultrasound ( Fig. 2 ) and was mistaken twice. By comparison, he made a correct diagnosis in 4 of 5 cases using breast tomosynthesis and the generated synthetic digital 2D full-field mammograms.

Investigator 2 had 5 yearsʼ professional experience of complementary breast diagnostics and correctly diagnosed 3 of 5 lesions with ductal ultrasound. Using breast tomosynthesis and the synthetic generated digital 2D full-field mammograms, 5 out of 5 diagnoses were correct.

Investigator 3 had 15 yearsʼ professional experience of complementary breast diagnostics and correctly identified 4 of 5 lesions using ductal sonography. Using breast tomosynthesis and the synthetic digital 2D full-field mammograms generated with this method, he correctly diagnosed 5 out of 5 lesions as confirmed by the final histological evaluation.

Sensitivity, specificity, positive predictive value and negative predictive value were not calculated because of the small number of cases.

Fig. 2View larger versionFig. 2.  High-resolution ductal ultrasound (12 – 15 MHz). Multiple intraductal papillomas with duct obstruction and bloody nipple discharge (blue: duct obstruction, red: multiple intraductal papillomas, green: nipple).

Discussion

With our study we were able to show for the first time that breast tomosynthesis can be used in galactography (galactomosynthesis) to create digital three-dimensional images of suspicious findings. Together with the synthetic digital 2D full-field mammograms which can be generated with this method this represents an additional option in breast diagnostics.

We also carried out a comparison between the established diagnostic method of ductal high-frequency sonography (12 – 15 MHz) and contrast-enhanced galactography with tomosynthesis and the synthetic digital 2D full-field mammograms that can be generated with the latter method.

The comparison showed that ductal high-frequency ultrasound and the synthetic digital 2D full-field mammograms generated using contrast-enhanced galactography with tomosynthesis were approximately equivalent with respect to the correct diagnosis of suspicious findings and the final histopathological findings. Sensitivity, specificity, positive and negative predictive values were not calculated in this study because of the small number of cases.

There is currently no literature on contrast-enhanced galactography with tomosynthesis and the synthetic digital 2D full-field mammograms which can be generated with this technique.

Our study showed that when contrast-enhanced galactography with tomosynthesis were used for the evaluation of suspicious lesions together with the synthetic digital 2D full-field mammograms generated with this technique, findings were more often diagnosed correctly compared to standard diagnostics based on ductal high-frequency ultrasound, as confirmed by the final histological examination. This applied to all three investigators despite the fact that their professional experience of complementary breast diagnostics differed quite considerably (1, 5, 15 years) ( Table 1 ).

See full table Table 1  Results for the 3 investigators: number of correct suspicious diagnoses as confirmed by histological examination of the specimens (n = 5) according to the imaging modality.

This result was surprising insofar as breast tomosynthesis and contrast-enhanced galactography with tomosynthesis in particular are not procedures routinely used in breast diagnostics. By comparison, breast sonography and ductal ultrasound are standard diagnostic procedures which are routinely used, and the investigators had many yearsʼ experience in evaluating these standard images. It is not possible to compare their results with results in the literature as there is no comparative literature comparing these modalities.

The limitation of our study was the small number of investigated cases. Nevertheless, our data does highlight certain issues:

This first use of tomosynthesis in galactography (galactomosynthesis) tended to achieve better results compared to ductal high-frequency ultrasound in terms of proof of concept – could this lead to a renaissance of galactography?

This could expand the range of tomosynthesis uses in complementary breast diagnostics.

A review of the literature (PubMed) using the key words breast, mammography, ultrasound, galactography, MRI, ductography, tomosynthesis showed that no comparative study has been carried out which compared clinical examination, nipple smear cytology, ductal high-frequency sonography, galactography, MR mammography and ductoscopy and their histological correlations or even galactography with DBT (galactomosynthesis).

Our study achieved some interesting early results. The aim should now be to evaluate these results in a multicenter study. If the results obtained in our study can be confirmed in a larger patient population, then tomosynthesis and particularly contrast-enhanced galactography with tomosynthesis (galactomosynthesis) and the synthetic digital 2D full-field mammograms it can generate could be a useful addition to complementary breast diagnostics and could lead to a renaissance of this method.

Our method would make it possible to reduce the number of unnecessary operations and could contribute to optimizing surgical management by using a 3-dimensional visualization of pathological processes.

Footnotes

Conflict of Interest/Interessenkonflikt The authors declare that they have no conflict of interest./ Die Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

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*. Shared lead authorship

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Galaktografie mit Tomosynthese (Galaktomosynthese) – Renaissance einer Methode?

Zusammenfassung

Einleitung Die konventionelle Galaktografie stellte jahrzehntelang das einzige bildgebende Verfahren zur Darstellung von Milchgängen in der Brust dar. Heute verfügen wir in der Diagnostik über ein multimodales Konzept aus hochauflösendem Ultraschall, der Magnetresonanz-(MR-)Mammografie und der Duktoskopie/Galaktoskopie mit Sensitivitäten und Spezifitäten bis zu 95%. Ziel unserer Untersuchung war es, erstmalig die Tomosynthesetechnik in der Galaktografie einzusetzen und die daraus generierten synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien mit der etablierten Methode der duktusorientierten Sonografie zu vergleichen. Es sollen mit beiden Methoden invasive Mammakarzinome und deren Vorstufen wie duktale Carcinoma in situ (DCIS) sowie benigne Befunde erkannt werden.

Material und Methoden Wir führten bei 5 Patientinnen mit pathologischer Mamillensekretion sowohl eine duktusorientierte Sonografie, eine kontrastmittelunterstützte Galaktografie mithilfe der Tomosynthese in 3-D sowie auch den daraus generierten synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien durch. Die Auswertung der unterschiedlichen Untersuchungsmodalitäten erfolgte durch 3 in der komplementären Mammadiagnostik erfahrene Untersucher (1, 5 und 15 Jahre) und wurde mit der endgültigen Histologie korreliert.

Ergebnisse Alle 3 Untersucher beurteilten unabhängig voneinander die Bilder des duktusorientierten Ultraschalls und der kontrastmittelunterstützten Galaktografie in Tomosynthesetechnik in 3-D und den daraus generierten, synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien. Die Ergebnisse wurden mit den histopathologischen Befunden der Operationspräparate korreliert, wobei sich bei den 5 Patientinnen 1 invasives Mammakarzinom, 2-mal ein duktales Carcinoma in situ (DCIS) und 2 benigne Befunde ergaben. Alle drei Untersucher lagen bei der Verdachtsdiagnose in der Standardbildgebung der duktusorientierten Sonografie seltener richtig als bei der erstmalig durchgeführten, kontrastmittelunterstützten Galaktografie in Tomosynthesetechnik und den daraus generierten, synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien.

Schlussfolgerung Erstmalig wurde die Brusttomosynthese in der Galaktografie (Galaktomosynthese) eingesetzt und ermöglichte eine digitale, 3-dimensionale Darstellung von suspekten Befunden. Zusammen mit den daraus synthetisierten, digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien könnte dies in Zukunft eine sinnvolle Ergänzung der komplementären Mammadiagnostik sein – und eine Renaissance dieser Methode. Im Vergleich mit dem duktusorientierten Ultraschall in Hochauflösung erzielten die Untersucher mit der kontrastmittelunterstützten Galaktografie in Tomosynthesetechnik und den daraus generierten, synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien bessere Ergebnisse in Korrelation mit den histopathologischen Befunden.

Einleitung

Jahrzehntelang war dennoch die konventionelle Galaktografie (Sensitivitäten und Spezifitäten bis zu 95%) 1 ,  2 ,  3 ,  4 ,  5 ,  6 ,  7 ,  8 ,  9 ,  10 ,  11 ,  12 ,  13 ,  14 ,  15 ,  16 das einzige bildgebende Verfahren zur Darstellung von Milchgängen der Brust.

Heute steht uns neben der konventionellen Galaktografie ein multimodales Konzept zur Verfügung: Ultraschall mit hochfrequenten Schallsonden (10 – 18 MHz) (Sensitivitäten und Spezifitäten bis zu 91%) 8 ,  10 ,  12 ,  13 ,  15 ,  17 ,  18 ,  19 ,  20 ,  21 , die Magnetresonanz-(MR-)Mammografie (Sensitivitäten und Spezifitäten bis zu 89% bzw. 93%) 5 ,  13 ,  14 ,  19 ,  21 ,  22 ,  23 sowie die Duktoskopie (Sensitivitäten und Spezifitäten bis zu 71 bzw. 62%) 24 ,  25 ,  26 . Insbesondere die Sonografie (Sensitivitäten und Spezifitäten bis zu 91%) 8 ,  10 ,  12 ,  13 ,  15 ,  17  –  21 ist mittlerweile in allen Brustzentren verfügbar, und durch den Gebrauch hochfrequenter Schallsonden (10 – 18 MHz) ist auch eine qualitätsorientierte Duktussonografie möglich. Daneben bietet die Sonografie bei pathologischen Befunden (BI-RADS ™ 4/5) auch die Möglichkeit einer einfachen, kostengünstigen, bildgesteuerten Biopsie. Die MR-Mammografie (Sensitivitäten und Spezifitäten bis zu 89 bzw. 93%) 5 ,  13 ,  14 ,  19 ,  21 ,  22 ,  23 findet zunehmend Anwendung, da auch in vielen Zentren MR-gesteuerte Biopsien möglich sind. Zusätzlich ergänzt wird das Spektrum der Diagnostik durch die Durchführung einer Duktuskopie/Galaktoskopie (Sensitivitäten und Spezifitäten bis zu 71 bzw. 62%) 24 ,  25 ,  26 mit gleichzeitiger histologischer Verifizierung der Befunde.

Die digitale Vollfeldmammografie (Full-Field Digital Mammography [FFDM]) ist das wichtigste Verfahren zur Frühdiagnose des Mammakarzinoms bzw. des duktalen Carcinoma in situ (DCIS). Die für ein Projektionsverfahren typische Überlagerung von Gewebestrukturen mindert jedoch häufig Spezifität und Sensitivität der mammografischen Untersuchung. Die digitale Tomosynthese der Brust (Digital Breast Tomosynthesis [DBT]) liefert auf der Basis einer begrenzten Anzahl von Einzelaufnahmen mit unterschiedlichen Projektionswinkeln überlagerungsfreie Schichtaufnahmen und kann so die unerwünschte Maskierung durch überlagerte Strukturen beseitigen. Klinische Untersuchungen zeigen, dass die digitale Tomosynthese tatsächlich das Potenzial besitzt, die Wiedereinbestellrate von Patienten zu reduzieren und gleichzeitig die Karzinomentdeckung zu steigern (Detektion und Volumetrie) – dies vor allem bei Frauen mit dichtem Brustgewebe 27 ,  30 .

Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, erstmalig die Tomosynthesetechnik 27 in der Galaktografie einzusetzen und die daraus generierten synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien 28 mit der etablierten Methode der duktusorientierten Sonografie zu vergleichen. Es sollen mit beiden Methoden invasive Mammakarzinome und deren Vorstufen wie duktale Carcinoma in situ (DCIS) sowie benigne Befunde erkannt werden.

Material und Methoden

Patientinnenkollektiv

Am Radiologischen Institut des Universitätsklinikums Erlangen und der Klinik für Radiologie – Klinikum Frankfurt Hoechst wurde bei insgesamt 5 Patientinnen neben der routinemäßigen komplementären Mammadiagnostik bestehend aus klinischer Untersuchung, Mammasonografie und Mammografie zusätzlich sowohl eine duktusorientierte Sonografie als auch eine kontrastmittelunterstützte Galaktografie mithilfe der Tomosynthese in 3-D- als auch den daraus generierten synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien durchgeführt.

Einschlusskriterium zur Studienteilnahme war die einseitige pathologische Sekretion: blutige Sekretion oder spontane klar/seröse, trübe oder bräunlich/grüne (nicht milchige) Sekretion. Ausschlusskriterium waren Patientinnen mit voroperierter Mamma, Zustand nach Bestrahlung der Mamma oder medikamentöser Vorbehandlung.

Duktusorientierte Sonografie, Galaktografie, Brusttomosynthese

Der duktusorientierte Ultraschall wurde zunächst mit einem hochauflösenden Ultraschallsystem (12 – 15 MHz), elektronischer Focus, linear-array Transducer (Siemens ™ , Acuson, Erlangen, Germany) durchgeführt. Die Beurteilungskriterien waren: unauffälliger Milchgang, Duktektasien, suspekter intraduktaler Befund. Bei allen Patientinnen erfolgte zusätzlich eine Galaktografie: Nach Lokalanästhesie und Aufsuchen des betroffenen Milchausführungsganges erfolgte nach Positionierung der Kanüle (Fa. Cook, Baesweiler, 30-G-Sialografie-Nadel) die Applikation von 0,1 bis zu 1,5 ml wasserlöslichem Kontrastmittel. Anschließend wurde der Ausführungsgang mithilfe eines Tupfers bzw. Pflasters komprimiert und mit einem Sprayverband versehen, um ein Austreten des Kontrastmittels zu verhindern 29 . Im Anschluss dieser Untersuchung wurden bei jeder Patientin eine digitale Brusttomosynthese und die daraus berechneten synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografieaufnahmen erstellt 27 ,  28 . Bei den mammografischen Systemen handelte es sich um:

Selenia Dimensions (Hologic Bedfort ™ MA, USA) und

Amulet Innovality (Fujifilm ™ , Deutschland).

Die Tomosynthese erfolgte bei dem Selenia-System in einer Ebene mit einem Rotationswinkel ± 7,5 Grad, Pixelgröße 70 µm, räumliche Aufteilung 8 Linienpaare (Lp)/mm bzw. bei dem Amulet Innovality System mit einem Standard-Rotationswinkel von ± 7,5 Grad (hochauflösend von ± 20 Grad), Pixelgröße 150/100 µm (100/50 µm), räumliche Auflösung 3 Lp/mm; 5 Lp/mm bzw. 10 Lp/mm. Die Dosis entsprach in der Engwinkeltechnik der einer digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografie von im Durchschnitt 1,70 mSv (Standardabweichung 0,42) und damit unterhalb der gesetzlichen Vorgabe von maximal 2,5 mGy/Aufnahme 29 . Die Aufnahmezeit betrug im Mittelwert 10 Sekunden. Mithilfe der Prozesssoftware der jeweiligen Systeme wurden aus den Tomosynthesedaten die synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografieaufnahmen generiert. Die Beurteilungskriterien waren sowohl für die Tomosynthese als auch die aus den Tomosynthesesequenzen generierten synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien: Normalbefund, Duktektasien, singulärer Füllungseffekt, multiple Füllungsdefekte und Gangabbruch 16 .

Operation und Pathologie

Alle Patientinnen wurden nach entsprechender Hautmarkierung zunächst duktektomiert. Jedes Operationspräparat wurde histopathologisch aufgearbeitet. Bei dem invasiven Mammakarzinom erfolgte in einem 2. operativen Eingriff die brusterhaltende Therapie mit Sentinellymphknotenbiopsie (SLN).

Statistische Analyse

Die Auswertung der 3 Untersuchungsmodalitäten erfolgte durch 3 in der komplementären Mammadiagnostik erfahrene Untersucher (1, 5 und 15 Jahre) und wurde mit der endgültigen Histologie korreliert. Bei sehr kleiner Fallzahl erschien die Berechnung von Sensitivität, Spezifität, dem ppV als Anzahl der richtig positiven/(Anzahl der richtig positiven + falsch positiven Ergebnisse) sowie des npV als Anzahl der richtig negativen/(Anzahl der richtig negativen + Anzahl der falsch negativen Ergebnisse) nicht sinnvoll.

Ergebnisse

Es wurde bei insgesamt 5 Patientinnen ein duktusorientierter Ultraschall und im Anschluss eine 3-D-digitale Tomosynthese ( Abb. 1 a und b ) und den aus den Datensätzen generierten synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien als Galaktografie ( Abb. 1 c ) durchgeführt. Drei Untersucher (1, 5, 15 Jahre Berufserfahrung) werteten unabhängig voneinander die in der Bildgebung dargestellten Befunde aus.

Abb. 1View larger versionAbb. 1.   a und b  Kontrastmittelunterstützte Galaktografie in Tomosynthesetechnik in 3-D (DBT). a  Einzelbild in CC-Projektion rechte Mamma; b  Einzelbild in ML-Projektion rechte Mamma. c  Aus der kontrastmittelunterstützten Galaktografie in Tomosynthesetechnik (3-D) generierte, synthetische, digitale 2-D-Vollfeld-Mammografie in CC-Projektion der Abb.  a ; Diagnose: multiple Füllungsdefekte und Gangabbrüche – BIRADS ™  4 31 ; Histologie: ausgedehnte Papillomatose der rechten Mamma.

Das mittlere Alter der Patientinnen betrug 54,2 Jahre (minimal 21 Jahre, maximal 83 Jahre).

Histopathologischer Befund

Histologisch ergaben sich bei den OP-Präparaten der 5 Patientinnen 1 invasives Mammakarzinom, 2-mal ein duktales Carcinoma in situ (DCIS) und 2 benigne Befunde als endgültige Diagnosen.

Vergleich zwischen duktusorientiertem Ultraschall und Brusttomosynthese mit Galaktografie und den daraus synthetisierten digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien

Untersucher 1 mit 1-jähriger Berufserfahrung in der komplementären Mammadiagnostik erkannte in dem duktusorientierten hochfrequenten Ultraschall ( Abb. 2 ) 3 von 5 Diagnosen und lag 2-mal falsch – demgegenüber stellte er anhand der Brusttomosynthese und den daraus synthetisch erstellten digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien die Diagnose 4 von 5 mal richtig.

Untersucher 2 mit 5 Jahren Berufserfahrung lag bei der Beurteilung des duktusorientierten Ultraschalls ebenfalls bei 3 von 5 Diagnosen richtig – in der Brusttomosynthese und den daraus synthetisch erstellten digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien stimmten 5 von 5 Diagnosen überein.

Untersucher 3 mit 15 Jahren Berufserfahrung in der komplementären Mammadiagnostik erkannte in der duktusorientierten Sonografie 4 von 5 Befunden korrekt. Mittels der Brusttomosynthese und den daraus synthetisch erstellten digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien wurde die Diagnose 5 von 5 mal korrekt gestellt bezogen auf die endgültige Histologie.

Auf die Angabe von Sensitivität, Spezifität, positivem prädikiven Wert und negativem prädiktiven Wert wird aufgrund der kleinen Fallzahl verzichtet.

Abb. 2View larger versionAbb. 2.  Hochauflösender duktusorientierter Ultraschall (12 – 15 MHz). Multiple Papillome mit Gangabbrüchen bei blutig sezernierendem Milchgang (blau: Gangabrüche, rot: multiple Papillome, grün: Mamille).

Diskussion

Wir konnten mit unserer Untersuchung erstmalig zeigen, dass die Brusttomosynthese auch in der Galaktografie (Galaktomosynthese) einsetzbar ist und eine digitale, 3-dimensionale Darstellung suspekter Befunde ermöglicht. Zusammen mit den daraus generierten synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien bietet sich eine zusätzliche Option in der Mammadiagnostik.

Zudem führten wir einen Vergleich zwischen der etablierten diagnostischen Methode der duktusorientierten, hochfrequenten Sonografie (12 – 15 MHz) und der kontrastmittelunterstützten Galaktografie in Tomosynthesetechnik und den daraus generierten synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien durch.

Die Auswertungen zeigen eine annähernde Gleichwertigkeit von duktusorientiertem hochfrequenten Ultraschall und den aus der kontrastmittelunterstützten Galaktografie in Tomosynthesetechnik generierten, synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien in Hinsicht auf die richtig gestellte Verdachtsdiagnose und die endgültigen histopathologischen Befunde. Auf die Angabe von Sensitivität, Spezifität, positivem prädiktiven Wert und negativem prädiktiven Wert wird in dieser Untersuchung aufgrund der kleinen Fallzahl verzichtet.

Bisher existiert keine Literatur zur kontrastmittelunterstützten Galaktografie in Tomosynthesetechnik und den daraus generierten synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien.

Insgesamt ergibt unsere Untersuchung, dass mehr richtige Verdachtsdiagnosen in Hinsicht auf die endgültige Histologie anhand der kontrastmittelunterstützten Galaktografie in Tomosynthesetechnik und den daraus generierten synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien erlangt wurden als durch die Standarddiagnostik des duktusorientierten hochfrequenten Ultraschalls. Das Ergebnis trifft auf alle 3 Untersucher zu, die jeweils unterschiedlich lange Berufserfahrung im Bereich der komplementären Mammadiagnostik (1, 5, 15 Jahre) besitzen ( Tab. 1 ).

See full table Tab. 1  Ergebnisse der 3 Untersucher: Anzahl richtiger Verdachtsdiagnosen im Hinsicht auf die endgültige Histologie der Präparate (n = 5) in Abhängigkeit der Bildmodalität.

Das Ergebnis ist insofern überraschend, als dass die Brusttomosynthese und im Speziellen die kontrastmittelunterstützte Galaktografie in Tomosynthesetechnik keine Routinetechniken in der Mammadiagnostik sind. Demgegenüber werden die Mammasonografie und der duktusorientierte Ultraschall als Routinediagnostik regelmäßig eingesetzt und die Untersucher weisen in deren Beurteilung einen hohen Erfahrungsschatz auf. Ein Vergleich mit Literaturdaten ist hier nicht möglich, da keine vergleichende Literatur verfügbar ist.

Limitationen unserer Untersuchung sind vor allem in der beschränkten Fallzahl zu sehen. Dennoch können durch unsere Daten Fragen und Hypothesen aufgeworfen werden:

Erstmaliger Einsatz der Tomosynthese in der Galaktografie (Galaktomosynthese) mit tendenziell besseren Ergebnissen im Vergleich zum duktusorientierten hochfrequenten Ultraschall im Sinne eines Proof-of-concept – kann dies zu einer Renaissance der Galaktografie führen?

Erweiterung des Spektrums der Tomosynthese in der komplementären Mammadiagnostik.

In einer Literaturdurchsicht (PubMed) unter den Stichworten: Breast, Mammography, Ultrasound, Galactography, MRI, Ductography, Tomosynthesis wird deutlich, dass bisher keine vergleichende Untersuchung von klinischer Untersuchung, Abstrichzytologie, duktusorientiertem hochauflösendem Ultraschall, Galaktografie, MR-Mammografie, Duktoskopie mit histologischer Korrelation oder gar der Galaktografie mit DBT (Galaktomosynthese) existiert.

Mit unserer Untersuchung konnten wir jedoch erste interessante Ergebnisse erzielen. Ziel sollte sein, diese Ergebnisse in einer multizentrischen Studie zu evaluieren. Sollten sich die von uns erzielten Studienergebnisse auch an einem größeren Patientenkollektiv bestätigen lassen, könnte die Tomosynthese und insbesondere die kontrastmittelunterstützte Galaktografie in Tomosynthesetechnik (Galaktomosynthese) mit den daraus generierten synthetischen digitalen 2-D-Vollfeld-Mammografien die komplementäre Mammadiagnostik sinnvoll ergänzen und zu einer Renaissance dieser Methode führen.

Durch unsere Methodik wird es möglich sein, einerseits die Anzahl unnötiger Operationen zu reduzieren und andererseits das operative Management durch die 3-dimensionale Visualisierung des pathologischen Prozesses zu optimieren.

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Fig. 1.

  a and b  Contrast-enhanced 3D galactography with tomosynthesis (DBT). a  Single CC projection image of right breast; b  Single ML projection image of right breast. c  Synthetic digital 2D full-field CC projection mammogram of Fig.  a generated from contrast-enhanced galactography with tomosynthesis; diagnosis: multiple filling defects and duct obstruction – BIRADS ™ 4 31 ; Histology: extensive right breast papillomatosis.

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Fig. 2.

 High-resolution ductal ultrasound (12 – 15 MHz). Multiple intraductal papillomas with duct obstruction and bloody nipple discharge (blue: duct obstruction, red: multiple intraductal papillomas, green: nipple).

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Table 1  Results for the 3 investigators: number of correct suspicious diagnoses as confirmed by histological examination of the specimens (n = 5) according to the imaging modality.

Imaging modality | Ductal high-frequency ultrasound (12 – 15 MHz) | Contrast-enhanced galactography with tomosynthesis (3D) together with synthetic digital 2D full-field mammograms generated with this method
Investigator 1 (1 year professional experience) | 3 | 4
Investigator 2 (5 yearsʼ professional experience) | 3 | 5
Investigator 3 (15 yearsʼ professional experience) | 4 | 5

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Abb. 1.

  a und b  Kontrastmittelunterstützte Galaktografie in Tomosynthesetechnik in 3-D (DBT). a  Einzelbild in CC-Projektion rechte Mamma; b  Einzelbild in ML-Projektion rechte Mamma. c  Aus der kontrastmittelunterstützten Galaktografie in Tomosynthesetechnik (3-D) generierte, synthetische, digitale 2-D-Vollfeld-Mammografie in CC-Projektion der Abb.  a ; Diagnose: multiple Füllungsdefekte und Gangabbrüche – BIRADS ™  4 31 ; Histologie: ausgedehnte Papillomatose der rechten Mamma.

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Abb. 2.

 Hochauflösender duktusorientierter Ultraschall (12 – 15 MHz). Multiple Papillome mit Gangabbrüchen bei blutig sezernierendem Milchgang (blau: Gangabrüche, rot: multiple Papillome, grün: Mamille).

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Tab. 1  Ergebnisse der 3 Untersucher: Anzahl richtiger Verdachtsdiagnosen im Hinsicht auf die endgültige Histologie der Präparate (n = 5) in Abhängigkeit der Bildmodalität.

Bildmodalität | duktusorientierter hochfrequenter Ultraschall (12 – 15 MHz) | kontrastmittelunterstützte Galaktografie in Tomosynthesetechnik (3-D) und daraus generierte, synthetische digitale 2-D-Vollfeld-Mammografie
Untersucher 1 (1 Jahr Beruferfahrung) | 3 | 4
Untersucher 2 (5 Jahre Berufserfahrung) | 3 | 5
Untersucher 3 (15 Jahre Berufserfahrung) | 4 | 5

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