Digitale borsttomosynthese (DBT) is een beeldvormingstechniek die een volumetrische reconstructie van de hele borst mogelijk maakt uit een eindig aantal tweedimensionale projecties met lage dosis, verkregen door verschillende röntgenbuishoeken, met een geometrisch principe dat sterk lijkt op dat van de stratigrafische techniek.
Achtergronden
Hoewel directe digitale mammografie (FFDM – Full Field Digital Mammography) de gevoeligheid van de methode heeft verbeterd, vooral bij dichte borsten, is het aantal vals-negatieven (FN) nog steeds hoog, grotendeels te wijten aan de aanwezigheid van dicht weefsel dat de zichtbaarheid van laesies kan beïnvloeden: het mammogram is in feite een “optelbeeld” dat op één enkel vlak een min of meer zichtbare voorstelling geeft van elke structuur die door de röntgenstraal tussen ingangs- en uitgangsoppervlak wordt gekruist.
Er zijn theoretische oplossingen voor het probleem: de belangrijkste daarvan is MRI, maar dit is geen ideale oplossing omdat het duur en tijdrovend is en in veel gevallen niet op dezelfde afdeling beschikbaar is.
Wat in plaats daarvan nodig is, is een oplossing die:
- a) betaalbaar (een toeslag op de prijs van een mammografie),
- b) snel (de radioloog moet het aanvullend onderzoek onmiddellijk na de beoordeling van de mammografische beelden kunnen uitvoeren)
- c) praktisch (het onderzoek moet in dezelfde fysieke ruimte door dezelfde operateurs worden uitgevoerd),
- d) eenvoudig (een nieuwe methode zou van technici en radiologen verlangen dat zij nieuwe procedures voor onderzoek en beoordeling leren).
De verschijnselen van sommatie en aftrekking, potentieel verantwoordelijk voor de produktie van vals-positieve bevindingen (FP) en voor het maskeren van waar-positieve bevindingen (TP), brachten Alessandro Vallebona er in 1930 toe de “stratigrafie” (hierna “tomografie” genoemd) te creëren en te implementeren, dat wil zeggen een aanvullende radiodiagnostische techniek gericht op het realiseren van analytische beelden, namelijk representatieve alleen van de structuren waaronder in de voorgeselecteerde lagen van het betreffende gebied. Deze techniek was niet zonder nadelen, die omvatten:
- beperkte contrastresolutie toegestaan door de intrinsieke arcering van het beeld;
- aanwezigheid van parasitaire schaduwen (d.w.z. achtergrondruis);
- hoge totale dosis geleverd in meerdere opeenvolgende acquisities van als nuttig beschouwde lagen.
Dankzij de flat-panel technologie, is een herinterpretatie in de digitale sleutel van Vallebona’s tomografie voorgesteld als een nieuw hulpmiddel voor vroege opsporing: de DBT-Digitale Borst Tomosynthese.
Digitale borsttomosynthese
Bij DBT maakt de röntgenbuis een boog, waarbij een reeks beelden wordt verkregen, die elk een dosis krijgen die gelijk is aan een fractie van de dosis die bij een standaard mammogram wordt gegeven. Tijdens de acquisitie ontvangt elk detectorelement in de tijd sequentiegerelateerde informatie over elk objectvolume-element. De reeks digitale projecties bevat aldus volledige structurele informatie over alle objectlagen in de vorm van ruwe gegevens. Deze worden naar een computer gezonden, waarbij geschikte reconstructie-algoritmen de volgorde en de juiste sommatie van de projectiewaarden reconstrueren, waardoor als eindresultaat doorsneden kunnen worden verkregen die vergelijkbaar zijn met die van conventionele tomografie, maar vrijgesteld van de eerder toegelichte kritische.
Tomosynthese levert dus geen directe projectiebeelden, maar gereconstrueerde beelden van elke afzonderlijke laag door middel van verschillende beschikbare algoritmen, meer of minder efficiënt, elk gericht op het verwijderen uit gereconstrueerde plak van de bovenste en onderste lagen van “gestructureerde ruis”.
Reconstructie-algoritmen die in de eerste generatie apparaten werden gebruikt (waaronder FBP-Filtered Back Projection algoritme, ideaal voor reconstructie van 360° CT-acquisities, maar niet optimaal in DBT-reconstructie, waarbij het ruis en artefacten genereert) werden vandaag verlaten voor iteratieve algoritmen, zoals de SART -Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique, en de MLEM – Maximum Likelihood Expectation Maximization, die de beeldkwaliteit kunnen verbeteren door de uiteindelijke vermindering van streperige artefacten, alsook de verhoging van de contrast/ruis verhouding, waardoor de zichtbaarheid van microcalcificaties en huidranden wordt verbeterd.
DBT maakt de opsporing mogelijk van een groter aantal expansieve laesies en een betere morfologische analyse van massa’s en architectonische vervormingen, dankzij het contrast van de bevindingen dat groter is dan de achtergrond, gegeven door de meer schaduwrijke structuren die tot de bovenste en onderste lagen behoren, en vervolgens door de kleinere hoeveelheid ruis. Aldus wordt een van de beperkingen van tweedimensionale beeldvorming overschreden, namelijk het maskeren van laesies door de superpositie van normale structuren.
De mogelijkheid om verschillende lagen te scheiden suggereert een mogelijke vermindering van vals-negatieven en vals-positieven ten gevolge van overlapping.
Volgens vroege proefgegevens is DBT ontworpen om een hoger percentage borstkankers zichtbaar te maken dan conventionele mammografie, waardoor het percentage vals-negatieven (FN) naar schatting met ongeveer 15% kan worden verminderd. Recentere studies wijzen op een ongeveer 30% hogere sensitiviteit en specificiteit van DBT in vergelijking met FFDM met een terugval in screening van ongeveer 40%.
Een ander voordeel van DBT is dat er geen opleiding van de operateur nodig is (de borst wordt net als bij conventionele mammografie in MLO en/of CC projectie gepositioneerd) en voor de radioloog (aangezien hij de diagnose blijft stellen op basis van beelden met mammogramkenmerken).
Er loopt nog een studie waarbij de klinische prestaties van FFDM in twee projecties (CC + MLO) worden vergeleken met die van DBT in één projectie (MLO) met inachtneming van de dosisbeperking. Totdat ten minste de klinische “non-inferioriteit” van DBT ten opzichte van FFDM zal zijn aangetoond, is het niet redelijk een dosisverhoging bij DBT toe te passen. Daarom wordt de dosis beperkt om de dosis van een FFDM met twee projecties niet te overschrijden.
Eigenschappen die elk DBT systeem gemeen heeft zijn de uitvoeringsmodus (MLO projectie), acquisitietijd (10-20 sec) en reconstructietijd (tussen 40 en 180 sec), schijfdikte (1 mm), weergavemodus (single slice, of slab cine loop), de mogelijkheid om standaard mammogrammen uit te voeren en FFDM/DBT real-time selectie met borstcompressie in plaats.
We kunnen vinden, in plaats daarvan, grote variabiliteit in de verwervingen aantal overname (tussen 13 en 25) en de verwervingshoek (tussen 15 ° en 50 °), belangrijke kenmerken in beeldkwaliteit die in DBT afhankelijk van de dosis en het aantal projecties en de verwervingshoek evenals het aantal opnamen: dus, als een smalle hoek met weinig blootstelling een snelle maar lage-resolutie 3D verwerving mogelijk maakt, een groothoek met zo veel opnamen zorgen voor een goede resolutie 3D, maar bij een lage snelheid verwerving met de daaruit voortvloeiende middelen van bewegingsartefacten en kwaliteitsvermindering van gereconstrueerde beelden.
Een interessant alternatief wordt vertegenwoordigd door variabele geometrie (V-DBT), die de hoogste 3D resolutie biedt bij maximale snelheid acquisitie als gevolg van een niet-uniforme sampling.
In V-DBT worden 13 beelden genomen door de 40° buis oscillatie beweging, de centrale met 50% van de totale dosis geleverd (dezelfde als die nodig is voor een enkele mammografie projectie), en de resterende 50% ongelijk verdeeld over de twaalf resterende acquisities.
Herconstructie algoritme in V-DBT systeem maakt volledig gebruik van alle informatie die in de 0° projectie, die in principe een standaard mammogram gekenmerkt door een hoog contrast, die ook waardevolle informatie voor de microcalcificaties visualisatie en hun identificatie door 3D CAD, nog niet beschikbaar, maar zeker een van de toekomstige ontwikkelingen in verband met DBT.
In conclusie, DBT is zeker in staat om dichte borsten beeldvorming te verbeteren met behulp van een twee-projecties mammografie dosis, met behoud van hoge ruimtelijke resolutie en snelle workflow typisch voor FFDM. DBT kan de specificiteit in screening verbeteren door overlappende structuren uit te sluiten en zo de identificatie van kleine laesies te vergemakkelijken.
Iodinated contrast media may add more detailed information about blood supply dynamics of previously identified lesions, even compared to those obtained with CEDM – Contrast-enhanced digital mammography.