ECOGRAFIA 3D

Dall'Ecografia all' Ecografia Volumetrica Automizzata Nei seni densi e molto densi la sensibilità della mammografia nel riconoscere precocemente il tumore non supera il 60%.       Ecografia tridimensionale 3D Nuove possibilità sono legate alla introduzione dell’ ECOGRAFIA 3D nei seni densi, la sonda volumetrica automatizzata consente una straordinaria visualizzazione dei noduli mammari secondo prospettive [...]

ECOGRAFIA 3D

Dall’Ecografia all’ Ecografia Volumetrica Automizzata

Nei seni densi e molto densi la sensibilità della mammografia nel riconoscere precocemente il tumore non supera il 60%.

 

 

 

Ecografia tridimensionale 3D

Nuove possibilità sono legate alla introduzione dell’ ECOGRAFIA 3D nei seni densi, la sonda volumetrica automatizzata consente una straordinaria visualizzazione dei noduli mammari secondo prospettive che permettono di ricostruire virtualmente il volume, la superficie e l’aspetto dei noduli.

Trasduttori 3D manuali e automatizzati sono ora disponibili per l’uso in imaging del seno. Con una unica scansione del fascio di ultrasuoni, una immagine automizzata e ricostruita 3D può essere formata nei piani coronali, sagittali, e trasversale,  permettendo una valutazione più accurata della massa delle strutture anatomiche della parete e dei margini del nodulo e dell’infiltrazione nel tessuto circostante  L’analisi dei margini dei noduli  può rilevare la presenza di spiculazioni, un elemento di notevole rischio ma è anche vero che la proiezione ottimale per valutare le spiculazioni è la scansione coronale per l’appunto visibile solo con ricostruzione tridimensionale quindi la possibilità di visualizzare quanto più spiculazioni possibili e offre sicuramente un guadagno diagnostico (a tale scopo preme precisare che la risoluzione della scansione coronale non ha come nei vecchi metodi di acquisizione tridimensionale ed in particolare quelli manuali una perdita di informazione sostanziale perché essendo la mammella un organo fermo si può fare un’acquisizione tridimensionale con metodica “slow” che permette un minor interpolazione trilineare per riempire tutti gli spazi vuoti.

Le problematiche dell’Abus

• tecnica di esecuzione

• tempi di esecuzione

• curva di apprendimento

• tempi di lettura

• validità scientifica / applicabilità allo screening

L’esame è eseguito dal TSRM

– relativamente facile/riproducibile, ma non banale

– maggiore completezza,

–  sistematicità del campo esaminato

L’ABUS

– applicabilità allo screening

– sensibilità eccellente

– problema di specificità (?)

– necessità di nuovi studi /dati • studi collaborativi prospettici in centri di screening di alto flusso • confronto MD, DBT, EMAV • valutazione fattibilità, costo/efficacia • studio di strategie / protocolli innovativi di selezione casi e flussi di lavoro

– formazione

– richiede una innovazione pesante nei percorsi / flussi di lavoro screening

– risorse / personale (TSRM e medico) – risorse apparecchiature / archiviazione / flussi informatici (RIS / PACS / workstation integrate)

Screening ecografico

A causa delle note limitazioni della mammografia, soprattutto nelle donne con tessuto mammario denso, lo screening supplementare con ecografia, sta sempre più guadagnando una diffusa accettazione. Numerosi studi  hanno dimostrato che l’aggiunta dell’ ecografia in donne con tessuto mammario denso alla mammografia diagnosticherà ulteriori 2,3-4,6 cancri occulti alla mammografia per 1000 donne ( 72 – 80 ). I cancri, occulti alla mammografia, rilevati sulle immagini ecografiche sono in genere piccoli tumori invasivi con linfonodi negativi ( Fig. 12) ( 81 ). Tuttavia, pochi studi hanno esaminato la performance dello screening con ecografia, e l’intervallo ottimale di screening è sconosciuto. Berg e colleghi ( 82 ) hanno recentemente dimostrato che l’utilizzo dell’ecografia  supplementare nelle donne a medio e ad alto rischio con  seno mammograficamente denso ha permesso il rilevamento di ulteriori 3,7 tumori ogni 1000 donne sottoposte a screening.

La tecnica Automatizzata intero-seno  è una alternativa di recente sviluppo per lo screening  ecografico del seno , in cui standardizzate  immagini possono essere facilmente ottenute . Il Sistema ecografico automizzato dell’intero seno utilizza un’unità ecografica standard e un trasduttore lineare-array collegato a un braccio meccanico guidato da computer con proiezioni dedicate mediante un’ampia trasduttore di 15-cm ( 84 , 85 ). Con questi sistemi, immagini sagittali, trasversale e coronale si ottengono, disponibili per la successiva revisione da parte del medico, con ricostruzione 3D associata. Tra i vantaggi, una minore dipendenza dell’operatore, maggiore efficienza-efficacia del medico, e una maggiore riproducibilità, che potrebbe aiutare nel follow-up delle lesioni. Pochi studi riguardanti le prestazioni di 3D US nel seno esistono, ma uno studio preliminare ha dimostrato una migliore caratterizzazione delle lesioni maligne ( 35 ). e  un ruolo potenziale nella valutazione della risposta del tumore alla chemioterapia neoadiuvante. Uno studio multicentrico ha dimostrato che il sistema automatizzato ecografico può diagnosticareun ulteriore 3,6 cancro per 1000 donne sottoposte a screening, simili però  ai risultati ecografici eseguiti manulmente dall’operatore ( 85 ). Tuttavia, gli svantaggi includono la limitata capacità di esplorare l’intera mammella, in particolare le regioni posteriori di grandi seni, revisione in termini di tempo di un gran numero di immagini da parte del medico, e la necessità di richiamare le pazienti per un secondo esame ecografico e rivalutare i risultati dubbi. Inoltre, alcuni ricercatori hanno cominciato a confrontare l’uso della tecnica manuale con il sistema automatizzato. Uno studio di Chang et al ( 86 ) ha dimostrato che su 14 cancri inizialmente rilevati allo screening ecografico manuale , solo il 57% -79% sono state rilevati anche da tre lettori su immagini whole-seno automatizzati, con due cancri persi da tutti e tre i lettori , ciascuno tumore era meno di 1 cm di dimensioni.

L’innovativo sistema di diagnosi del tumore della mammella per le donne con tessuto mammario denso.La mammografia potrebbe non rilevare oltre un terzo dei tumori laddove il tessuto mammario è particolarmente denso. Il sistema ABUS (Automated Breast Ultrasound System) rappresenta quindi una pratica alternativa non ionizzante alle altre opzioni di screening per le donne con tessuto mammario denso. Affiancato alla mammografia, il sistema Invenia ABUS è in grado di migliorare la rilevazione dei tumori invasivi della mammella del 55% rispetto all’utilizzo della sola mammografia.

Perché è necessario eseguire l’ecografia 3D ?  

Circa il 40% delle donne ha un tessuto mammario denso. Tale condizione aumenta la percentuale di rischio di sviluppare un tumore di 4-6 volte.4 La mammografia potrebbe non individuare la presenza di un tumore nelle mammelle a tessuto denso. Il sistema Invenia ABUS si è dimostrato in grado di aiutare i medici a rilevare il 55% in più dei tumori invasivi in presenza di risultati mammografici normali o benigni.

Qual’ è la procedura utilizzata per questo esame ?

Il processo di acquisizione del sistema Invenia ABUS utilizza la tecnologia a ultrasuoni 3D per acquisire le immagini del tessuto mammario denso in modo confortevole e rapido. Ogni esame richiede all’incirca 15 minuti.

Diagnosi più efficace – Vista globale per la programmazione:

Il volume 3D e l’accesso multiplanare consentono di analizzare il tumore della mammella in modo accurato e non invasivo grazie alla vista globale della mammella.

 

 

 Per essere classificata come maligna, una formazione nodulare deve presentare una delle seguenti caratteristiche:

  • Contorno spiculato
  • Orientamento non parallelo
  • Margine angolare
  • Ipoecogenicità marcata
  • Ombra acustica posteriore
  • Calcificazioni puntiformi
  • Estensione Duttale
  • Modello Branch
  • Microlobulazioni

 

L’Ecografia nella pratica clinica

Le attuali indicazioni per il seno degli US, come raccomandato dalla American College of Practice Guidelines Radiologia includono la valutazione di anomalie palpabili o altri sintomi del seno, l’integrazione nei casi di mammografie o RM- che hanno rilevato anomalie, e la valutazione delle protesi del seno ( 57 ). Inoltre, viene utilizzata di routine come guida durante le procedure interventistiche, la pianificazione del trattamento per la radioterapia, lo screening in alcuni gruppi di donne, e la valutazione dei linfonodi ascellari. In letteratura molto è stato scritto su questi usi e  un dibattito globale è oltre la portata di questo articolo. Alcuni temi importanti e attuali, tuttavia, saranno rivisti.

La valutazione dei risultati mammografici

L’ecografia mirata e complementare alla mammografia  grazie alla sua capacità di differenziare le lesioni cistiche da quelle solide è anche utile nello studio delle asimmetrie e nei seni densi, in quanto può aiutare a identificare o escludere la presenza di una massa sottostante. Lesioni veramente ipoecogene possono spesso essere differenziate da lobuli di grasso attraverso la scansione su piani multipli, poiché le vere lesioni di solito non si fondono o si allungano in tessuti adiacenti. Con l’introduzione della tomosintesi digitale del seno  nell’imaging mammografico, gli ultrasuoni giocheranno ancora un  ruolo importante. Come le lesioni mammografiche possono spesso essere individuate, localizzate e avere un’adeguata valutazione del margine sulle immagini in 3D, le pazienti con lesioni rilevate alla tomosintesi  possono spesso essere valutate direttamente dall’ecografia, evitando ulteriore  imaging mammografico con i relativi costi e l’esposizione alle radiazioni ( Fig. 10).

Figura 10a:(a) Screening mammografico cranio-caudale tomosintesi in una donna di 75 anni, raffigura un piccolo nodulo  spiculato (freccia).

Figura 10b: (b)La  paziente è stata sottoposta ad ecografia mirata  che ha confermato la presenza di una piccola massa irregolare sospetta ipoecogena con diametro maggiore trasversale (più alto-che-largo) con margini indistinti e ombra acustica posteriore (freccia). .

Figura 10c: (c) Le immagini ottenute con 3D US combinate con elastografia dimostrano una massa irregolare con rigidità moderata, come fa notare la sovrapposizione di colore verde e giallo . Lesione, orientamento in senso orario da in alto a sinistra: sagittale, trasversale, 3D e coronale CNB planes.Agobiopsia guidata ha dimostrato un carcinoma duttale infiltrante.

L’uso di una supplementare ecografia mammaria, eseguita in aggiunta alla mammografia, rimane controversa nonostante la  capacità di rilevare piccoli tumori mammograficamente occulti. US ha un valore limitato per la rilevazione di piccole microcalcificazioni raggruppate senza una lesione mammaria associata. Valori predittivi positivi bassi con meno del 12% su biopsie effettuate  sono state costantemente riportati ( 77 , 87 ). Nessun studio di outcome è stato in grado di dimostrare una riduzione diretta della mortalità dei pazienti a causa del rilevamento di questi ulteriori tumori piccoli e occulti alla mammografia. Ciò richiederebbe un lungo studio  randomizzato, che non è fattibile. Razionalmente, però, la diagnosi precoce e il trattamento di altri tumori di piccole dimensioni dovrebbero migliorare i risultati e ridurre la morbilità e la mortalità complessiva. Molte compagnie di assicurazione americane non rimborsano per lo screening del tumore al seno, questo esame non è stata ampiamente accettata negli Stati Uniti.

Ciononostante, a causa sia della efficacia nota  e una maggiore consapevolezza generale del cancro al seno, più donne e medici stanno richiedendo questo esame. In effetti, in alcuni paesi  i radiologi informano le donne sui problemi derivanti dalla densità del seno e consigliano loro di discutere di screening supplementare con i loro medici. Anche se supplementare la  RM mammaria è in genere preferita per le donne che sono ad alto rischio per il cancro al seno (per esempio, le donne con un rischio di vita di oltre il 20%, ad esempio, quelle donne che sono BRCA positive o presentano famigliari di primo grado con un storia di cancro al seno in premenopausa), lo screening della mammella con ecografia dovrebbe essere considerato nelle donne ad alto rischio per il cancro al seno che non tollerano RM mammaria, così come le donne con tessuto mammario denso e rischio intermedio (ad esempio, rischio di vita del 15% – 20%, per esempio quelle donne il cui l’unico fattore di rischio è una storia personale di cancro al seno o precedente biopsia di una lesione ad alto rischio). Futuri studi sono necessari per stabilire le strategie per ridurre i falsi positivi e continuare a ottimizzare  lo screening ecografico  ed automatizzato in donne con tessuto mammario mammograficamente denso .

 

Stadiazione preoperatoria del cancro con ecografia

RM mammaria ha dimostrato di essere più sensibile dell’ecografia nella rilevazione di focolai di malattia aggiuntivi occulti alla mammografia nelle donne con cancro al seno  ( 97 – 99 ). Tuttavia, quando una massa altamente sospetta viene identificata in mammografia e US, US immediata valutazione del resto della mammella ipsilaterale, la mammella controlaterale, e l’ascella deve sempre effettuata. Se le lesioni supplementari sono identificate, stadiazione preoperatoria con la RM può essere evitata e la biopsia ecoguidata può essere effettuata tempestivamente, risparmiando il tempo prezioso del paziente e la spesa ( 100 ). In uno studio condotto da Moon et al ( 101 ), di 201 pazienti con cancro al seno di nuova diagnosi, stadiazione statunitense ha dimostrato un occulto alla mammografia malattia multifocale o multicentrico in 28 pazienti (14%) e della mammella controlaterale in otto pazienti (4%), con conseguente una modifica della terapia in 32 pazienti (16%).

L’ecografia può anche essere utilizzato per identificare la stazione ascellare , sopraclaveare, e i linfonodi mammari interni. Linfonodi anormali tipicamente dimostrano  ispessimento focale o diffuso della corticale (≥ 3 mm di spessore),forma rotonda (piuttosto che ovale o reniforme) , la perdita del grasso, ilo iperecogeno e / o,, vasi sanguigni irregolari , disorganizzati ( 102 , 103 ) ( Fig. 14). Un ecoguidata CNB o con ago sottile aspirazione positiva di un linfonodo ascellare clinicamente anormale in un paziente con un tumore al seno conosciuto può aiutare la gestione del paziente, evitando la necessità di una biopsia del linfonodo sentinella e consentendo al paziente, invece di procedere direttamente alla linfonodi ascellari dissezione di nodo o chemioterapia neoadiuvante.

I progressi tecnici negli ultrasuoni permettono la diagnosi completa , la gestione e il trattamento delle lesioni mammarie.L’utilizzo ottimale della tecnologia, la tecnica meticolosa della scansione con particolare attenzione alla morfologia della lesione,  il riconoscimento e la sintesi dei risultati di molteplici modalità di imaging sono essenziali per la gestione ottimale della paziente. In futuro, l’utilizzo degli ultrasuoni avrà una portata sempre maggiore di indicazioni anche nello screening,se personalizzato.Applicando  strumenti di recente sviluppo, il valore dell’ecografia probabilmente continuerà a crescere ed evolvere.

•L’ecografia dipende dall’operatore; la conoscenza e la valutazione delle diverse opzioni tecniche attualmente disponibili sono importanti per l’ottimizzazione delle immagini e una diagnosi accurata.
•L’ecografia è una, modalità dinamica interattiva e di scansione in tempo reale. E’ necessario valutare i risultati  associati a malignità.
•La capacità di sintetizzare le informazioni ottenute dall’esame ecografico confrontato con la mammografia , la RM, e l’esame clinico del seno è fondamentale per una diagnosi accurata.
• L’uso dell’ecografia associato alla mammografia, soprattutto nelle donne con tessuto mammario denso, sta diventando sempre più ampiamente diffuso accettato.
• L’esame bioptico ecoguidato è il metodo principale utilizzato nella maggior parte delle pratiche di imaging del seno, e il radiosenologo deve avere familiarità con i vari dispositivi di biopsia e le tecniche per tipizzare adeguatamente qualsiasi lesione individuata agli US.

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APPARECCHIATURE E METODOLOGIA DELL’ESAME L’esame ecografico delle mammelle risulta particolarmente impegnativo e difficoltoso per la scarsa differenza di impedenza acustica presente tra i tessuti che compongono tale ghiandola e per la necessità di dover rilevare minimi e sottili dettagli ecostrutturali per la identificazione di eventuali alterazioni focali e ancor più per una differenziazione tra patologie benigne e maligne. Oltre ad indispensabili competenze teoriche e tecniche dello operatore è pertanto necessario utilizzare apparecchiature ecografiche in real-time tecnologicamente d’avanguardia sia per quanto riguarda i sistemi di elaborazione e di rappresentazione del segnale che per quanto riguarda i sistemi di focalizzazione del fascio ultrasonico. Essendo la ghiandola mammaria un organo superficiale, per ottenere una migliore definizione dell’immagine ed un incremento del potere di risoluzione della apparecchiatura risulta indispensabile la utilizzazione di trasduttori ad elevata frequenza potendosi identificare nei 7.5 MHz la frequenza di emissione ottimale. Per uno studio più dettagliato di eventuali alterazioni focali può essere inoltre considerata la utilizzazione di sonde ad elevata frequenza (10-13 e anche 17 MHz). La sonda, lineare o volumetrica per 3D, deve presentare una lunghezza di almeno 5 cm al fine di consentire lo studio di porzioni sufficientemente ampie delle mammelle e di escludere il rischio di una mancata esplorazione di porzioni ghiandolari durante lo spostamento della sonda sulla superficie della mammella. La utilizzazione di sonde dotate degli attuali sofisticati sistemi di focalizzazione può consentire di eseguire l’esame anche senza la interposizione di un distanziatore tra sonda e superficie cutanea. Ciò può risultare comunque utile per una più dettagliata indagine di alterazioni particolarmente superficiali e per un più accurato studio della regione retroareolare specialmente in presenza di capezzoli voluminosi. L’esame ecografico deve essere condotto con paziente supina con il braccio corrispondente alla mammella indagata flesso ed abdotto, con la mano sopra la testa. Questa posizione consente un appiattimento della ghiandola ed una maggiore immobilità nel corso dell’esame. Nel corso dell’esame ecografico devono essere sistematicamente ed accuratamente indagate tutte le porzioni della ghiandola eseguendo uno studio prima per quadranti e poi in senso radiale consentendo queste seconde scanzioni di analizzare più correttamente le strutture del lobo ghiandolare nella sua complessità epiteliale e connettivale e l’asse del dotto che converge verso il capezzolo (Teboul 1988). L’esame ecografico della mammella va quindi completato da un accurato studio di eventuali alterazioni linfonodali in sede ascellare ed a livello della mammaria interna. CRITERI DIAGNOSTICI ECOGRAFICI DELLE ALTERAZIONI FOCALI DELLA MAMMELLA La SIEOG sulla base dei dati della Letteratura Internazionale (Kobayashi 1974, Baum 1977, Kasumi 1982, Kasumi 1991, Leucht 1989) e dell’esperienza del proprio Gruppo di Studio sull’Ecografia della mammella (Gentili 1993) ritiene opportuno che le alterazioni focali della mammella debbano essere sistematicamente indagate sulla base dei seguenti aspetti dell’immagine ecografica: a)Forma- viene definita regolare quando la formazione presenta un aspetto rotondeggiante e grossolanamente ovoidale come nei noduli benigni. I noduli maligni sono invece per lo più caratterizzati da un aspetto non geometrico con contorni angolati e spiculati dovuti ai processi invasivi rispetto al parenchima ghiandolare contiguo. b) Contorno- indica allo stesso tempo sia le caratteristiche morfologiche del contorno del nodulo che può essere sia liscio che frastagliato che la possibilità di una corretta definizione del bordo perimetrale del nodulo che può essere netto o sfumato. c) Alone Iperecogeno- indica la presenza a ridosso del confine del nodulo di una corona di fine iperecogenicità che sfuma nel tessuto ghiandolare contiguo. Tale fenomeno è secondario alla presenza di processi microspiculari che si comportano come microcentri di diffusione rifrangendo le onde del fascio ultrasonico. d) Echi interni le formazioni cistiche risultano transoniche o debolmente ipoecogene in caso di contenuto fluido denso. I noduli solidi benigni sono caratterizzati da echi fini ed omogenei, potendosi, peraltro, talora osservare in età avanzata nel contesto di fibroadenomi piccoli focolai iperecogeni privi di cono d’ombra posteriore dovuti a zone di involuzione fibroialina o grossolane calcificazioni nettamente ecoattenuanti. Nei carcinomi si rileva una marcata ipoecogenicità di fondo nel contesto della quale si possono rilevare echi irregolari e disomogenei e lacune ipoecogene dovute a zone necrotico-colliquative. e) Echi posteriori- l’ecogenicità a livello del tessuto mammario posteriore al nodulo e la possibilità di una corretta definizione della parete posteriore del nodulo stesso dipende dal quadro di attenuazione esercitato sul fascio ultrasonico dalla formazione. È possibile che vi sia una estinzione dell’onda con formazione di un cono d’ombra posteriore in presenza di formazioni nodulari maligne ad elevato contenuto di tessuto fibroso (scirro). In tali casi non risulta definibile la parete posteriore del nodulo né rilevabile l’ecostruttura del tessuto ghiandolare posto inferiormente al nodulo. Si rileva invece un rafforzamento degli echi posteriormente alla formazione in presenza di strutture meno attenuanti del normale tessuto ghiandolare (cisti e noduli solidi benigni ad elevata ed omogenea componente cellulare). È inoltre possibile che gli echi posteriori alla formazione non subiscano significative variazioni rispetto ai tessuti circostanti come avviene nei fibroadenomi. f) Coni d’ombra bilaterali- sono rappresentati da sottili aree di attenuazione del fascio ultrasonico generantesi a livello delle estremità laterali di formazioni rotondeggianti. Frequentemente presenti nelle formazioni benigne (cisti, fibroadenomi) rappresentano una ulteriore riprova del contorno netto e liscio del nodulo. Risultano invece assenti nei noduli maligni ove si possono eventualmente rilevare solo coni d’ombra unilaterali più irregolari e di maggiore intensità. g) Rapporto L/T- indica il rapporto tra il diametro longitudinale (L) e trasverso (T) del nodulo. Qualora prevalga il diametro longitudinale (L/T>1) vi è il sospetto di un processo maligno, mentre qualora prevalga il diametro trasverso (L/T 1 Test compressione Negativo Alterazione del tessuto ghiandolare contiguo (tessuto adiposo, travate fibroconnettivali, dotti galattofori)

Se il seno è denso, infatti, la sensibilità della mammografia, si abbassa dal 80% al 60%. L’ecografia permette, in questi casi, di recuperare circa il 30% di “sensibilità”. Per questo andrebbe fatte insieme: “Eseguire i due esami separatamente non ha alcun razionale scientifico, purtroppo quasi sempre è legato a problemi organizzativi e fattori economici”

Ultrasound is a well-known imaging technique for characterization of breast masses. The American College of Radiology has standardized sonographic findings to establish a common language among radiologists. The shape and margin of the lesion, orientation in relation to the skin, lesion boundary, echotexture, posterior acoustic features, relation to the surrounding parenchyma, and additional findings, such as presence of calcification and vascularization, are described in the lexicon [1].

Vascular elements in solid lesions have been examined with various Doppler techniques, such as color, spectral, and power Doppler. Flow patterns and waveforms are analyzed with spectral Doppler technique, and morphologic features are analyzed with color and power Doppler techniques [213]. The following elements are described as characteristic of malignancy: more than one vascular pole; abnormal afferent vascularity (tortuous vessels penetrating the tumor); and hypervascularity with irregular, branching, disorganized intratumoral vessels [3]. Benign lesions tend to have weak and peripheral vascularity and no central vessels [4]. Spectral Doppler analysis has been described as less useful than color Doppler imaging in differentiating benign from malignant masses, having considerable overlap of parameters such as pulsatility and resistance index [14]. Because no reliable standard findings exist, a common language for Doppler findings has not been established. Assessment of lesion vascularity is recommended but is not considered mandatory in the BI-RADS ultrasound lexicon.

Normal vascular anatomy in structures such as the kidneys, lymph nodes, and extremities consists of an artery and one or two veins in the same bundle. Because of their characteristic color pattern and waveforms, these vascular structures are easily identifiable during color and pulsed Doppler evaluation. Malignant tumors stimulate growth of new vessels by secretion of angiogenic factors. These new vessels differ from the native vessels, are morphologically distinct, and are highly tortuous because of their increased endothelial proliferation, high capillary growth rate, and irregular branching and formation of loops [21417].

We can infer that the presence of an artery and a vein in parallel distribution in the periphery or inside a lesion is a normal anatomic condition that contrasts to the anomalous neovessels generated by tumoral angiogenesis in malignant lesions. We have observed this finding at Doppler ultrasound examination of some breast masses and have called it the parallel artery and vein sign. In this study, we assessed the usefulness of the parallel artery and vein sign in predicting the benign or malignant nature of a breast lesion. We hypothesized that the parallel artery and vein sign is a predictor of a benign pathologic result.

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Fig. 1 38-year-old woman with breast mass. Ultrasound images (top row) show parallel blood flow in periphery and interior of breast mass corresponding to artery (red) and vein (blue) and signifying normal anatomic condition. Parallel artery and vein sign is present. Pulsed Doppler ultrasound images confirm venous and arterial characteristics of fluid.

Subjects and Methods

This study, approved by the institutional review board of our institution, was performed from April 2003 to April 2008. All patients with breast masses undergoing ultrasound-guided biopsy in our department were consecutively enrolled. We used ultrasound systems (ATL HDI5000 SonoCT, IU22 Gemini, Philips Healthcare) with 5–12 and 5–17 MHz transducers and color Doppler mode. Core needle biopsies were performed with an automated gun (Magnum, Bard) and 14-gauge needles.

All ultrasound examinations and Doppler analyses of the breast masses and core needle biopsies were performed by six radiologists with at least 5 years of experience in ultrasound-guided breast procedures. A minimum of six cores per lesion were obtained, as defined by our National Consensus [18]. To ensure uniform performance, before the start of the protocol the radiologists underwent basic training on the pattern of the parallel artery and vein sign. Informed consent was obtained from all patients.

The parallel artery and vein sign was considered present in a mass when two parallel vessels were visualized in the capsule or interior. In this case, one vessel appeared blue and the other red (Fig. 1), indicating the presence of an artery and a vein, which could be confirmed with spectral Doppler imaging. Images of the optimal plane or video captures to confirm the findings were registered and stored in our hospital PACS.

As a standard protocol, all masses were assessed with color Doppler ultrasound before the biopsy procedure. Specific parameters to detect very low blood flow were established on both ultrasound systems with identical settings for every mass (pulse repetition frequency, 700–1000 Hz; wall filter, 50–100 Hz; gain, 85–90%; medium persistence; no window angling). The mass and adjacent breast parenchyma, containing the afferent and efferent vessels, were included in the color box (Fig. 1). The examination was performed with particular care to applying minimal pressure on the masses with the transducer to prevent vessel collapse.

Read More: http://www.ajronline.org/doi/full/10.2214/AJR.10.6130

For a long time, color Doppler ultrasound was not considered a useful tool in the diagnosis of breast disease because it could not be used to accurately differentiate benign from malignant lesions. Along with improvement in the technology, color Doppler ultrasound and power Doppler angiography have become important complements to bidimensional gray-scale breast ultrasound. Although consensus has not been reached on usefulness, these techniques have been proposed as ways to analyze afferent vessels and the internal vascularization of breast masses to improve characterization [5]. We use these techniques systematically as an integral part of our breast ultrasound protocol; all solid masses are studied with color Doppler ultrasound.

In color Doppler ultrasound imaging, blue and red indicate the direction of blood flow with respect to the position of the transducer. When two vessels are found to flow in parallel, blue and red generally indicate a vein and an artery, the presence of which can be confirmed with spectral Doppler imaging (Fig. 1). However, tortuous vessel curling can mimic a similar color Doppler pattern, and aliasing can cause confusion, although the colors in the aliased vessel (most likely an artery, where flow is faster) would appear as a mosaic. Therefore, the parallel artery and vein sign is valid when the color-encoded signal shows a clear blue and red pattern during a Doppler examination. In case of doubt, spectral Doppler technique can be used to confirm the arterial and venous flow patterns. We believe that this limitation does not affect our results; special care was taken in this respect, and spectral Doppler ultrasound was performed in most cases.

The detection of vessels in breast masses depends on the sensitivity of the ultrasound system, the frequency of the transducer used, and the appropriate selection of technical parameters for the study of the breast. To accurately capture very low blood flow and to obtain optimal images of all vessels examined, all necessary technical parameters have to be adjusted (pulse repetition frequency, wall filter, gain, persistence, window), and care has to be taken to avoid compressing the breast with the transducer; excess pressure can collapse the vessel and lead to the interpretation that the lesion is avascular.

Precise semiologic criteria for benign and malignant lesions according to location and morphologic features of the vessels detected have been established [613]. The following criteria have 73–98% sensitivity for malignancy and 16–90% specificity [13]: intratumoral vessels without capsular vessels, vascularization of a large percentage of the mass, tortuous neovessels with irregular caliber, penetrating vessels, and a large number of afferent pedicles. This range in sensitivity and specificity is due to the broad variability of equipment and techniques used for analysis, such as color Doppler, power angiography, and contrast administration.

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