Evaluation der 3D-Sonographie zur Dignitätsbeurteilung von Herdbefunden der Mamma

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1 Aus der Universtäts-Frauenklinik der Albert-Ludwigs-Universtät Freiburg i. Br. Evaluation der 3D-Sonographie zur Dignitätsbeurteilung von Herdbefunden der Mamma Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Medizinischen Doktorgrades der Medizinischen Fakultät der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau Vorgelegt 2007 von Anne Amalie Lüghausen geboren in Bergisch Gladbach

2 1 Dekan: Prof. Dr. Christoph Peters 1. Gutachter: PD Dr. D. Watermann 2. Gutachter: PD Dr. Nadir Ghanem Jahr der Promotion: 2007

3 2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Stellenwert der Sonographie in der Mammadiagnostik Fragestellung 6 2 Sonomorphologie der Brust 2.1 Anatomische Strukturen Abweichungen von der normalen Mamma-Anatomie Benigne Veränderungen Zysten Fibroadenome Mastopathieknoten Mammakarzinom 12 3 Patientinnenkollektiv und Methoden 3.1 Patientinnenkollektiv Sonographische Untersuchung B-Bild-Sonographie D-Sonographie Studienablauf Beurteilung der Herdbefunde durch die Untersucher Sonographische Kriterien Kriterien zur Beurteilung der Koronarebene Dignitätsbeurteilung der Herdbefunde Statistische Verfahren 26 4 Ergebnisse 4.1 Dignitätsbeurteilung D-Sonographie D-Sonographie Korrelation der 2D- und 3D-Sonographie bezüglich der Dignitätsbeurteilung 29

4 Dignitätsfestlegung Analyse der Beurteilungskriterien Kriterium Tumorform Kriterium Tumorachse Kriterium Echogenität Kriterium Binnenstruktur Kriterium echoreiche Spots Kriterium Wandkontur Kriterium Wandbegrenzung Kriterium Randsaum Kriterium dorsales Schallphänomen Kriterium laterale Randschatten Kriterium Umgebungsreaktion Vergleich der Kriterienbeurteilung mit der 2D- und 3D-Sonographie Beurteilungskriterien in der Koronarebene Kriterium Retraktion in der Koronarebene Kriterium koronare Wandbegrenzung 52 5 Diskussion 53 6 Zusammenfassung 66 7 Literatur 67 8 Anhang 8.1 Beurteilungsbögen Manual der Beurteilungskriterien Lebenslauf 93

5 4 1 Einleitung 1.1 Stellenwert der Sonographie in der Mamma-Diagnostik Das Mammakarzinom ist die häufigste maligne Erkrankung der Frau in den entwickelten Industrieländern. In Deutschland erkranken jährlich ca Frauen neu, d.h. jede 10. Frau erkrankt im Laufe ihres Lebens am Mammakarzinom. Insgesamt ist in den letzten Jahren ein Anstieg der Inzidenz der Erkrankung, besonders bei Frauen vor der Menopause, zu verzeichnen [Brenner et al., 1990; Epidemiologisches Krebsregister Saarland 2004]. Eine Möglichkeit zur Senkung der Mortalität liegt in der Früherkennung des Tumors, da die Prognose der Erkrankung ganz wesentlich vom Tumorstadium abhängt. Dabei ist die klinische Untersuchung der Brust eine der wichtigsten Methoden zur Früherkennung von Mammatumoren. Die Untersuchung kann von der Frau selbst durchgeführt werden, wobei umschriebene Knoten im Brustdrüsengewebe nachgewiesen werden können. Der Nachteil dieser Methode liegt darin, dass Tumoren häufig erst in einem fortgeschrittenen Stadium sicher palpiert werden können; kleine oder präinvasive Läsionen entziehen sich der klinischen Untersuchung. Das etablierte Verfahren zur Früherkennung maligner Erkrankungen der Brust stellt die Mammographie dar. Hiermit ist es möglich kostengünstig und mit relativ geringem Zeitaufwand die Brust zu untersuchen. Sie zeichnet sich vor allem durch eine hohe Reproduzierbarkeit und gute Dokumentationsmöglichkeiten aus, sodass die Befundung der Aufnahmen durch mehrere Untersucher wenig zeitintensiv und ohne Qualitätsverlust möglich ist. Vor allem die in der Mammographie sichtbaren Mikroverkalkungen bieten die Möglichkeit, Karzinome zu diagnostizieren bevor ihr invasives Wachstum beginnt. Die Aussagekraft der Mammographie ist jedoch bei drüsen- und bindegewebsreichem Gewebe von prämenopausalen Frauen eingeschränkt, weil das Gewebe hier sehr röntgendicht erscheint. Ein weiteres anerkanntes diagnostisches Verfahren zur Beurteilung von klinisch oder mammographisch suspekten Herdbefunden ist die Sonographie der Mamma. Man erhält bei der dynamischen real-time Untersuchung Schnittbilder des Gewebes in frei wählbaren Ebenen. Der Vorteil dieser Untersuchung liegt zum einen in der guten Beurteilbarkeit der parenchymdichten prämenopausalen Brust und der Brust der schwangeren und stillenden Frau

6 5 [Kelly et al., 1996; Kotsianos et al. 2005; Zonderland et al und 2000]. Ein weiterer Vorteil liegt in der fehlenden Strahlenbelastung und der geringeren Kostenintensität, insbesondere wenn mehrfache Kontrolluntersuchungen indiziert sind. Noch bis vor einigen Jahren wurde die Sonographie der Brust vor allem zur Differenzierung von tastbaren Herdbefunden der Brust, wie auch zur Spezifizierung suspekter Mammographie-Befunde angewandt. Dabei lag der Hauptaugenmerk auf der Unterscheidung zwischen zystischen und soliden Herdbefunden mit einer Genauigkeit von nahezu 100 % [Bassett, 2000; Skaane, 1999; Teubner et al., 1985]. Mit zunehmender Verbesserung der Ultraschalltechnik weitet sich die Indikation für die Mammasonographie auf die Unterscheidung von benignen und malignen Herdbefunden aus [Skaane, 1999; Stavros et al., 1995; Zonderland, 2000]. Bei der Diagnose von tastbaren soliden Herdbefunden liegt die Sensitivität der Sonographie bei bis zu 98% [Lo et al., 1999; Stavros et al., 1995]. Ob in der Sonographie eine verlässliche Screeningmethode zur Frühdiagnostik des Mammakarzinoms zu sehen ist, steht derzeit noch zur Diskussion [Buchberger et al., 1999 und 2000;Gordon et al., 1995; Hou et al., 2002; Madjar et al., 1994]. Ein Nachteil der Sonographie ist die Abhängigkeit der Qualität von der Erfahrung und Qualifikation des Untersuchers und der hohe Zeitaufwand. Bei der real-time-sonographie muss die Verdachtsdiagnose des Herdbefundes und die Dignitätszuordnung während der zeitlich begrenzten Untersuchung der Patientin gestellt werden. Es ist aufgrund fehlender Standardisierung der Dokumentation nur bedingt möglich die Bilder zu einem späteren Zeitpunkt zu befunden oder anhand der ausgedruckten Bilder eine Zweitmeinung einzuholen. Dies ist bei der Mammographie dagegen durch die reproduzierbare, standardisierte Aufnahmetechnik möglich. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass auch die Einschätzung einzelner Ultraschallkriterien zwischen verschiedenen Untersuchern deutlich variiert [Arger et al., 2001; Baker et al., 1999; Skaane et al., 1997]. Ein standardisiertes Beurteilungsprotokoll mit eindeutiger Definition zu beurteilender Kriterien in Anlehnung an das für die Mammographie benutzte Breast Imaging Reporting and Data System (BI-RADS) kann die Reproduzierbarkeit in Bezug auf die Beschreibung eines Herdbefundes verbessern [American College of Radiology, 2003; Madjar et al., 1999]. Die 3D-Sonographie eröffnet für die Mammasonographie in Bezug auf die vorgenannten Nachteile neue Perspektiven. Der Vorteil ist die Generierung einer Vielzahl von Ebenen eines

7 6 Herdbefundes, sowie die Berechnung des entsprechenden Volumens. Der spezielle 3D- Schallkopf wird dazu für wenige Sekunden auf die Haut über dem zu speichernden Herdbefund aufgesetzt. Es ist dadurch möglich, jede beliebige Ebene des digital gespeicherten Herdbefundes aufzurufen oder dreidimensionale Rekonstruktionen des Herdes zu berechnen. Auf diese Weise kann die Abhängigkeit der Untersuchungsmethode vom Untersucher reduziert werden und eine standardisierte Dokumentation erleichtert werden. Die Berechnung des 3D-Volumens generiert darüber hinaus die Möglichkeit der Berechnung der Koronarebene, parallel zur Hautoberfläche, die in der konventionellen Sonographie nicht darstellbar ist. Die Darstellung dieser Ebene eröffnet neue diagnostische Informationen mit potentieller Verbesserung der Dignitätseinschätzung von Tumoren. Das hier auftretende Retraktionsphänomen kann zur Dignitätsklassifikation herangezogen werden [Rotten et al und 1999]. Es ergibt sich darüber hinaus die Möglichkeit, nach der Untersuchung der Patientin eine patientenunabhängige Zweitmeinung über den Befund einzuholen, wobei durch die standardisierte Festlegung der Schnittebenen im digital gespeicherten Volumen die Aussagekraft gegenüber konventionellen Bildern verbessert sein könnte. 1.2 Fragestellung Ziel dieser Arbeit ist die Evaluation der Aussagekraft der 3D-Sonographie in der Diagnosestellung und Dignitätsbeurteilung von Herdbefunden der Mamma im Vergleich zur konventionellen 2D-Sonographie. Hierzu soll die Dignitätseinschätzung mehrerer Untersucher anhand digital gespeicherter konventioneller 2D-Bilder den entsprechenden 3D- Volumen von Herdbefunden der Brust gegenübergestellt werden und mit der tatsächlichen Histologie bzw. Zytologie verglichen werden. Darüber hinaus soll die Aussagekraft einzelner anerkannter Ultraschallkriterien in der 2D- Sonographie und im 3D-Modus überprüft werden. Zusätzliche Kriterien, wie das Retraktionsphänomen, das in der Koronarebene zu beobachten ist, soll bezüglich des additiven Nutzens in der Beurteilung mittels 3D-Sonographie bewertet werden.

8 7 2 Sonomorphologie der Brust 2.1 Anatomische Struktur Die Brustdrüse ist ein Abkömmling der Schweißdrüsen und setzt sich aus Drüsen-, Bindeund Fettgewebe zusammen. Das Drüsengewebe besteht aus Drüsenlappen, die wiederum aus Drüsenläppchen (Lobuli) aufgebaut sind. In diesen Lobuli findet in je Azini die Milchproduktion statt. Die Lappen werden durch interlobäres Bindegewebe voneinander getrennt. Im oberen äußeren Quadranten befindet sich der größte Anteil (ca. 50 %) des Drüsengewebes, von dort zieht ein Parenchymstrang, der Processus Axillaris, in die Axilla. Jeder Lobus besitzt einen Milchgang, der den Drüsenlappen mit der Mamille verbindet. Außerdem enthält die Brustdrüse Fettgewebe, das durch bindegewebige Septen, die Cooper-Ligamente, durchzogen wird. Die Zusammensetzung der Brust aus den verschiedenen Geweben wandelt sich in Abhängigkeit von Alter und hormonellen Veränderungen. Entsprechend wandelt sich auch das sonographische Bild im Laufe des Lebens. Die juvenile Mamma enthält einen hohen Bindegewebs- und Parenchymanteil. Entsprechend imponiert sie sehr echodicht mit einem geringen Fettanteil. Während der Schwangerschaft kommt es als Vorbereitung auf die Laktation zu einer Proliferation des Drüsengewebes. Das retromammäre und subkutane Fett wird weitgehend zugunsten des laktierenden Parenchyms ersetzt. Die sonographische Beurteilung ist in dieser Zeit durch die enthaltene Flüssigkeitsmenge erschwert. Ab dem 30. Lebensjahr wird das Drüsengewebe zunehmend durch Fettgewebe ersetzt. Diese Veränderungen der Gewebeanteile sind im Ultraschallbild gut zu erkennen. Das Restparenchym ist innerhalb des verdichteten Bindegewebes als echoarme Inseln sichtbar. Dazwischen ziehen echoreiche bindegewebige Septen und bilden die äußere Begrenzung des ehemaligen Drüsenlappens, wodurch ein wabenartiges Bild entsteht. In der Perimenopause bilden sich durch die hormonelle Imbalance kleine Retentionszysten, die als echoleere, glatt begrenzte Strukturen imponieren. Im hohen Alter verschwindet das Restparenchym bei vielen Frauen vollständig [Sohn et al., 1996]. Die Kenntnis dieser altersphysiologischen Veränderungen ist für die Beurteilung und Erkennung pathologischer Strukturen unbedingte Voraussetzung.

9 8 Die einzelnen anatomischen Strukturen stellen sich sonographisch folgendermaßen dar [Fournier et al., 1997; Stavros et al., 1995; Venta et al., 1994]: Haut: Mamille: Milchgänge: Subkutanes Fettgewebe: Cooper-Ligamente: Drüsenkörper: Faszie des Drüsenkörpers: Retroglanduläres Fettgewebe: Brustwand: Echogene Linie direkt unter dem Schallkopf. Die invertierte Mamille kann als echoarmer Herd imponieren, retromamillär zeigt sich eine Schallauslöschung. Schmale echoarme Gänge, vor allem retromamillär, mit einem Durchmesser von 2-4 mm. Hypoechogen. Echoreiche Bänder, die durch das subkutane Gewebe ziehen und den Drüsenkörper mit der Haut verbinden. Intermediär echogenes Drüsengewebe, das zwischen klar abgrenzbarem echoreichen Bindegewebe liegt. Hyperreflexives schmales Band, das den Drüsenkörper von allen Seiten umschließt. Schmaler echoarmer Saum zwischen Drüsenkörper und Muskelfaszie. Unter der hyperreflektiven Faszie liegt das echoarme, von faszikulären Binnenstrukturen durchzogene Muskelgewebe. Darunter erscheinen als konvexer echoreicher Streifen die Rippen mit der dazwischen liegenden echoarmen Interkostalmuskulatur. 2.2 Abweichungen von der normalen Mammaanatomie Benigne Veränderungen Zysten Zysten sind die häufigsten gutartigen Veränderungen der Brust und können ab einem Durchmesser von ein bis zwei Zentimetern als derb elastische Knoten imponieren. Meist sind die Patienten klinisch unauffällig und die Entdeckung der Zysten ist ein Zufallsbefund. Nur gelegentlich stellen Brustschmerzen, Spannungsgefühl oder der tastbare Tumor die klinischen

10 9 Symptome dar. Die meisten Zysten treten zwischen dem 30. und 50. Lebensjahr auf [Schepps et al., 1994], wobei kleinere Zysten bei 50% der Probanden in gesunden Patientinnenkollektiven nachzuweisen sind. Eine einfache Zyste präsentiert sich sonographisch als echoleerer, scharf begrenzter, runder Herdbefund mit dünnem Randsaum und dorsaler Schallverstärkung. An den Rändern kann ein bilateraler Randschatten nachgewiesen werden. Die dorsale Schallverstärkung resultiert aus der ungehinderten Passage der Schallwellen durch die flüssigkeitsgefüllte Zyste. Dabei verlieren Wellen, die die Zyste durchdringen weniger Energie als parallel durch solides Gewebe verlaufende und weisen so nach gleicher zurückgelegter Strecke eine höhere Restenergie auf. Kennzeichnend für eine Zyste ist außerdem, dass der Herdbefund durch Kompression mit dem Schallkopf deformierbar ist [Blohmer et al., 1995; Merz, 1997; Schepps et al., 1994]. In langjährig bestehenden Zysten kann es zur Sekreteindickung oder Mikroeinblutung kommen, was zu einer Erhöhung der Echogenität führt. In diesem Fall ist eine punktionszytologische Untersuchung des Sekrets indiziert, da einem solchen Erscheinungsbild auch eine Wandproliferation mit einer Erhöhung des Zellgehalts im Sekret oder eine intrazystische Proliferation zugrunde liegen kann. Abb. 2.1: Blande Zyste mit dorsaler Schallverstärkung Abb. 2.2: Zyste mit eingedicktem Sekret

11 Fibroadenom Fibroadenome sind die häufigste gutartige Neubildung der weiblichen Brustdrüse vor der Menopause und machen 20% aller Erkrankungen der Brust aus [Blohmer et al., 1995]. Am häufigsten sind sie, wie Karzinome auch, im oberen äußeren Quadranten zu finden, da sich hier anteilmäßig das meiste Drüsengewebe befindet. Das Wachstum von Fibroadenomen ist abhängig vom Östrogenspiegel der Frau, was zu einer Größenzunahme des Tumors während der Schwangerschaft und der Stillperiode, oder auch unter postmenopausaler Hormonersatztherapie führen kann [Schepps et al., 1994]. In den meisten Fällen handelt es sich um solitäre Läsionen, nur in % der Fälle finden sich multiple oder bilaterale Herde [Venta et al., 1994]. Unter Hormonentzug z.b. nach der Menopause verändern sich Fibroadenome regressiv oder verschwinden ganz. Sie sind gewöhnlich glattwandig und in eine Bindegewebskapsel eingeschlossen [Pfleiderer et al., 2000]. Das sonographische Erscheinungsbild von Fibroadenomen kann sehr unterschiedlich sein und eine Differenzierung zwischen benignen und malignen Veränderungen erschweren. In der Mehrzahl der Fälle erscheinen sie als glatt begrenzte echoarme bis isoechogene Herde. Eine dünne Pseudokapsel ist dabei der sicherste Hinweis auf die Benignität des Herdes [Skaane et al., 1998]. Meist findet sich ein verdrängendes Wachstum mit waagerechter Achse und ovaler Form. Die Wandbegrenzung ist in der Mehrzahl der Fibroadenome glatt oder lobuliert und die Binnenstruktur homogen, bei regressiv veränderten Fibroadenomen sind schollige Kalkeinlagerungen beschrieben [Schepps et al., 1994]. Abb. 2.3: Fibroadenom im 3D-Modus Abb. 2.4: gelapptes Fibroadenom

12 Mastopathieknoten Unter einer Mastopathie versteht man eine Vielzahl hormonabhängiger, proliferativer und regressiver Veränderungen im Parenchym der Brustdrüse. Dazu gehören in erster Linie Mikro- und Makrozystenbildungen durch Fibrosklerose des Brustdrüsengewebes, Epithelhyperplasien, sowie Ödembildungen und Umbau der mesenchymalen Drüsenarchitektur. Das sonographische Erscheinungsbild der Mastopathie kann je nach histologischer Zusammensetzung stark variieren. Mastopathien können sich als Duktektasien oder Zysten darstellen. Außerdem werden Herdbefunde mit unscharfer Begrenzung, Schallabschwächung und Strukturunterbrechung beobachtet. Das sonographische Korrelat der Fibrosierung des interlobären Stromas ist eine Verdickung der supramammären Faszie und ein echoreiches Bindegewebe zwischen den Parenchyminseln und Zysten. Umschriebene Fibrosen imponieren als echoreiche, unscharf begrenzte Bezirke mit dorsaler Schallabschwächung [Blohmer et al., 1995]. Abb. 2.5: Mastopathieknoten

13 Mammakarzinom Bei % aller Mammakarzinome handelt es sich um invasiv duktale Karzinome, gefolgt von invasiv lobulären Karzinomen mit einer Häufigkeit von 15 %. Darüber hinaus findet man muzinöse Karzinom, medulläre und das papilläre Karzinome, sowie seltener Lymphome, Sarkome und Metastasen. Diese große Anzahl an möglichen histologischen Veränderungen spiegelt sich in dem variablen sonographischen Erscheinungsbild des Mammakarzinoms wieder. Ciatto et al. zeigten, dass die Sensitivität der Sonographie bei der Detektion von Mammakarzinomen abhängig ist vom histologischen Typ und für invasiv duktale oder lobuläre Karzinome am höchsten ist. Darüber hinaus ist die Echogenität abhängig von der Zell-Stroma-Relation des Karzinoms. In den meisten Fällen imponiert ein Mammakarzinom echoarm [Teubner et al., 1993]. Während sich das invasiv duktale stromareiche Karzinom sonographisch insgesamt echoarm mit relativ homogenem, fast echoleerem Tumorzentrum darstellt, findet man beim zellreichen Typ echoreiche Binnenstrukturen. In der Randzone des stromareichen Tumors, in der das Karzinomgewebe das Mammagewebe infiltriert, ist die Gewebezusammensetzung inhomogen. Dadurch kommt es hier zu starker Streuung des Ultraschalls. Die Echogenität des Randsaums ist daher häufig stärker als die des Tumorzentrums, hängt in ihrer Ausprägung aber vom umgebenden Gewebe ab. Die Begrenzung des Tumorrandes ist meist unregelmäßig und unscharf, was die Gewebeinfiltration des Tumors widerspiegelt. Dorsal des Herdes ist eine Schallabschwächung mit zentraler Schallauslöschung typisch. Ein invasives Karzinom zerstört die Umgebungsarchitektur, sodass es zu Septenabbrüchen im umgebenden Gewebe kommt [Blohmer et al., 1995]. Auf diesem Phänomen basiert auch das auffällige Wachstumsmuster von Karzinomen, welches sich im Gegensatz zu benignen Tumoren nicht waagerecht parallel an den Cooper-Ligamenten orientiert, sondern senkrecht zur Haut ausgerichtet ist. Beim zellreichen invasiv duktalen/ lobulären Karzinom kann der Schallschatten deutlich schwächer ausgeprägt sein oder sogar fehlen. Ebenso wird eine dorsale Schallverstärkung beobachtet. Der Randsaum ist hier schmal und kann häufig echoreich imponieren. Die selteneren medullären und muzinösen Karzinome sind durch eine glatte Begrenzung einen schmalen, echoreichen Randwall und homogene Binnenechos gekennzeichnet. Durch die glatte Oberfläche kommt es zur Refraktion an der Oberfläche des Tumors mit lateralen Randschatten. Insgesamt sind diese Karzinomtypen schwer von Fibroadenomen zu unterscheiden.

14 13 Das papilläre Karzinom entsteht im Milchgang und ist erst im infiltrierenden Stadium von einem einfachen Milchgangspapillom sonographisch zu unterscheiden. Dann ist seine dorsale Schallschattenbildung kennzeichnend [Blohmer et al. 1995]. Abb. 2.6: Mammakarzinom Abb. 2.7: Mammakarzinom mit Spikulae

15 14 3 Patientinnenkollektiv und Methoden 3.1 Patientinnenkollektiv Dieser Arbeit liegt die sonographische Untersuchung von 96 soliden Herdbefunden an 80 Patientinnen zugrunde. Die Patientinnen wurden im Zeitraum von Februar 2000 bis Januar 2001 im Rahmen der Brustsprechstunde der Universitätsfrauenklinik Freiburg sonographisch untersucht. Dabei handelte es sich zum einen um präoperativ stationäre Patientinnen, zum anderen um Patientinnen, die zur ambulanten Untersuchung aufgrund auffälliger Tastbefunde oder suspekter Mammographiebefunde überwiesen wurden. Das Durchschnittsalter der Patientinnen zum Zeitpunkt der Untersuchung betrug 52 Jahre. Die jüngste war 12 Jahre, die älteste Patientin 89 Jahre alt (Abb.3.1) Anzahl Patienten 2 0 < >80 Abb. 3.1: Altersverteilung der Patientinnen (n = 80) Von den 80 eingeschlossenen Patientinnen wiesen 67 einen solitären Herdbefund auf, elf Patientinnen zeigten zwei Herde. In jeweils einem Fall ließen sich drei bzw. vier Herdbefunde sonographisch darstellen. Zur Aufnahme in die Studie durfte der größte Durchmesser eines Herdbefundes 30 mm nicht übersteigen, da mit dem 3D-Schallkopf größere Herde nicht vollständig gescannt werden können. Nach dem Erheben des Ultraschallbefundes erfolgte die Diagnosesicherung histologisch entweder am OP-Präparat, mittels Stanzbiopsie oder zytologisch durch Feinnadelpunktion.

16 15 Bei wenigen sicher benignen Läsionen wurden sonographische Nachbeobachtungen des Herdbefundes über mindestens zwei Jahre durchgeführt. Die 96 Herdbefunde teilten sich histologisch auf in 53 maligne und 43 benigne Prozesse. Die benignen Prozesse unterteilten sich in 20 Fibroadenome, zwölf Mastopathieknoten und sechs komplexe Zysten. Des weiteren wurden ein Abszess, eine Adenose, ein Hämatom, ein Lipom und ein Papillom histologisch gesichert und im folgenden als sonstige benigne Läsionen zusammengefaßt. Unter den malignen Befunden befanden sich 35 ductal invasive Karzinome, zwölf lobulär invasive Karzinome, fünf tubuläre Karzinome und zwei sonstige Karzinome (Abb.3.3). Histologische Diagnosen der Herdbefunde; n=96 Histologische Einzeldiagnosen der malignen befunde; n= Mammakarzinom Fibroadenom Mastopathie Zyste sonstige benigne ductal invasiv lobulär invasiv tubulär andere Abb. 3.2: Histologische Diagnose der 96 Abb.3.3: Histologische Einzeldiagnosen der Herdbefunde malignen Herdbefunde; n= Sonographische Untersuchung B-Bild Sonographie Die Mammasonographie stellt ein Routineverfahren in der Beurteilung der Brustdrüse dar. Sie wurde für diese Arbeit mit der Schallsonde S-NLP 5-10 (Kretz Technik AG, A-4871 Zipf) und dem Ultraschallgerät Voluson 530D MT (Kretz Technik AG; A-4871 Zipf) durchgeführt. Bei dieser Sonde handelt es sich um eine Breitbandsonde mit einem Frequenzbereich zwischen 5 und 10 MHz. Während der Untersuchung befand sich die Patientin in Rückenlage mit leicht erhöhtem Kopfteil. Um optimale Untersuchungsbedingungen zu gewährleisten wurde die Patientin aufgefordert, die Arme hinter dem Kopf zu verschränken, da durch diese Haltung die Gewebedicke der Brust verringert wird, was die zurückzulegende Strecke für die Schallwellen

17 16 verkürzt. Nach Aufbringen von Ultraschallkontaktgel wurden beide Brüste mäanderförmig von lateral unten nach medial oben etagenweise durchgemustert. Danach wurde der Schallkopf um 90 gedreht und die Untersuchung wieder mäanderförmig fortgesetzt. Jeder aufgefundene Herdbefund wurde mit dem B-Bild Schallkopf in zwei orthogonalen Ebenen digital und mittels Thermoprints dokumentiert D-Sonographie Nach dem Auffinden eines Herdbefundes mit Hilfe der B-Bild Sonographie wurde die 3D- Schallsonde S-VNW 5-10 (Kretz Technik AG; A-4871 Zipf) auf die Haut über dem entsprechenden Areal aufgesetzt. Diese Sonde arbeitet ebenfalls in einem Frequenzbereich zwischen 5 und 10 MHz. Dabei werden durch einen in der Schallsonde eingebauten mechanischen Schwenkmechanismus um 30 aus einer Vielzahl von B-Bildern digitale Volumendatensätze generiert. Der automatisch durchgeführte Transducerschwenk gestattet im Gegensatz zu Freihand-3D-Systemen exakt reproduzierbare Größen- und Entfernungsbestimmungen. Die Daten aller Bildpunkte wurden elektronisch gespeichert, so dass eine Nachbearbeitung und erneute Ansicht zeit- und patientenunabhängig durchgeführt werden konnte. Die Zeitdauer für die Aufnahme des Volumens betrug je nach Volumengröße ein bis drei Sekunden. 3.3 Studienablauf Die sonographische Live-Untersuchung der Patientinnen erfolgte nach Erhebung der Anamnese und klinischer Untersuchung. Dabei war dem Erstuntersucher, falls verfügbar, auch der mammographische Befund bekannt. Im Rahmen der Erstuntersuchung mittels B- mode- und ggf. Dopplersonographie wurde die Dignitätszuordnung und die vermutete Diagnose, sowie die Beurteilung der Echomorphologie des Herdes im Befundbericht dokumentiert. Zu jedem Herdbefund wurden zwei konventionelle 2D Ultraschallbilder in orthogonal zueinander stehenden Ebenen, sowie ein 3D-Volumen elektronisch gespeichert. Diese elektronisch gespeicherten 2D-Ultraschallbilder und 3D-Volumen wurden im Rahmen dieser Studie von 9 unabhängigen Untersuchern befundet. Als Richtlinie für die Befundung durch die Zweituntersucher diente ein Manual, das anhand ausführlicher Beschreibungen, Skizzen und Beispielen die einzelnen Ultraschallkriterien

18 17 genau definierte (siehe Anhang). Zur Einarbeitung wurden jedem Untersucher je 20 Herdbefunde als 2D-Bilder und als 3D-Volumen zur Verfügung gestellt. Diese Beispiele für das typische sonographische Erscheinungsbild von Tumoren unterschiedlicher Dignität sollten die Untersucher mit dem Programm 3DView (Kretz Technik AG; A-4871 Zipf) und mit den besonderen Beurteilungskriterien des 3D-Ultraschalls vertraut machen. Die Ansicht der Bilder war mittels des Programms 3DView mit jedem PC möglich, sie sollte allerdings, um optimale Untersuchungsbedingungen zu garantieren, im abgedunkelten Raum an einem PC mit 17 Zoll Monitor erfolgen. Nach einer Einarbeitungszeit von drei Wochen wurden den Untersuchern die 2D-Bilder und 3D-Volumen von 96 Herdbefunden zur Verfügung gestellt. Keinem der Untersucher war zum Zeitpunkt der Beurteilung die histologische Diagnose der Herdbefunde bekannt. Den Untersuchern wurden außerdem keine klinischen Angaben zu den Patientinnen zur Verfügung gestellt. Die zu stellende Diagnose basierte also ausschließlich auf dem sonographischen Erscheinungsbild. Die Beurteilung der Bilder erfolgte getrennt nach 2D-Bildern und 3D-Volumen, wobei diese randomisiert sind und den Untersuchern die Zuordnung der Bilder nicht bekannt war. Die Beurteilung wurde in vorbereiteten standardisierten Beurteilungsbögen dokumentiert (siehe Anhang). Für die 2D-Bilder wurden 10 Kriterien mit je 2-4 Ausprägungen beurteilt, bei den 3D- Volumen waren es 12 Kriterien mit je 2-4 Ausprägungen. Hier kam die Beurteilung der Koronarebene mit zwei Kriterien zu den bekannten 2D-Kriterien hinzu. Zuletzt sollte sich der Untersucher innerhalb von vier Dignitätskategorien in Anlehnung an das Breast Imaging Reporting and Data System (BI-RADS) Kategorien (2 sicher benigne; 3 wahrscheinlich benigne; 4 wahrscheinlich maligne; 5 sicher maligne) [1] festlegen und eine Vermutung hinsichtlich der histologischen Diagnose treffen. Die Beurteilungen der Untersucher wurden anonymisiert ausgewertet.

19 Beurteilung der Herdbefunde durch die Untersucher Sonographische Kriterien Zur Befunddokumentation wurde den Untersuchern ein Beurteilungsbogen zur Verfügung gestellt, mit dessen Hilfe die unten genannten Kriterien abgefragt wurden. Das besondere sonographische Erscheinungsbild in der Koronarebene konnte nur mittels 3D-Sonographie beurteilt werden. Tab. 3.1: Sonographische Kriterien zur Beurteilung von Herdbefunden sonographische Parameter beurteilte Kriterien Form oval rund polymorph Achse waagerecht senkrecht indifferent Echogenität echoleer echoarm isoechogen/ echoreich Binnenstruktur inhomogen homogen echoreiche Spots ja nein Wandkontur glatt lobuliert unregelmäßig Spikulae Tumorrand Wandbegrenzung scharf unscharf Randsaum Pseudokapsel hyperechogen und diffus nicht vorhanden dorsales Schallphänomen Schallabschwächung Schallverstärkung indifferent lateraler Randschatten ja nein Umgebungsreaktion Strukturdefekt Verdrängung unklar Verhalten in Koronarebene Retraktion keine Retraktion Retraktion Begrenzung scharf unscharf Die Form des Tumors muß in mindestens zwei Ebenen beurteilt werden. Die Bewertung des Kriteriums Form erfolgt analog zur gängigen Literatur [Chao et al., 1999; Rhabar et al., 1999], wobei rund solche Befunde beschrieben werden, deren Umriss weitgehend der Kreisform entspricht und bei denen die Differenz zwischen Längs- und Querachse weniger als 10% beträgt. Ein Herdbefund wird dagegen als oval charakterisiert wenn die Differenz von Längszu Querachse mehr als 10% des Durchmessers entspricht. Wird dieses Kriterium in einem

20 19 Herd gefunden, ist es ein Zeichen für Benignität. Als malignes Kriterium dagegen kann die Ausprägung polymorph gewertet werden. Diese Beschreibung trifft zu wenn ein Herd weder als rund, noch als oval bezeichnet werden kann, oder wenn aufgrund schlechter Abgrenzbarkeit die Form nicht eindeutig festzulegen ist. Die Achse des Tumors bezeichnet die Ausrichtung des längsten Durchmessers eines Herdbefunds in Bezug zur Brustwand [Sohn et al., 1996]. Dabei wird die Relation aus dorsoanteriorer und mediolateraler bzw. craniocaudaler Achse des Herdbefundes gewählt. Mißt die mediolaterale Tumorachse mehr als 110 % der anterodorsalen Tumorachse, so wird das Kriterium waagerecht zur Thoraxoberfläche gewählt. Das heißt, die Orientierung wird als waagerecht bezeichnet, wenn die größte Ausdehnung des Tumors parallel zur Brustwand verläuft. Sollte die Orientierung in einer Ebene waagerecht sein, in der orthogonalen Ebene dagegen indifferent oder senkrecht erscheinen, so ist für den gesamten Tumor das Kriterium indifferent bzw. senkrecht zu wählen. Eine senkrechte Ausrichtung orientiert sich entsprechend orthogonal zur Brustwand, das heißt, die anterior-posteriore Ausdehnung des Tumors ist mindestens 10% größer als die medio-laterale oder cranio-caudale Ausdehnung. Eine senkrechte Wachstumsform deutet auf eine Struktur hin, die die Grenzen der Bindegewebssepten nicht respektiert und lässt auf ein infiltratives Wachstum schließen [Arger et al., 2001; Stavros et al., 1995; Zonderland et al., 2000]. Gutartige Tumoren dagegen respektieren die Bindegewebsstrukturen und dehnen sich entlang der Septen waagerecht aus [Rahbar et al., 1999]. Ist die Differenz zwischen den Tumorachsen kleiner als 10%, so wird der Tumor als indifferent bezeichnet. In den Fällen einer totalen Schallauslöschung hinter dem Tumor lässt sich die dorsale Begrenzung nicht eindeutig bestimmen, so dass die Tumorachse aufgrund der schlechten Abgrenzbarkeit nicht festgelegt werden kann. In solchen Fällen wird in dieser Studie ebenfalls das Kriterium indifferent vergeben. Abb 3.4: Senkrechte Tumorachse bei einem Mammakarzinom

21 20 Die Echogenität bezieht sich auf das Erscheinungsbild des Tumorzentrums im Vergleich zum umgebenden Drüsengewebe. Imponiert das Zentrum völlig ohne Binnenechos als gleichmäßig schwarze Struktur, spricht man von einem echoleeren Befund. Dieser Befund ist Ausdruck einer reinen Flüssigkeitsfüllung, was häufig bei Zysten zu beobachten ist. In diesen echoleeren Befunden können zarte Septen vorkommen. Sind keine flächigen echoarmen oder echoreichen Binnenstrukturen nachweisbar, wird der Herd trotzdem als echoleer bezeichnet. Ein echoleerer Befund spricht fast immer für Benignität [Arger et al. 2001; Zonderland et al., 2001]. Nur in sehr seltenen Fällen können echoleere Zysten Hinweis auf ein malignes Geschehen sein wenn sie bei postmenopausalen, nicht hormonsubstituierten Frauen neu auftreten. Als echoarm werden Befunde beschrieben, deren Echogenität unter der des umliegenden Fettgewebes liegt. Die meisten Karzinome stellen sich echoarm dar. Die Vorhersagekraft des Parameters ist jedoch eingeschränkt, da ebenso viele benigne Herde (wie Fibroadenome und Mastopathieknoten) echoarm erscheinen. Isoechogen/ leicht echoarm werden Befunde bezeichnet, deren Grauwertintensität dem umliegenden Fettgewebe entspricht. Eine eindeutige Aussage hinsichtlich der Dignität ist anhand dieses Kriteriums nicht möglich. Herdbefunde, deren Grauwertintensität über der des Fettgewebes liegt werden als echoreich bezeichnet. Dieser Befund spricht in den meisten Fällen für Benignität, häufig handelt es sich dabei um Fibrosen [Chao et al., 1999; Rahbar et al., 1999; Stavros et al., 1995]. Die Binnenstruktur ergibt sich aus dem Echomuster des Herdbefundes. Von einer homogenen Binnenstruktur wird bei gleichmäßiger Verteilung der Echogenität über den gesamten Herdbefund gesprochen. Auch ein feinkörniges aber gleichmäßiges Muster wird als homogen bezeichnet. Bei ungleichmäßiger Grauwertverteilung spricht man von einem inhomogenen Befund. Die homogene Binnenstruktur lässt eher auf eine regelmäßige Gewebetextur benigner Tumoren schließen, während die inhomogene Binnenstruktur auf einen unregelmäßig wachsenden malignen Prozess hinweist [Chao et al., 1999; Rahbar et al., 1999; Zonderland et al., 2000]. In Bezug auf den Tumorrand werden drei Kriterien untersucht: Die Wandkontur, die Wandbegrenzung und der Randsaum. Die Wandkontur eines Herdbefundes kann mit den Ausprägungen glatt, lobuliert, unregelmäßig und Spikulae beschrieben werden. Als glatt wird ein Befund beschrieben, wenn sich sein Umriss insgesamt als einheitlich gerade verlaufende Linie darstellt. In

22 21 Bereichen mit starker Schallschattenbildung an der Dorsalseite des Tumors oder an den seitlichen Polen kann es vorkommen, dass das Kriterium nicht voll ausgeprägt ist. Der Befund wird dann trotzdem der Ausprägung glatt zugeordnet, wenn die übrige Wandkontur eindeutig glatt ist. Eine glatte Wandkontur ist kennzeichnend für gutartige Befunde [Zonderland et al., 2000]. Stellt sich der Umriss eines Tumors mit rundlichen Vorwölbungen dar, die in ihrer tangentialen Ausdehnung größer sind als in der radiären, so wird dieser Befund als lobuliert beschrieben. Dieses Kriterium muss ebenfalls für den gesamten Tumorumriss gelten. Stavros et al. verlangen, dass für die Zuordnung in diese Kategorie zusätzlich eine horizontale Tumorachse vorliegen sollte. Diese Einschränkung galt nicht für diese Studie. Insgesamt deutet eine lobulierte Wandkontur auf gutartige Befunde hin [Marquet et al., 1995; Skaane et al., 1998]. Als unregelmäßig wird ein Herd beschrieben, wenn die tangentiale Ausdehnung der Wandauswölbungen weniger als doppelt so weit ist wie die radiäre und wenn den Auswölbungen die runde Form der Lobulierung fehlt. Auch wenn nur Teilbereiche als unregelmäßig gekennzeichnet werden können, trifft das Kriterium für den ganzen Tumor zu. Ein unregelmäßiger Randsaum ist ein wichtiges Diagnosekriterium für Malignität [Chao et al., 1999; Zonderland et al., 2000]. Als Spikulae werden solche Ausbuchtungen bezeichnet, deren radiale Ausdehnung größer ist als die tangentiale und welche spitz auslaufen. Spikulae stellen sich in echoreichem Gewebe echoarm, in echoarmem Gewebe echoreich dar. Kann dieses Zeichen nachgewiesen werden spricht es für die Malignität des Tumors. Es ist ausreichend wenn nur in einem Teilbereich des Tumors Spikulae nachzuweisen sind, um die Beurteilung für den gesamten Tumor zu rechtfertigen [Arger et al., 2001; Stavros et al., 1995]. Abb. 3.5: lobulierte Wandkontur bei Fibroadenom Abb. 3.6: unregelmäßige Wandkontur (Karzinom)

23 22 Die Beurteilung der Wandbegrenzung kann scharf oder unscharf sein und wird durch das Kriterium Randsaum ergänzt. Eine scharfe Begrenzung mit deutlicher Abgrenzbarkeit des Tumors gegen das umliegende Gewebe spricht für gutartige Befunde mit verdrängendem Wachstum [Marquet et al., 1995; Rahbar et al., 1999; Zonderland et al., 2000]. Die unscharfe Begrenzung ist dadurch gekennzeichnet, dass kein eindeutiger Übergang zwischen Tumor und umliegendem Gewebe festzustellen ist. Dies ist typischerweise bei malignem Wachstum nachweisbar [Huber et al., 2000]. Die Grenzfläche zwischen Tumorzentrum und Umgebung wird als Randsaum bezeichnet. Bei verdrängend wachsenden Tumoren kommt es durch Kompression des umliegenden Gewebes zu einer schmalen echoreichen Linie, die den Herdbefund umgibt. Diese ist in der Regel nur nachweisbar, wenn der Winkel zwischen Schallkopf und Tumoroberfläche nicht mehr als 45 beträgt. Man spricht hierbei von einer Pseudokapsel, was wiederum ein Zeichen gutartiger Herdbefunde ist [Marquet et al., 1993; Rahbar et al., 1999; Stavros et al., 1995]. Der Randsaum kann aber auch hyperechogen und diffus imponieren und spricht dann für einen malignen Prozess. Dieses Phänomen ist Ausdruck einer möglichen lymphozytären Reaktion in der Umgebung, oder spiegelt feinste Tumorausläufer im Randbereich wider [Huber et al., 2000; Sohn et al., 1996]. Abb. 3.7: hyperechogener Randsaum bei einem Mammakarzinom Abb. 3.8: Pseudokapsel (Fibroadenom

24 23 Bei den dorsalen Schallphänomenen handelt es sich um sekundäre Schallkriterien, da diese sich aus den physikalischen Eigenschaften der Schallwellen ergeben. Die dorsale Schallverstärkung, die z.b. hinter Zysten zu beobachten ist, ist nur relativ im Vergleich zur Abschwächung der Schallwellen durch Absorption, Streuung und Reflektion im umgebenden Drüsengewebe. Durch die flüssigkeitsgefüllte Zyste geht in diesem Fall kaum Schallenergie verloren, so dass die Schallwellen dorsal mit höherer Energie ins Gewebe eintreten und entsprechend werden stärkere Signale vom Schallkopf aus dieser Region empfangen. [Sohn et al., 1996]. Eine dorsale Schallabschwächung entsteht durch eine stärkere Abschwächung der Schallwellen im Tumor durch Reflexion, Streuung und Absorption an Grenzflächen als dies im umliegenden Gewebe geschieht. Daher werden die von dorsal des Tumors zurückkehrenden Signale entsprechend dunkler abgebildet. Findet sich eines dieser Phänomene lediglich in Teilen des Tumors oder nur in einer Bildebene, wird es dennoch dem gesamten Tumor zugeordnet. Eine dorsale Schallabschwächung ist für Karzinome typisch, wird aber seltener auch bei Fibroadenomen und anderen benignen Prozessen gefunden [Arger et al., 2001; Chao et al, 1999; Rahbar et al., 1999; Stavros et al., 1995; Zonderland et al., 2000]. Eine indifferente Schallfortleitung hat dagegen für die Dignität keine richtungsweisende Bedeutung [Lister et al., 1998; Madjar et al., 1994]. Durch Brechung von Ultraschallwellen an parallel zur Ausbreitungsrichtung verlaufenden, glatten Oberflächen kommt es zu lateralen Randschatten, die einseitig oder beidseitig am Tumorrand auftreten können. Dieses Kriterium sollte nur bei glatter oder lobulierter Wandkontur und scharfer Begrenzung vergeben werden, außerdem sollte die Schallfortleitung im übrigen Tumor indifferent oder verstärkt sein. Unter den gegebenen Prämissen deutet ein lateraler Schallschatten auf benigne Befunde hin [Rahbar et al., 1999]. Die Umgebungsreaktion beschreibt die Interaktion des Tumors mit den angrenzenden Gewebestrukturen. Dies zeigt sich vor allem an den Bindegewebssepten (Cooper-Ligamente). Die Cooper-Ligamente stellen sich im Ultraschall als echoreiche, parallel zur Haut verlaufende Stränge dar. Für den Einfluss des Herdbefundes auf das umliegende Gewebe wird nur das zum Schallkopf hin gerichtete Drittel des Tumors bewertet. Die beiden dem Schallkopf abgewandten Drittel können nicht ausreichend beurteilt werden, da dort durch Ablenkung der Schallwellen durch die Bindegewebsstrukturen parallel zur Schallausbreitungsrichtung und durch

25 24 Schallschattenbildung eine einwandfreie Beurteilung nicht möglich ist und Strukturdefekte vorgetäuscht werden können. Im Falle eines invasiven Wachstums eines Karzinoms erscheinen die Septen abgebrochen und der Tumor wirkt wie ausgestanzt. Dieses Phänomen bezeichnet man als Strukturdefekt [Huber et al., 2000]. Gutartige Prozesse sind dagegen häufig durch eine Verdrängung des umgebenden Gewebes und der Septen gekennzeichnet. Die Ligamente werden allenfalls angehoben, aber nicht in ihrer Kontinuität unterbrochen [Blohmer et al., 1995]. Bei sehr kleinen Tumoren, die in keiner Beziehung zu den Septen stehen, kann über die Umgebungsreaktion bisweilen keine Aussage gemacht werden (unklar). Infiltriert der Tumor die Haut oder die Thoraxwand, so dass eine Unterbrechung dieser Strukturen zur Darstellung kommt, wird von Infiltration gesprochen. Abb. 3.9: Strukturdefekt bei einem Mammakarzinom Abb. 3.10: Verdrängung der umgebenden Strukturen bei einem Fibroadenom Kriterien zur Beurteilung der Koronarebene Als zusätzliches Diagnosekriterium soll in dieser Arbeit die Beurteilung der Koronarebene im 3D-Ultraschall evaluiert werden. In dem gespeicherten Volumen lassen sich sowohl die konventionellen Schnittebenen darstellen, als auch solche Ebenen berechnen, die mit der 2D- Sonografie nicht darstellbar sind. Bei der orthogonalen Bilddarstellung mit Hilfe des Programms 3Dview werden alle drei senkrecht aufeinander stehenden Schnittebenen gleichzeitig auf dem Monitor dargestellt. In dieser Studie sollen in der Koronarebene die folgenden zwei Kriterien beurteilt werden:

26 25 Das Retraktionsphänomen welches bei einigen Tumoren zu beobachten ist scheint Ausdruck einer desmoplastischen Reaktion zu sein, bei der es zu Verkürzungen von bindegewebigen Strukturen durch die Infiltration des Tumors kommt. Mit der 3D-Sonografie erscheinen in der Darstellung der Koronarebene konzentrisch auf den Tumor zulaufende, echoreiche Strukturen [Cho et al., 2005; Cimpoca et al., 2002; Lamb et al., 2000; Rotten et al., 1999]. Dieses Phänomen ist typisch für maligne Prozesse, kann aber auch bei Narben und regressiv veränderten Fibroadenomen, Mastopathieknoten und eingedickten Sekretzysten auftreten. Bei gutartigen Befunden scheint eine Retraktion jedoch meist dann nachweisbar zu sein, wenn es zu einer Schrumpfung kommt z.b. bei eingedickten Zysten und regressiven Fibroadenomen. Abb. 3.10: Retraktionsphänomen (Mammakarzinom) Die koronare Wandbegrenzung ist, verglichen mit der Wandbegrenzung in den konventionellen Ebenen, schwieriger zu beurteilen, da durch die verminderte Auflösung und durch Bewegungsartefakte Herdbefunde häufiger unscharf wirken. Eine scharfe Wandbegrenzung liegt bei deutlicher Abgrenzbarkeit des Herdes gegen die Umgebung vor. Beim Setzen einer Messmarke besteht Klarheit über die Positionierung derselben. Bei unscharfer Begrenzung ist dagegen kein eindeutiger Übergang zwischen Herdbefund und umliegendem Gewebe feststellbar. Sollte ein Herdbefund teils scharf, teils unscharf imponieren, so ist für den gesamten Tumor die Einteilung unscharf zu wählen.

27 Dignitätsbeurteilung der Herdbefunde Die Einteilung der Dignität eines Herdes erfolgt, sowohl bei der live-untersuchung, wie auch bei der Nachbefundung, nach der Beurteilung der einzelnen Kriterien in Anlehnung an das Breast Imaging Reporting and Data System (BI-RADS) Klassifikationssystem des American College of Radiology auf einer Skala von 1 bis 5, wobei folgende Zuordnung gilt: 1 kein Herdbefund 2 sicher benigne 3 wahrscheinlich benigne 4 wahrscheinlich maligne 5 sicher maligne Da in dieser Untersuchung ausschließlich umschriebene Herdbefunde beurteilt werden, kommt die Dignitätszuordnung 1 kein Herdbefund nicht in Frage. 3.5 Statistische Verfahren Zur statistischen Analyse der erhobenen Daten werden die Ultraschallkriterien in maligne und benigne dichotomisiert. Die vier Dignitätszuordnungen in Anlehnung an BI-RADS [1] wurden ebenfalls in benigne und maligne Befunde dichotomisiert. Die Beurteilungskriterien und auch die Dignitätszuordnung werden der tatsächlichen Histologie gegenüber gestellt. Anhand von Vier-Felder-Tafeln werden die Kennwerte Sensitivität, Spezifität, postiver und negativer Vorhersagewert, sowie Richtigkeit (Accuracy) für jedes Beurteilungskriterium berechnet.

28 27 4 Ergebnisse In der vorliegenden Studie wurden die digital gespeicherten Bilder von 96 Herdbefunde jeweils mittels 2D-Sonographie und als Volumendatensatz mittels 3D-Sonographie von 9 unabhängigen Untersuchern beurteilt. Insgesamt lagen somit für jede der beiden Sonographie- Modalitäten 864 Datensätze zu den Beurteilungskriterien vor. 477 Datensätze bezogen sich auf die 53 Mammakarzinome, 387 Datensätze beschrieben die 43 benignen Herdbefunde. Die Untersucher wurden aufgrund ihrer unterschiedlichen Erfahrung in der Befundung von Ultraschallbildern in zwei Gruppen eingeteilt. Eine Gruppe bestehend aus 3 Untersuchern mit weniger Erfahrung und eine Gruppe bestehend aus 6 erfahrenen Untersuchern. Allen Untersuchern war vor dem Beginn der Untersuchung gleichermaßen ein detailliertes Manual mit genauen Definitionen der sonographischen Beurteilungskriterien sowie Beispielen und Skizzen zur Verfügung gestellt worden. 4.1 Dignitätsbeurteilung Die zusammenfassende Bewertung der Dignität durch die Untersucher erfolgte auf einer vierstufigen Skala, sicher benigne, wahrscheinlich benigne, wahrscheinlich maligne, sicher maligne. Da für die statistische Auswertung eine dichotome Einteilung erforderlich war, wurde diese Skala auf zwei Ausprägungen, benigne und maligne, vereinfacht D-Sonografie Insgesamt wurden von den neun Untersuchern 355 der 477 Datensätze mit maligner Histologie im 2D-Modus richtig positiv beurteilt, dies entspricht einer Sensitivität von 74,4%. 329 der 387 Datensätze mit benigner Histologie wurden richtig negativ befundet, was einer Spezifität von 85,0 % entspricht (Tabelle 4.1). Die Richtigkeit (Accuracy) liegt bei 79,2 % (684/864). Der positive Vorhersagewert entspricht 86,0 % (355/413). Für die sechs erfahrenen Ultraschaller (576 Datensätze) ergaben sich für alle Parameter höhere Werte als bei den wenig erfahrenen Untersuchern.(Tabelle 4.1). Diese Tendenz ist besonders deutlich für die 2D-Sonografie ausgeprägt. So liegt die Sensitivität mit der 2D- Sonografie bei 76,1 % (242/318) und die Spezifität bei 87,2 % (225/258). Die Richtigkeit (Accuracy) der Diagnosestellung entspricht 81,1 % (467/576). Die als maligne klassifizierten

29 28 Befunde erwiesen sich in der Histologie in 88,0 % als Mammakarzinome (positiver Vorhersagewert). Der negative Vorhersagewert entspricht 74,8 % (225/301). Für die drei weniger erfahrenen Untersucher entspricht die Sensitivität mit der 2D-Sonografie 71,1 % (113/159)und die Spezifität 80,6 % (104/129). Der positive Vorhersagewert, bzw. der negative Vorhersagewert sind geringer als in der erfahrenen Untersuchergruppe bei 81,1 %, bzw. 69,3 % (Tabelle 4.1). Die Richtigkeit der Diagnosestellung (Accuracy) entspricht in dieser Untergruppe 75,3 % (217/288). Tabelle 4.1: Gegenüberstellung der Sensitivität und Spezifität für 2D- und 3D-Sonographie Gesamt wenig erfahrene Untersucher erfahrene Untersucher 2D-Sonographie 3D-Sonographie 2D-Sonographie 3D-Sonographie 2D-Sonographie 3D-Sonographie Sensitivität 74,4 77,6 71,1 75,5 76,1 78,6 Spezifität 85,0 82,2 80,6 81,4 87,2 82,6 PPV 86,0 84,3 81,9 83,3 88,0 84,6 NPV 73,0 74,8 69,3 72,9 74,8 75,8 Accuracy 79,2 79,6 75,3 78,1 81,1 80, D-Sonografie Mit Hilfe der 3D-Sonographie wurden insgesamt 370 der 477 Datensätze mit maligner Histologie richtig positiv bewertet, dies entspricht einer Sensitivität von 77,6 %. 329 von 387 Datensätzen mit benigner Histologie wurden richtig als negativ erkannt, was einer einer Spezifität von 82,2 % entspricht. Während die Sensitivität im 3D-Modus gegenüber der 2D- Sonographie gesteigert werden kann, nimmt die Spezifität in etwa gleichem Maße ab. Die Richtigkeit (Accuracy)der Diagnosestellung entspricht nahezu der Beurteilung mit der 2D- Sonografie und liegt bei 79,6 % (688/864). (Tabelle 4.1) In der Gruppe der erfahrenen Ultraschaller zeigte sich mit der 3D-Sonographie eine Steigerung der Sensitivität von 76,1 % auf 78,6 %, gleichzusetzen mit 250 von 318 richtig positiv bewerteten Datensätzen mit maligner Histologie wurden richtig positiv bewertet. Die Spezifität ist im 3D-Modus dagegen für diese Untergruppe verglichen mit der 2D-Sonografie erniedrigt auf 82,6 % (213/258), ebenso nimmt der positive Vorhersagewert auf 84,6 % ab.

30 29 Die Richtigkeit (Accuracy) liegt mit 80,4 % leicht unter dem entsprechenden Wert mit der 2D-Sonografie. Im Gegensatz zu den erfahrenen Ultraschallern profitierte dagegen die Gruppe der weniger erfahrenen Ultraschaller bezüglich der Spezifität von der 3D-Sonografie. Diese entspricht im 3D-Modus 81,4 % (105/129), gegenüber 80,6 % in der 2D-Sonografie. Auch bezüglich aller übrigen Parameter wurde in dieser Untergruppe der Untersucher mit Hilfe der 3D-Sonografie eine Steigerung erzielt (Tabelle 4.1) Korrelation der 3D- und 2D-Sonographie bezüglich der Dignitätsbeurteilung Im Folgenden soll geprüft werden, inwiefern Dignitätseinschätzungen in 2D- und in 3D- Sonographie übereinstimmen. Tabelle 4.2 bezieht sich auf die Datensätze mit malignem histologischen Befund. Nimmt man alle Untersucher zusammen, so zeigt sich, dass 78,4 % (374/477) der malignen Herdbefunde mit beiden Methoden konkordant beurteilt wurden. Darunter finden sich allerdings auch 63 histologisch maligne Herdbefunde (13,2 %), die mit beiden Methoden übereinstimmend falsch negativ beurteilt wurden, das heißt es wird eine benigne Dignität vermutet. 65,2 % der Datensätze maligner Histologie werden übereinstimmend mit beiden Methoden richtig als maligne eingeordnet. Wird für die 63 falsch negativ beurteilten Herdbefunde die differenziertere vierstufige Dignitätsskala betrachtet, so zeigt sich, dass sich die Untersucher in 44 Fällen nicht sicher waren in der Dignitätseinschätzung, d.h. wahrscheinlich benigne angaben. In der klinischen Routine werden solche Befunde histologisch gesichert. In 7 Fällen mit maligner Histologie jedoch wurden die Herdbefunde mit beiden Methoden als sicher benigne eingestuft. Bei diesen Herdbefunden handelt es sich zum einen um die Sonographiebilder, bzw. -Volumen eines ductal invasiven Mammakarzinoms, das von sechs Untersuchern unabhängig mit beiden Methoden falsch negativ beurteilt wird. Die Ultraschallkriterien, mit denen dieser Herdbefund beschrieben wird, weisen fast ausschließlich benignen Charakter auf: ovale/runde Form, homogene Binnenstruktur, glatte Wandkontur und scharfe Begrenzung sowie Verdrängung des umgebenden Gewebes. Ein weiterer Herdbefund, ebenfalls ein ductal invasives Mammakarzinom, wurde von einem Untersucher sowohl mit der 2D- als auch mit der 3D- Sonografie falsch negativ beurteilt. Auch hier spricht das Erscheinungsbild mit Pseudokapsel, scharfer Wandbegrenzung und Verdrängung der Umgebung für Benignität.

31 30 Teilt man die Untersucher wiederum nach der Ultraschallerfahrung in zwei Gruppen, so zeigt sich, dass der Anteil der mit beiden Methoden richtig positiv erkannten Herdbefunde in beiden Untersuchergruppen vergleichbar ist (65,1 % für erfahrene Untersucher, 65,4 % für wenig erfahrene Untersucher), der Anteil der mit beiden Methoden falsch negativ befundenen Herdbefunde dagegen bei den wenig erfahrenen Untersuchern deutlich höher liegt (18,9 % im Vergleich zu 10,4 % bei erfahrenen Untersuchern). Die mit den beiden Methoden diskordant beurteilten Herdbefunde werden mit der 2D- Sonografie häufiger falsch negativ eingeschätzt, während sie im 3D-Modus richtig beurteilt werden können. Der umgekehrte Fall, dass Malignome mit der 2D-Sonographie richtig als maligne erkannt werden, dagegen in der 3D-Sonografie falsch negativ beurteilt werden, ist vor allem bei den wenig erfahrenen Untersuchern deutlich seltener. Tabelle 4.2: Vergleich der Dignitätseinschätzung mit 2D- und 3D-Sonographie in Abhängigkeit von der Untersuchererfahrung bei maligner Histologie Untersucher gesamt wenig Ultraschallerfahrung erfahrene Ultraschaller n % n % n % gesamt , , ,5 Beurteilung konkordant mit beiden Methoden benigne beurteilt (beide falsch negativ) 63 13, , ,4 mit beiden Methoden maligne beurteilt , , ,1 Beurteilung diskordant 2D benigne, 3D maligne (2D falsch negativ) 3D benigne, 2D maligne (3D falsch negativ) 59 12, , ,5 44 9,2 9 5, ,0 Für die benignen Herdbefunde ist die Anzahl der mit beiden Methoden konkordant beurteilten Herdbefunde etwa gleich hoch wie bei den malignen Herdbefunden und beträgt 78,6 % (304/387). Der Anteil der mit beiden Methoden richtig eingeschätzten Herdbefunden liegt bei denjenigen benigner Histologie jedoch höher, bei 72,9 % (282/387). Dennoch werden 22 Herdbefunde (5,7%) mit beiden Methoden falsch positiv beurteilt (Tabelle 4.3).

32 31 Betrachtet man die differenziertere Dignitätseinschätzung auf der vierstufigen Skala, so zeigt sich, dass von den 22 falsch positiven Datensätzen nur einer sowohl mit 2D- als auch mit 3D- Sonographie als sicher maligne klassifiziert wird. Bei diesem Herdbefund handelt es sich um eine Narbe. Der entsprechende Untersucher gibt größtenteils Beurteilungskriterien an, die mit Malignität assoziiert sind wie Strukturdefekt, unregelmäßige Wandkontur, unscharfe Begrenzung, sowie in der Koronarebene nachweisbare Retraktion 16 Datensätze werden übereinstimmend als wahrscheinlich maligne eingeschätzt. Von den übrigen fünf Herdbefunden sind vier im 3D-Modus als sicher maligne, jedoch mit der 2D- Songraphie nur wahrscheinlich maligne eingestuft. Bei der Betrachtung der Anzahl der sowohl mit 3D- als auch mit der 2D-Sonografie richtig negativ erkannten benignen Herdbefunde zeigt sich, dass diese Untersuchergruppe die Dignität in 75,2 % (194/258) der benignen Herdbefunde mit beiden Methoden richtig beurteilte. Für die Gruppe der weniger mit der Sonografie erfahrenen gilt dies nur für 68,2 % der benignen Herdbefunde (88/129) Tabelle 4.3: Vergleich der Dignitätseinschätzung mit 2D- und 3D-Sonographie in Abhängigkeit von der Untersuchererfahrung bei benigner Histologie Untersucher gesamt wenig Ultraschallerfahrung erfahrene Ultraschaller n % n % n % gesamt , , ,6 Beurteilung konkordant mit beiden Methoden benigne beurteilt , , ,2 mit beiden Methoden maligne beurteilt (beide falsch positiv) 22 5,7 8 6,2 14 5,4 Beurteilung diskordant 2D benigne, 3D maligne (3D falsch positiv) 3D benigne, 2D maligne (2D falsch positiv) 47 12, , ,0 36 9, ,2 19 7,4

33 Dignitätsfestlegung Bei der statistischen Auswertung der Datensätze für diese Arbeit wird die dichotome Ausprägung der Dignität in benigne und maligne zugrunde gelegt um die Auswertung mit Hilfe von Vierfeldertafeln zu ermöglichen. Dabei wird die Eindeutigkeit der Festlegung durch die Untersucher nicht berücksichtigt, d.h., die Aussagen sicher benigne und wahrscheinlich benigne sind zur Dignitätseinschätzung benigne zusammengefaßt. In der klinischen Routine ist dieser Unterschied jedoch durchaus von Bedeutung, da ein sicher benigner Herdbefund, z.b. eine blande Zyste, oft keiner weiteren diagnostischen Abklärung wie einer Stanzbiopsie zugeführt wird, während ein als wahrscheinlich benigne klassifizierter Befund punktiert oder biopsiert wird. Im Rahmen der Untersuchung der Dignitätseinschätzung von Herdbefunden der Mamma in Abhängigkeit von der Erfahrung der Untersucher soll neben der Richtigkeit der Diagnosestellung außerdem die Sicherheit der Festlegung auf eine Diagnose auf der vierstufigen Dignitätsskala untersucht werden. Dabei wird deutlich, dass die mit der Sonografie erfahrenen Untersucher sich deutlich häufiger aufgrund der sonografischen Untersuchung eindeutig auf eine Diagnose festlegen (Tabelle 4.5). Wenig erfahrene Untersucher benutzen dagegen in nahezu zwei Drittel der Fälle die unsichere Dignitätseinschätzung wahrscheinlich (Tabelle 4.5). Zu beachten ist hierbei, dass der Berechnung von Sensitivität und Spezifität nur die Unterscheidung in benigne und maligne zugrunde liegt (vergl. Tabelle 4.1). Tabelle 4.4: Sichere Festlegung der Dignität in Abhängigkeit der Erfahrung der Untersucher mit der Sonografie (Dignität sicher maligne bei maligner Histologie; Dignität sicher benigne bei benigner Histologie) Histologie Sonografiemodus Untersucher gesamt wenig Ultraschallerfahrung erfahrene Untersucher maligne benigne 2D 23,7 % 8,8 % 31,1 % 3D 30,6 % 8,8 % 41,5 % 2D 32,3 % 18,6 % 39,2% 3D 29,5 % 23,3 % 32,6 %

34 33 Tabelle 4.5: Unsichere Festlegung der Dignität als Abhängigkeit der Untersuchererfahrung (Dignität wahrscheinlich Maligne bei maligner Histologie; Dignität wahrscheinlich benigne bei benigner Histologie) wenig erfahrene Histologie Sonografiemodus Untersucher gesamt Ultraschallerfahrung Untersucher maligne benigne 2D 50,7 % 62,3 % 45,0 % 3D 47,0 % 66,7 % 37,1 % 2D 52,7 % 62,0 % 48,1 % 3D 52,7 % 58,1 % 50,0 % 4.2 Analyse der Beurteilungskriterien Für diese Arbeit wurden folgende 11 Ultraschallkriterien und auf ihre Wertigkeit bezüglich der Dignitätseinschätzung von Herdbefunden der Mamma untersucht: Form: oval; rund; polymorph Achse: waagerecht; senkrecht; indifferent Echogenität: echoleer; echoarm; isoechogen/ echoreich Binnenstruktur: homogen; inhomogen echoreiche Spots: ja; nein Wandkontur: glatt/ lobuliert; unregelmäßig/ Spikulae Wandbegrenzung: scharf; unscharf Randsaum: Pseudokapsel; diffus/ hyperechogen; keiner Dorsales Schallphänomen: Abschwächung; Verstärkung; indifferent; unklar lateraler Randschatten: ja; nein; unklar Umgebungsreaktion: Verdrängung; Strukturdefekt; unklar Diese Kriterien werden für jeden Herdbefund getrennt jeweils einmal im 2D-Modus und einmal im 3D-Modus bestimmt. Bei neun Untersuchern, die jeweils 96 Herdbefunde beurteilen ergibt sich so eine Anzahl von 864 Datensätzen je Ultraschallmodus. In der 3D-Sonografie kommen zusätzlich folgende drei Kriterien gesondert in der Koronarebene hinzu: Retraktionsphänomen: Retraktion nachweisbar; keine Retraktion; unklar Wandbegrenzung: scharf; unscharf Tabelle 4.6 zeigt die Zuordnung der Beurteilungskriterien mit der 2D- und 3D-Sonografie bei Herdbefunden benigner Histologie. Entsprechend zeigt Tabelle 4.7 die Kriterien für maligne Herdbefunde.

35 34 Tabelle 4.6: Beurteilungskriterien der 2D- und 3D-Sonographie bei benignen Herdbefunden der Mamma Beurteilungskriterien Anzahl n der benignen Herdbefunde Prozentualer Anteil der benignen Herdbefunde Form Dignität * 2D-Sonographie 3D-Sonographie 2D-Sonographie 3D-Sonographie oval/rund b ,4 60,0 polymorph m ,6 40,0 Achse waagerecht b ,4 76,5 senkrecht m ,1 5,7 indifferent m ,5 17,8 Echogenität echoleer b ,8 8,3 echoarm m ,7 57,6 isoechogen/echoreich b ,5 34,1 Binnenstruktur homogen b ,0 48,6 inhomogen m ,0 51,4 echoreiche Spots ja m ,2 12,7 nein b ,8 87,3 Wandkontur glatt/lobuliert b ,2 60,7 unregelmäßig /Spikulae m ,8 39,3 Wandbegrenzung scharf b ,8 75,5 unscharf m ,2 24,5 Randsaum Pseudokapsel b ,1 39,3 diffus/hyperechogen m ,0 4,9 keiner b ,8 55,8 dors. Schallphänomen Abschwächung m ,6 4,4 Verstärkung b ,0 13,2 indifferent b ,7 47,3 unklar ,8 35,1 lat. Randschatten ja b ,5 16,5 nein m ,8 57,1 unklar ,8 26,4 Umgebungsreaktion Verdrängung b ,0 63,3 Strukturdefekt m ,5 16,3 unklar ,5 20,4 * Dignitätszuordnung der Kriterien: b = benigne; m = maligne

36 35 Tabelle 4.7: Beurteilungskriterien der 2D- und 3D-Sonographie bei malignen Herdbefunden der Mamma Beurteilungskriterien Anzahl n der malignen Herdbefunde Prozentualer Anteil der malignen Herdbefunde Dignität * 2D-Sonographie 3D-Sonographie 2D-Sonographie 3D-Sonographie Form oval/rund b ,0 17,4 polymorph m ,0 82,6 Achse waagerecht b ,1 27,3 senkrecht m ,2 33,5 indifferent m ,7 39,2 Echogenität echoleer b ,0 3,6 echoarm m ,2 75,5 isoechogen/echoreich b ,9 21,2 Binnenstruktur homogen b ,9 18,0 inhomogen m ,1 82,0 echoreiche Spots ja m ,5 15,7 nein b ,5 84,3 Wandkontur glatt/lobuliert b ,8 14,1 unregelmäßig/spikulae m ,2 85,9 Wandbegrenzung scharf b ,9 35,6 unscharf m ,1 64,4 Randsaum Pseudokapsel b ,7 7,3 diffus/hyperechogen m ,3 22,2 keiner b ,0 70,4 dors. Schallphänomen Abschwächung m ,6 35,0 Verstärkung b ,7 4,4 indifferent b ,6 26,6 unklar ,1 34,0 lat. Randschatten ja b ,7 13,8 nein m ,7 59,1 unklar ,6 27,0 Umgebungsreaktion Verdrängung b ,9 9,0 Strukturdefekt m ,8 70,9 unklar ,3 20,1 * Dignitätszuordnung der Kriterien: b = benigne; m = maligne

37 Kriterium Tumorform Bei dem Kriterium Tumorform unterscheidet man zwischen ovaler, runder und polymorpher Form. Die Ausprägungen rund und oval werden für die Auswertung dieser Arbeit zusammengenommen und als benigne Kriterien gewertet. Eine polymorphe Form weist dagegen auf Malignität hin. Mit der 2D-Sonografie wird eine runde oder ovale Form für 427 der 864 Datensätze angegeben. Davon sind 66,5% der Befunde benigne, während es sich in 33,5% der Fälle histologisch um ein Mammakarzinom (33,5 %)handelt. Eine polymorphe Form weisen 437 Herdbefunde auf. Hierbei handelt es sich um 103 benigne Befunde, sowie 334 Karzinome (76,4 %). In der 3D-Sonografie zeigen 315 Herdbefunde eine ovale oder runde Form. Davon weisen 73,6% eine benigne Histologie auf 26,4% sind histologisch maligne. Eine polymorphe Form wird für 63,5% der Herdbefunde angegeben. Histologisch handelt es sich dabei um28,2% benigne Herde (28,2 %) und 71,8% Karzinome. Durch die Dichotomisierung der Ausprägungen in benigne und maligne können so die in Abb. 4.1 gezeigten statistischen Parameter für das Kriterium Tumorform berechnet werden , ,4 76,4 71,8 66,5 73,7 71,5 72, % Sensitivität Spezifität PPV NPV Accuracy Tumorform 2D-Sonografie Tumorform 3D-Sonografie Abb. 4.1: Statistische Kennwerte für das Beurteilungskriterium Tumorform

38 Kriterium Tumorachse Die Differenzierung der Tumorachse erfolgt sonografisch in waagerecht, senkrecht und indifferent. Eine waagerechte Tumorachse als Zeichen benigner Herdbefunde wird für die statistische Auswertung den Malignität anzeigenden Kriterien senkrechte und indifferente Tumorachse gegenübergestellt. Mit der 2D-Sonografie zeigt sich die Tumorachse in 531 Datensätzen waagerecht. Davon sind 311 Befunde histologisch benigne. In 41,4 % handelt es sich histologisch um maligne Herdbefunde. Eine senkrechte Tumorachse weisen 136 Herdbefunde auf. Darunter finden sich 120 Mammakarzinome (88,2 %). In der 3D-Sonografie wird eine waagerechte Tumorachse für 426 Herdbefunde angegeben. Darunter finden sich 296 Herdbefunde benigner Histologie und 130 Mammakarzinome. Für 182 Datensätze wird die Tumorachse als senkrecht angegeben. Dabei handelt es sich histologisch in 87,9 %um maligne Befunde. Aus den oben genannten Daten (waagerecht vs. nicht waagerecht) können folgende statistische Parameter für die 2D- und die 3D-Sonografie berechnet werden (Diagramm 4.2).

39 ,7 80,4 76,5 77,8 79,2 69,5 65,7 74, ,6 53,9 50 % Sensitivität Spezifität PPV NPV Accuracy Tumorachse 2D-Sonografie Abb. 4.2: Statistische Kennwerte für das Kriterium Tumorachse Tumorachse 3D-Sonografie Kriterium Echogenität Die Echogenität eines Herdbefundes der Mamma kann echoleer, echoarm oder isoechogen/ echoreich sein. Die Ausprägungen echoleer und isoechogen /echoreich werden für die dichotome Auswertung des Beurteilungskriteriums als Hinweis auf benigne Herdbefunde zusammengenommen, ein echoarmer Herd weist auf Malignität hin. Mittels 2D-Sonografie werden 557 Herdbefunde als echoarm charakterisiert (64,5 %). Von diesen weisen 37,3 % eine benigne Histologie auf, in 62,7 % der Fälle handelt es sich um ein Mammakarzinom. Die Echogenität wird in 254 Fällen als isoechogen /echoreich beschrieben. Dabei handelt es sich histologisch um 145 benigne Herdbefunde und 109 Karzinome. Ein echoarmer Herdbefund wird mit der 3D-Sonographie in 583 Fällen beschrieben (67,5 %) Histologisch handelt es sich dabei in 38,2 % um benigne Läsionen und in 61,8 % um Mammakarzinome. Ein echoleerer Herd wird für 48 Befunde beschrieben (5,6 %). Davon sind 32 Herde benigne, in 16 Fällen liegt jedoch ein Karzinom zugrunde.

40 39 Folgende statistische Parameter können für das Kriterium Echogenität in 2D- und 3D- Sonografie berechnet werden (Diagramm 4.3) ,2 75, ,7 61,8 58,3 58,4 61,1 60, ,3 42,4 % Sensitivität Spezifität PPV NPV Accuracy 2D-Sonografie 3D-Sonografie Abb. 4.3: Statistische Kennwerte für das Kriterium Echogenität Kriterium Binnenstruktur Die Binnenstruktur eines Herdbefundes der Mamma kann homogen oder inhomogen erscheinen. Dabei ist eine homogene Binnenstruktur ein Kennzeichen benigner Herdbefunde, während Inhomogenität ein Hinweis auf Malignität bedeutet. In der 2D-Sonografie imponieren 269 Herdbefunde homogen (31,1 %). Von diesen weisen 64,7 % eine benigne Histologie auf, in 35,3 % der Herdbefunde mit homogener Binnenstruktur handelt es sich histologisch um ein Mammakarzinom. Eine inhomogene Binnenstruktur dagegen zeigen 595 Herdbefunde (68,9 %). Dabei handelt es sich um 213 benigne und 382 maligne Herde. Eine homogene Binnenstruktur stellt sich mit der 3D-Sonografie in 274 Fällen dar (31,7 %). Darunter finden sich 68,6 % benigne Befunde. 31,4 % der Karzinome zeigen ebenfalls eine homogene Binnenstruktur. Inhomogen erscheinen im 3D-Modus 590 Datensätze. Histologisch handelt es sich dabei um 199 benigne Befunde und 391 Karzinome.

41 40 Für das sonografische Beurteilungskriterium Binnenstruktur lassen sich die in Abb. 4.4 dargestellten statistischen Parameter berechnen ,6 66,3 64,2 64,7 64, % , Sensitivität Spezifität PPV NPV Accuracy 2D-Sonografie 3D-Sonografie Abb. 4.4: Statistische Kennwerte für das Kriterium Binnenstruktur Kriterium echoreiche Spots Echoreiche Spots spiegeln in der Sonografie Verkalkungen in dem entsprechenden Herdbefund wieder. Verkalkungen entstehen in nekrotischen Arealen eines Tumors, z.b. in schnell wachsenden Mammakarzinomen oder als größere Kalkschollen in älteren regressiv umgewandelten Fibroadenomen. Feine echoreiche Spots gelten daher als sonografischer Hinweis auf Malignität. Mit der 2D-Sonografie können in 106 Datensätzen echoreiche Spots nachgewiesen werden. Darunter sind 51 benigne Befunde und 55 Mammakarzinome. In den übrigen 758 Datensätzen (87,7 %) sind keine echoreichen Spots zu finden. Mit Hilfe der 3D-Sonografie sind in 124 Datensätzen echoreiche Spots nachzuweisen. Dabei handelt es sich um 49 benigne Herdbefunde, sowie um 75 histologisch maligne. In 740 Datensätzen finden sich keine echoreichen Spots. Die statistischen Parameter für den Nachweis echoreicher Spots in der Sonografie verdeutlicht Abb. 4.5.

42 ,8 87, ,5 51,9 % 50 44,3 45,7 45,3 47, ,5 15,7 0 Sensitivität Spezifität PPV NPV Accuracy 2D-Sonografie 3D-Sonografie Abb. 4.5: Statistische Kennwerte für das Kriterium echoreiche Spots Kriterium Wandkontur Bei der Beschreibung der Wandkontur unterscheidet man zwischen glatter, lobulierter und unregelmäßiger Wandkontur. Gelegentlich können Spikulae am Rand eines Tumors nachgewiesen werden. Da die Beschreibungen glatt und lobuliert gleichermaßen benigne Herdbefunde charakterisieren, werden sie für die Auswertung dieser Arbeit zusammengenommen. Eine unregelmäßige Wandkontur sowie der Nachweis von Spikulae werden als Zeichen für Malignität gewertet. Eine glatte oder lobulierte Wandkontur wird mit der 2D-Sonografie bei 364 Herdbefunden festgestellt. Unter diesen finden sich in 71,4 % Befunde benigner Histologie und in 28,6 % Karzinome. Der Nachweis von Spikulae oder einer unregelmäßige Wandkontur gelingt in 500 Herdbefunden. Hierbei handelt es sich um 127 gutartige Läsionen (25,4 %) sowie um 373 Mammakarzinome.

43 42 In der 3D-Sonografie wird eine glatte bzw. lobulierte Wandkontur in 302 Fällen angegeben. Dabei handelt es sich um 235 benigne Herdbefunde. In 67 Fällen wird jedoch histologisch ein maligner Tumor nachgewiesen. Eine unregelmäßige Wandkontur oder Spikulae zeigen 562 Herdbefunde. Darunter befinden sich histologisch 152 benigne Herdbefunde und 410 Karzinome. Durch die Dichotomisierung in maligne und benigne Ausprägungen des Kriteriums lassen sich folgende statistische Parameter für die Wandkontur eines Herdbefundes berechnen (Abb. 4.6) ,2 67,2 74, ,4 77,8 73,3 74, ,7 % Sensitivität Spezifität PPV NPV Accuracy 2D-Sonografie Abb. 4.6: Statistische Kennwerte für das Kriterium Wandkontur 3D-Sonografie Kriterium Wandbegrenzung Die Wandbegrenzung eines Herdbefundes kann als scharf oder unscharf beschrieben werden. Dabei spricht ein scharf begrenzter Herd für eine benigne Histologie, während eine unscharfe Wandbegrenzung für Mammakarzinome typisch ist. Mit der 2D-Sonografie werden 435 Herdbefunde als scharf begrenzt beschrieben (50,4 %). Diesen liegt in 63,9 % Fällen eine benigne Histologie zugrunde. Eine unscharfe Wandbegrenzung wird in 429 Fällen beschrieben (49,6 %). Dabei handelt es sich um 320 Mammakarzinome (74,6 %).

44 43 In der 3D-Sonografie erscheinen 462 Herdbefunde scharf begrenzt. Diesen Herden liegt in 63,2 % der Fälle ein benigner Befund zugrunde. Unscharf ist die Wandbegrenzung dagegen bei 402 Herdbefunden (46,5 %). Darunter befinden sich 307 Mammakarzinome (76,4 %). Die für das Beurteilungskriterium Wandbegrenzung zu berechnenden Werte für Sensitivität und Spezifität gibt Abb. 4.7 wieder ,1 64,4 71,8 75,5 74,6 76,4 63,9 63,2 69,2 69, % Sensitivität Spezifität PPV NPV Accuracy 2D-Sonografie 3D-Sonografie Abb. 4.7: Statistische Kennwerte für das Kriterium Wandbegrenzung Kriterium Randsaum Der Randsaum eines Herdbefundes kann als Pseudokapsel imponieren, wenn das umgebende Gewebe zusammengedrängt wird, was bei verdrängend wachsenden benignen Tumoren der Fall ist oder er kann als ein Hinweis auf Malignität diffus hyperechogen erscheinen. In einigen Fällen ist kein Randsaum abgrenzbar, was ebenfalls als benignes Zeichen gewertet wird. In der 2D-Sonografie läßt sich bei 164 Herden eine Pseudokapsel abgrenzen. Darunter finden sich histologisch 132 benigne Befunde (80,5 %). Ein diffus hyperechogener Randsaum wird für 100 Herde beschrieben. Dabei handelt es sich histologisch um 8 gutartige Befunde und 92 Karzinome. Als nicht abgrenzbar wird der Randsaum in 600 Fällen beschrieben. Hierbei handelt es sich um 247 benigne Herdbefunde und 353 maligne Tumoren.

45 44 Mit der 3D-Sonografie kann in 187 Fällen eine Pseudokapsel abgegrenzt werden. Dabei handelt es sich um 152 histologisch benigne Herdbefunde. In 125 Fällen erscheint der Randsaum diffus hyperechogen. Darunter sind 106 maligne Tumoren (84,8 %). Ein nicht abgrenzbarer Randsaum wird für 552 Datensätze beschrieben (63,9 %). Hierbei liegen histologisch 216 benigne Befunde vor, in 336 Fällen ist der Befund histologisch maligne. Abb. 4.8 gibt die statistischen Kennwerte für das Kriterium Randsaum wieder ,9 95, ,8 80 % 60 54,5 54,9 49,6 49, ,3 22,2 0 Sensitivität Spezifität PPV NPV Accuracy 2D-Sonografie 3D-Sonografie Abb. 4.8: Statistische Kennwerte für das Kriterium Randsaum Kriterium dorsales Schallphänomen Bei der sonographischen Beurteilung des dorsalen Schallphänomens kann eine Abschwächung oder eine Verstärkung der Schallreflexe beobachtet werden. Darüber hinaus kann der Schall bei einigen Tumoren ungehindert passieren, sodass das dorsale Schallphänomen als indifferent bezeichnet wird. Eine Abschwächung des Schalls dorsal des Tumors wird mit der 2D-Sonografie für 264 Herdbefunde beschrieben. In 37 Fällen handelt es sich dabei um einen gutartigen Tumor (14,0 %), in 86,0 % liegt histologisch ein Mammakarzinom vor.

46 45 Zu einer Schallverstärkung dorsal des Befundes kommt es in 90 Fällen. Hier liegen histologisch 58 benigne Befunde und 32 Karzinome zugrunde. Eine indifferente Schallfortleitung zeigen 442 Herdbefunde. Darunter finden sich 258 Herde benigner Histologie. In 7,9 % kann das dorsale Schallverhalten mit der 2D-Sonografie nicht eindeutig beurteilt werden. Dahinter verbergen sich zu gleichen Teilen benigne und maligne Herdbefunde. In der 3D-Sonografie zeigen 184 Herdbefunde eine dorsale Schallabschwächung. Darunter sind histologisch 167 Mammakarzinome. Eine Schallverstärkung läßt sich in 72 Fällen nachweisen. Bei diesen Herdbefunden handelt es sich histologisch um 51 benigne Tumoren. Bei 310 Befunden ist das dorsale Schallverhalten indifferent. Das dorsale Schallphänomen ist mit der 3D-Sonographie in 298 Datensätzen nicht sicher zu beurteilen. Für die Berechnung der statistischen Parameter wird nur die Schallabschwächung als malignes Kriterium gewertet und den übrigen Beschreibungen gegenübergestellt. Die Herdbefunde mit unklarem dorsalen Schallverhalten werden dabei ebenfalls der benignen Kategorie zugeordnet (Abb.4.9) ,6 90,4 90, ,8 % 60 58,3 54,4 62,2 47, Sensitivität Spezifität PPV NPV Accuracy 2D-Sonografie 3D-Sonografie Abb. 4.9: Statistische Kennwerte für das Kriterium dorsales Schallphänomen

47 Kriterium lateraler Randschatten Neben dem Schallverhalten dorsal des Tumors wird auch das Auftreten eines lateralen Schallschattens beurteilt. Dieses Phänomen tritt typischerweise bei glatt begrenzten Herdbefunden wie Fibroadenomen oder Zysten auf und wird daher als benignes Kennzeichen bewertet. Mit der 2D-Sonografie läßt sich in 258 Datensätzen ein lateraler Randschatten nachweisen. Darunter sind histologisch 145 benigne Befunde (56,2 %). In 600 Fällen ist kein lateraler Randschatten nachweisbar (69,4 %). Histologisch liegen diesen Fällen 239 benigne Befunde und 361 maligne Tumoren zugrunde. In der 3D-Sonografie zeigen 130 Herde einen lateralen Schallschatten. Dabei handelt es sich um 64 Herdbefunde benigner Histologie und 66 Mammakarzinome. In 503 Fällen ist kein lateraler Schallschatten nachweisbar. Für 231 Herdbefunde (26,7 %) läßt sich dieses Kriterium am vorliegenden Volumenausschnitt nicht sicher beurteilen. Für die Berechnung der statistischen Parameter wird das Vorhandensein eines lateralen Schallschattens als benignes Zeichen gewertet und dem Nicht-Vorhandensein gegenübergestellt (Abb. 4.10).

48 , , , ,2 58,9 55 % 50 49, , , Sensitivität Spezifität PPV NPV Accuracy 2D-Sonografie 3D-Sonografie Abb. 4.10: Statistische Kennwerte für das Kriterium lateraler Randschatten Kriterium Umgebungsreaktion Durch das Wachstum eines Tumors wird das sonografische Erscheinungsbild des umgebenden Gewebes verändert. Als Beschreibungen dieser Umgebungsreaktion wird in dieser Arbeit der Strukturdefekt und die Verdrängung des Gewebes benutzt. Ein Strukturdefekt kann mittels 2D-Sonografie in 397 Datensätzen nachgewiesen werden. Dabei handelt es sich histologisch in 83,9 % um Karzinome. Ein verdrängendes Wachstum zeigen 343 Herdbefunde. Diesen liegt in 77,8 % eine benigne Histologie zugrunde. Im 3D-Modus kann in 401 Fällen ein Strukturdefekt beobachtet werden. Darunter sind 338 Mammakarzinome (84,3 %). Eine Verdrängung des umgebenden Gewebes liegt bei 288 Herdbefunden vor. Davon sind 245 Herde histologisch benigne. In 175 Fällen läßt sich die Umgebungsreaktion nicht eindeutig beurteilen (20,3 %). Für die statistischen Berechnungen für den Nachweis eines Strukturdefekts gibt Abb wider.

49 ,5 83,7 83,9 84, ,9 76, ,8 70,9 69, % Sensitivität Spezifität PPV NPV Accuracy 2D-Sonografie 3D-Sonografie Abb. 4.11: Statistische Kennwerte für das Kriterium Umgebungsreaktion Vergleich der Kriterienbeurteilung mit der 2D- und 3D-Sonografie Vergleicht man die Wahl der Beurteilungskriterien durch die Untersucher mit 2D- und 3D- Sonographie, so fällt auf, dass mit der 3D-Sonographie für einige Kriterien die mit Malignität assoziierten Beschreibungen deutlich häufiger gewählt werden als mit der 2D-Sonographie. Bei diesen Kriterien handelt es sich in erster Linie um solche, die den direkten Übergang des Tumors auf das umgebende Gewebe beschreiben. So wird bei der Beurteilung der Tumorform eine polymorphe Form mit der 2D-Sonographie in 437 Fällen beschrieben, während diese Beschreibung im 3D-Modus für 549 Herdbefunde gewählt wird. Die Tumorachse wird im 2D-Modus in 333 Datensätzen mit malignen Kriterien bezeichnet (136 Befunde mit senkrechter Achse und 197 indifferente Tumorachsen). Dagegen werden diese beiden Beschreibungen mit der 3D-Sonografie für 438 Herdbefunde benutzt. Darunter sind 182 Datensätze mit senkrechter und 256 mit indifferenter Tumorachse. In der Beurteilung der Wandkontur wird mit der 2D-Sonographie für 500 Herdbefunde eine unregelmäßige Wandkontur bzw. der Nachweis von Spikulae angegeben. Im 3D Modus erscheinen 562 Herdbefunde unregelmäßig oder zeigten Spikulae. Ein diffus hyperechogener Randsaum wird im 2D-Bild bei 100 Herden beobachtet. Bei der Beurteilung der 3D-Volumen wird dieses Erscheinungsbild für 125 Herdbefunde angegeben.

50 49 Im Gegensatz zu den oben genannten Kriterien, die vor allem den Übergangsbereich der Herdbefunde zum umgebenden Gewebe beschreiben, ist die Beurteilung des dorsalen Schallverhaltens mit der 3D-Sonographie erschwert. Mit der 2D-Sonographie wird für 264 Datensätze eine dorsale Schallabschwächung angegeben, während für 68 Herdbefunde das dorsale Schallverhalten nicht beurteilbar ist. In der 3D-Sonographie wird dagegen eine dorsale Schallabschwächung nur für 184 Herdbefunde angegeben, während für 298 Datensätze das dorsale Schallverhalten nicht zu beurteilen ist. Ein lateraler Randschatten kann mit der 2D-Sonographie in 258 Fällen nachgewiesen werden, während 600 Herdbefunde dieses Phänomen nicht aufweisen. Nur in 6 Fällen ist die Ausprägung dieses Kriteriums nicht beurteilbar. Dagegen können mit der 3D-Sonographie nur 130 Datensätze mit lateralem Randschatten beschrieben werden, 503 Herdbefunde weisen dieses Phänomen nicht auf. Für 231 Datensätze ist der laterale Schallschatten in der 3D- Sonographie nicht beurteilbar. Die Echogenität, der Nachweis echoreicher Spots, die Binnenstruktur und auch die Wandbegrenzung werden dagegen mit beiden Methoden in etwa gleich eingeschätzt. 4.3 Beurteilungskriterien in der Koronarebene Mit der 3D-Sonografie werden von den Untersuchern zusätzlich zu den 10 Kriterien, die mit beiden Methoden beurteilt werden sollen, zwei weitere Kriterien untersucht. Diese Kriterien beschreiben ausschließlich das Erscheinungsbild eines Herdbefundes in der Koronarebene. Die Koronarebene liegt parallel zur Haut der Patientin und kann mit der konventionellen 2D- Sonografie nicht dargestellt werden. Neben der koronaren Wandbegrenzung, die mit der 3D-Sonografie auch in den übrigen Ebenen zu beurteilen waren, kommt die Beurteilung des Retraktionsphänomens in der Koronarebene hinzu. Im folgenden werden die Kriterien im Einzelnen dargestellt, Tabelle 4.8 gibt einen Überblick über die Beurteilung der Koronarebene durch die Untersucher.

51 50 Tabelle 4.8: Beurteilung der Koronarebene in der 3D-Sonographie Beurteilungskriterien Histologie maligne Histologie benigne Retraktionsphänomen Anzahl n % Anzahl n % Retraktion nachweisbar ,2 17 4,4 keine Retraktion , ,2 unklar , ,4 Wandbegrenzung scharf , ,6 unscharf , ,4 Durch Dichotomisierung der Ultraschallkriterien und Einteilung in benigne und maligne können die statistischen Parameter Sensitivität, Spezifität, positiver Vorhersagewert (PPV), negativer Vorhersagewert (NPV) und Richtigkeit (Accuracy) für jedes einzelne Kriterium berechnet werden. Eine Übersicht für alle Kriterien zeigt Tabelle 4.9. Tabelle 4.9: Aussagekraft der Kriterien zur Beurteilung der Koronarebene in der 3D-Sonographie Beurteilungskriterium Sensitivität (%) Spezifität (%) PPV (%) NPV (%) Accuracy (%) Retraktion 48,2 95,6 93,1 60,0 69,4 Wandbegrenzung 66,9 65,6 70,6 61,6 66,3

52 Kriterium Retraktion in der Koronarebene Das Retraktionsphänomen spiegelt die Infiltration oder Affektion der Bindegewebszüge in der Umgebung eines Herdbefundes wieder. Die Untersucher geben an, ob dieses Phänomen nachweisbar, nicht nachweisbar oder nicht eindeutig zu beurteilen war. Für 247 Herdbefunde wird der Nachweis des Retraktionsphänomens angegeben (28,6 %). Bei diesen Herdbefunden handelt es sich histologisch in 6,9 % um benigne Herde und um in 93,1% um Mammakarzinome (93,1 %). Nicht nachweisbar war die Retraktion in 452 Datensätzen. Darunter finden sich 71,2 % benigne Befunde. Eine eindeutige Beurteilung des Retraktionsphänomens kann für 165 Herdbefunde nicht getroffen werden (19,1 %). Davon erweisen sich 48 Herde als histologisch benigne (29,1 %) und 117 Befunde als maligne (70,9 %). Der Nachweis des Retraktionsphänomens wird als malignes Kennzeichen gewertet. Folgende statistische Parameter lassen sich für das Retraktionsphänomen berechnen (Abb. 4.12) ,6 93, , , Sensitivität Spezifität PPV NPV Accuracy Retraktionsphänomen Abb. 4.12: Statistische Kennwerte für das Beurteilungskriteriun Retraktion

53 Kriterium koronare Wandbegrenzung Die Wandbegrenzung eines Herdbefundes in der Koronarebene kann als scharf oder unscharf beschrieben werden. Dabei spricht ein scharf begrenzter Herd für eine benigne Histologie, während eine unscharfe Wandbegrenzung für Mammakarzinome typisch ist. Es werden 412 Herdbefunde in der Koronarebene als scharf begrenzt beurteilt. Diesen liegt in 61,7 % eine benigne Histologie zugrunde Eine unscharfe Wandbegrenzung wird in 452 Fällen beschrieben. Dabei handelt es sich histologisch um 319 Mammakarzinome (70,6 %). Die für das Beurteilungskriterium Wandbegrenzung in der Koronarebene zu berechnenden Werte für Sensitivität und Spezifität gibt Abb wieder (vgl. Tab.4.9) , ,9 65,6 66,3 % , Sensitivität Spezifität PPV NPV Accuracy koronare Wandbegrenzung Abb 4.13: Statistische Kennwerte für das Kriterium Wandbegrenzung in der Koronarebene

54 53 5 Diskussion Vor einigen Jahren noch beschränkte sich die Anwendung der Mammasonographie auf die Unterscheidung zwischen zystischen und soliden Herdbefunden der Brust, die mammographisch nachgewiesen waren mit einer Spezifität die bei nahezu 100 % lag [Bassett, 2000; Teubner et al., 1985]. Mit Verbesserung der Ultraschalltechnik in den letzten Jahren weitete sich die Indikation für die Mammasonographie auch auf die Unterscheidung von benignen und malignen soliden Herdbefunden aus [Lo et al., 1999; Skaane et al., 1998; Stavros et al., 1995; Zonderland et al., 2000]. Dabei ist der zusätzliche Nutzen der Sonographie besonders groß bei mammographisch nicht sicher zu beurteilenden Läsionen [Skaane et al., 1999], sowie in der Beurteilung der Brust junger Frauen mit mammographisch dichtem Parenchym und der vorbestrahlten Brust [Kelly et al., 1996]. Darüber hinaus können mit der Mammasonographie auch palpatorisch und mammographisch unentdeckte Karzinome nachgewiesen werden, so dass bei Nachweis eines Mammakarzinoms die systematische sonographische Untersuchung beider Brüste vor Therapieplanung empfohlen wird. Ein sonographisches Screening bei Hochrisikopatientinnen wird diskutiert [Buchberger et al., 1999 und 2000; Gordon et al., 1995; Hou et al., 2002]. Die 3D-Sonographie stellt eine weitere Entwicklung der Ultraschalltechnik dar, deren zusätzlicher Nutzen zur Diagnosestellung Gegenstand derzeitiger Forschung ist [Cho et al., 2005; Cimpoca et al., 2002; Lamb et al., 2000; Rotten et al., 1991]. In dieser Studie untersuchen wir, welche Wertigkeit bestimmte sonographische Kriterien auf die Einschätzung der Dignität von Mammatumoren mittels Ultraschall haben. Dabei soll der diagnostische Benefit der 3D-Sonographie und der konventionellen 2D-Sonographie verglichen werden. Die in dieser Studie behandelten 864 Datensätze, beruhend auf der Auswertung von 96 Herdbefunden durch 9 unabhängige Untersucher, stellen im Vergleich zur Literatur eine außergewöhnlich große berücksichtigte Datenmenge dar. Aussagen zur Signifikanz sind bei diesen Studiendesign statistisch nicht möglich, da jeder Herdbefund 9-fach beurteilt wird und somit statistisch überrepräsentiert ist. Die Anzahl von 96 Herdbefunden reicht bei der hohen Anzahl an zu testenden Parametern nicht zur Ermittlung der Signifikanz aus. Der Vorteil dieses Studiendesigns liegt darin, dass die interindividuell unterschiedliche Interpretation der subjektiven sonographischen Parameter eines Herdbefundes durch die mehrfache Beurteilung weniger gewichtig ist [Skaane et al., 1997 und 1999]. Des weiteren ist

55 54 durch diese Vorgehensweise möglich, binnen eines Jahres eine ausreichend große Datenmenge zu aquirieren. Dabei ist diese Arbeit durch die Fragestellung als retrospektive Studie angelegt. Ziel dieser Arbeit ist die Evaluation der Aussagekraft sonographischer Kriterien zur Abschätzung der Dignität eines Herdbefundes. Um Einfluß der klinischen Aspekte wie Patientenalter, klinische Untersuchung und Mammographiebefund auf die Klassifikation des Herdes im Ultraschall auszuschließen, liegen den Untersuchern ausschließlich digitalisierte 2D-Bilder in zwei orthogonalen Ebenen vor. Durch das Studiendesign sind allerdings geringere Werte bezüglich Sensitivität, Spezifität und positiven und negativen Vorhersagewert zu erwarten als der klinischen Anwendung der Sonographie tatsächlich entspricht. Die Auswertung erfolgt mit der Berechnung von Sensitivität, Spezifität, PPV, NPV und Accuracy zunächst getrennt für die einzelnen Ultraschallkriterien. Außerdem erfolgt getrennt nach 2D- und 3D-Sonographie die Berechnung der oben genannten Kennwerte für die zusammenfassende Dignitätsbeurteilung des jeweiligen Herdbefundes. Die in dieser Arbeit verwendeten statistischen Kennwerte beruhen auf der Vierfeldertafel. Es werden die sonographischen Diagnosen in die Kategorien benigne und maligne eingeteilt, unabhängig von der Diagnosesicherheit, und dann mit dem histologischen Befund verglichen. So wird jeder sonographische Befund am Goldstandard der Histologie gemessen und entsprechend als richtige oder falsche Vorhersage gewertet. Auf diese Weise werden richtig positive bzw. falsch positive oder richtig negative bzw. falsch negative Befunde erhoben. Eine solche klare Zuordnung ist jedoch nur durch eine Dichotomisierung der Dignitätseinschätzung der Untersucher dieser Studie zu erreichen, die in den Beurteilungsbögen ihre Diagnose in sichere und unsichere Aussagen differenzieren konnten. In den Auswertungsbögen ist von den Untersuchern ihre Dignitätseinschätzung auf einer vierstufigen Skala (sicher benigne, wahrscheinlich benigne, wahrscheinlich maligne, sicher maligne) anzugeben in Anlehnung an die BI-RADS-Skala des American College of Radiology. Um diese Daten statistisch auswerten zu können ist es erforderlich sie auf zwei Ausprägungen zu reduzieren. Diese Dichotomisierung berücksichtigt jedoch nicht mehr die Sicherheit des Untersuchers bei seiner Einschätzung der Dignität. Im klinischen Alltag würde ein wahrscheinlich benigner Herdbefund engmaschig kontrolliert bzw. durch Stanzbiopsie oder Aspirationszytologie histologisch bzw. zytologisch gesichert. Ein sicher benigner Herdbefund dagegen wird in größeren Abständen kontrolliert.

56 55 Bei der Unterscheidung zwischen wenig erfahrenen und erfahrenen Untersuchern wird deutlich, dass vor allem die wenig erfahrenen Untersucher die Kategorie wahrscheinlich benigne bzw. wahrscheinlich maligne nutzten. Hier spiegelt sich die relative Unsicherheit in der Diagnosestellung wieder. Dieser Unterschied in der Sicherheit der Diagnose ist aufgrund der dichotomen Auswertung in der insgesamt berechneten Sensitivität, Spezifität und Richtigkeit nicht mehr so deutlich ausgeprägt. In der klinischen Anwendung würde sie aber zu einer Erhöhung der Biopsierate bei unklaren Herdbefunden führen. Die erreichte Sensitivität in der Diagnitätsbeurteilung liegt in dieser Untersuchung bei 74,4 % mit der 2D- und 77,6 % mit der 3D-Sonographie. Die errechnete Spezifität ist höher bei 85 % im 2D- und 82,2 % im 3D-Modus. Die Richtigkeit (Accuracy), die in unserer Studie erreicht wird, ist sowohl mit der 2D-Sonographie (79,2 %), als auch mit der 3D-Sonographie (79,6%) relativ gering im Vergleich zu den entsprechenden Parametern in der Literatur. Skaane et al. fanden mit der 2D-Sonographie eine Sensitivität von 99,5 % bei einer sehr geringen Spezifität von 29 %. Die hohe Sensitivität ergibt sich hier auf Kosten der Spezifität. Jeder Herdbefund, der sich nicht in allen sonographischen Aspekten als sicher benigne darstellte, wurde als maligne Läsion klassifiziert. Rotten et al. untersuchten an einem Kollektiv von 186 hypoechogenen Herdbefunden Ultraschallkriterien mittels 2D- und 3D-Sonographie. Dabei fanden sie für die 2D- Sonographie eine Sensitivität von 100 % bei einer Spezifität von 64,1 %. Positiver Vorhersagewert (PPV) und negativer Vorhersagewert (NPV) lagen im 2D-Modus bei 55,8, bzw. 100 %. Mit der 3D-Sonographie fand sich eine Sensitivität von 91,4 %, eine Spezifität von 93,8 %. PPV und NPV lagen bei 86,9 % und 96 %. In diese Studie wurden nur Patientinnen eingeschlossen, die in der 2D-Sonographie einen soliden, hypoechogenen Befund zeigten und mindestens ein malignes Kriterium. Eine weitere Anzahl an sonographisch unauffälligen histologisch benignen Herdbefunden wurde als Kontrollgruppe ausgewählt. Dieses Vorgehen beinhaltet eine relativ eindeutige Vorauswahl, was sich in den statistischen Kennwerten niederschlägt und nicht dem klinischen Alltag entspricht. Die Beurteilung der einzelnen Kriterien durch die Untersucher in unserer Studie und die Dignitätseinschätzung wurden ohne Kenntnis klinischer und mammographischer Befunde durchgeführt, ebenso in Unkenntnis des Patientenalters. Dies ist erforderlich, da wir die Ultraschallkriterien im einzelnen und ihren Beitrag zur Dignitätsbeurteilung untersuchen. Allein das Patientenalter ist ein wichtiger Risikofaktor für das Mammakarzinom, das die Entscheidung der Untersucher beeinflußt hätte [Kolb et al., 1998]. Ebenso beeinflußt die

57 56 Kenntnis der Mammographie die sonographische Beurteilung von Herdbefunden der Brust und würde fälschlich erhöhte Sensitivitäts- und Spezifitätswerte generieren. Houssami et al. konnten eine signifikante Steigerung der Sensitivität der sonographischen Beurteilung nachweisen, wenn den Untersuchern der Mammographie-Befund bekannt war. Da die Kenntnis solcher Angaben zu systematischen Fehlern in der Untersuchung geführt hätte, verzichteten wir auf jegliche klinische Angaben und Untersuchungsbefunde. Im Vergleich der 2D- und 3D-Sonographie fällt auf, dass die Sensitivität im 3D-Modus gegenüber der 2D-Sonographie gesteigert werden kann, nimmt die Spezifität in etwa gleichem Maße ab. Dies kann zu einem Teil darauf zurückzuführen sein, dass die Koronarebene, die mit der 2D-Sonografie nicht darstellbar ist, in der Rekonstruktion verglichen mit den beiden anderen Ebenen etwas unscharf erscheint und dadurch Herdbefunde in dieser Ebene ein Malignität suggerierendes Erscheinungsbild bekommen können. Vor allem Bewegungsartefakte, die bei der Aquisition der 3D-Daten entstehen können, können durch Unschärfe bei benignen Herden ein malignes Erscheinungsbild vortäuschen [Lamb et al., 2000]. In dieser Arbeit wird zwischen 6 sehr erfahrenen Untersuchern und 3 in der Sonographie weniger erfahrenen Untersuchern unterschieden. Es zeigt sich, dass vor allem die Gruppe der wenig erfahrenen Untersucher von den zusätzlichen Informationen der 3D-Sonographie profitierte. Die Spezifität konnte in der Gruppe der wenig erfahrenen Untersucher im 3D- Modus gesteigert werden, während sie bei den erfahrenen Untersuchern gering nachließ. Eine mögliche Erklärung für diesen Befund kann das veränderte Erscheinungsbild der Tumoren im 3D-Volumen liegt. Erfahrene Ultraschaller suchen bei der Beurteilung nach ihnen bekannten Strukturen und bewerten in Anlehnung an gewohnte 2D-Kriterien. Dagegen beurteilen die wenig erfahrenen Untersucher dieser Studie in engerer Anlehnung an die Empfehlungen des Manuals, da beide Methoden für sie relativ neu sind. Daraus ist zu schließen, dass für die klinische Anwendung der 3D-Sonographie in der Dignitätseinschätzung von Brusttumoren spezielle Weiterbildungen mit genauen Definitionen der im 3D-Modus relevanten Kriterien durchgeführt werden sollten um das zusätzliche Potential dieser Methode sicher nutzen zu können.

58 57 Dieser Studienaufbau unterscheidet sich von anderen Studien [Skaane et al., 1998; Stavros et al., 1995; Zonderland et al., 1999; Zuna et al., 1998], bei denen eine live-untersuchung an der Patientin durchgeführt wurde Da in der vorliegenden Studie der Beitrag der einzelnen Kriterien zur Dignitätseinschätzung isoliert untersucht werden soll, findet die Beurteilung der Kriterien getrennt nach 2D- und 3D- Sonographie an anonymisierten digital gespeicherten Bildern, bzw. Volumen statt. Ein vergleichbares Studiendesign konstruierten Arger et al., die Videoaufnahmen der sonographischen Untersuchung an 70 Herdbefunden von 3 Untersuchern anonymisiert beurteilen ließen. Dabei wurde für jedes Kriterium getrennt Sensitivität, Spezifität und Accuracy berechnet. Es zeigte sich in dieser Arbeit, dass zwar die Sensitivität für einzelne Kriterien relativ gering ist, jedoch die Kombination von 8-10 Beurteilungskriterien eine gute Dignitätseinschätzung des Herdbefundes ermöglicht. Ein Vergleich der Werte von Sensitivität und Spezifität zwischen den vorgenannten Studien ist nur bedingt möglich, da zum Einen die Einschlußkriterien erheblich variieren, zum anderen sie Vorkenntnis der Mammographiebefunde nicht ohne Einfluß auf die Bewertung der sonographischen Aspekte bleibt. Ziel dieser Arbeit ist zum Einen die Evaluation der Aussagekraft der einzelnen Ultraschallkriterien. Die Kriterien Tumorform und Wandkontur werden getrennt beurteilt mit jeweils eigenen Ausprägungen. Dabei beschreibt die Tumorform äußere Form des Tumors, welche als rund, oval oder polymorph beschrieben werden kann, während die Wandkontur den Übergang von Tumor zum Gewebe kennzeichnet. Für die polymorphe Tumorform allein als malignes Kriterium ergibt sich eine Sensitivität von 70% im 2D- und 82,6% im 3D- Modus. Die Aussagekraft der Tumorform als isoliertes Kriterium ist insgesamt als gering einzuschätzen, jedoch steigert die Kombination mit weiteren Kriterien den Nutzen. Die Tumorform wird von einigen Autoren mit der Wandkontur zu einem Beurteilungskriterium zusammengefaßt. Es wird dabei für die Wandkontur unterschieden zwischen Lobulierung und Pseudokapsel als benigne Befunde und Unregelmäßigkeit und Spikulae als diagnostischer Hinweis auf maligne Tumoren. Zonderland et al. wertet die unregelmäßige Wandkontur als das stärkste Kriterium, das auf einen malignen Prozess hinweist. Vor allem der Nachweis von Spikulae geht laut Skaane et al. mit einem sehr hohen PPV von 91,8% einher. Jedoch ist dieses Kriterium bei weitem nicht in allen Karzinomen nachweisbar (Sensitivität 36,0%).

59 58 Arger et al. erreichen in einer Untersuchung an Videobändern von 70 Herdbefunden eine Spezifität für den Nachweis von Spikulae von 97 % bei einer Sensitivität von 59 %. Die Accuracy für dieses Kriterium liegt vergleichbar mit unserer Untersuchung bei 73 %. Die Wandkontur ist in unserer Untersuchung ebenfalls eines der stärksten Kriterien mit einer Sensitivität für die unregelmäßige Kontur und/oder Spikulae von 78,2% bzw. 86,0% im 3D- Ultraschall. Die Richtigkeit der Diagnosestellung erfolgt für dieses Kriterium allein bei 73,3% mit der 2D-Sonographie bzw. 74,4% mittels 3D-Sonographie. Die Sensitivität ist im 3D- Modus deutlich gegenüber dem 2D-Modus gesteigert. Betrachtet man jedoch die Spezifität mit der 3D-Sonographie, so sinkt diese im gleichen Maße wie die Sensitivität steigt. Die Richtigkeit der Diagnosestellung (Accuracy) ist bei beiden Methoden vergleichbar. Die Tumorachse erweist sich in der vorliegenden Studie als relativ spezifisches Kriterium zur Dignitätsbestimmung eines Herdbefundes. Im Rahmen der Ausbreitung eines Karzinoms werden die umgebenden Schichten durchbrochen, was in einem vertikalen Erscheinungsbild resultiert, während sich benigne Tumoren innerhalb der vorgegebenen Strukturen waagerecht ausbreiten. Jedoch ist die Sensitivität dieses Kriteriums eingeschränkt (53,9 % mit der 2Dbzw. 72,7 % mit der 3D-Sonographie), da vor allem kleine Karzinome noch nicht die Architektur des Brustdrüsengewebes durchbrechen und damit ein indifferentes oder sogar waagerechtes Wachstum zeigen können. Nur 4,1 % der benignen Herdbefunden in der 2D- Sonographie und 5,7 % im 3D-Modus zeigen eine vertikale Ausbreitung, während 95,9% bzw. 94,3% eine waagerechte oder indifferente Ausbreitung zeigen. Dies führt zu einer Spezifität für dieses Kriterium von 80,4 % im 2D- bzw. 76,5 % im 3D-Modus. Die Accuracy dieses Kriteriums war sowohl in der 2D- wie auch der 3D-Sonographie weitgehend entsprechend. Fornage et al. empfehlen basierend auf einer Studie an 100 Fibroadenomen zur Definition der waagerechten Achse einen Quotienten von 1,4:1 (Länge zu anterior-posteriorem Durchmesser). Von 100 Fibroadenomen wiesen 96 mindestens dieses Verhältnis auf. Basierend auf diesem Quotienten identifizierten Rhabar et al. in einer Untersuchung an 162 Herdbefunden der Brust 89% der waagerecht wachsenden Tumoren als benigne Zonderland et al. beschreiben die vertikale Achse sofern sie nachweisbar ist zwar als diagnostisch hinweisend auf Malignität, werten dieses Kriterium jedoch nicht als prognostischen Faktor, da in ihrer Untersuchung die Mehrzahl der Karzinome ein indifferentes Wachstum zeigten. Schwierigkeiten können bei der Definition der Achse von

60 59 Tumoren mit sehr deutlich ausgeprägtem dorsalem Schallschatten auftreten. Hier ist die Definition des dorsalen Tumorrandes oft nicht exakt möglich. Stavros et al. fanden in einer Untersuchung an 750 Herdbefunden eine hohe Spezifität von 98,1 % für die vertikale Tumorausbreitung, bei allerdings geringer Sensitivität von 41,6 %. Diese Daten entsprechen in der Relation in etwa unserer Untersuchung. Stavros vermutet außerdem, dass die waagerechte Achse gutartiger Tumoren im 2D-Ultraschall durch Kompression mit dem Schallkopf bedingt sein kann. Dies reflektiere die Verformbarkeit benigner Läsionen bei normalem Schallkopfdruck. Dieses Phänomen der Kompression benigner Herdbefunde spielt in der sonographischen Beurteilung von Tumoren der Brust eine große Rolle. Durch die Auswertung digital gespeicherter Bildern bzw. Volumendaten war dieses Phänomen für die Untersucher nicht nutzbar, was sich sicherlich in der insgesamt reduzierten Sensitivität und Spezifität im Vergleich zu der genannten Arbeit von Stavros et al. resultiert und zur Unterschätzung der Methode beitragen könnte. Die Echogenität des Tumorzentrums ist für das Auffinden des Herdbefundes von Bedeutung. Der differentialdiagnostische Nutzen ist jedoch als eingeschränkt zu beurteilen [Skaane et al., 1998]. Einzig die einfache Zyste ist aufgrund des echoleere Erscheinungsbildes gut zu klassifizieren. Sowohl gutartige Tumoren wie Fibroadenome (94%) wie auch die Mehrzahl der Karzinome (92%) stellen sich in dieser Arbeit sonographisch echoarm dar. Zur Verbesserung der Differenzierung wird empfohlen, zwischen isoechogen/ leicht echoarmen Herdbefunden und deutlich echoarmen Herden zu unterscheiden. Wenn nur deutlich echoarm als malignes Kennzeichen gewertet wird, kann die Sensitivität und Spezifität des Kriteriums verbessert werden. [Skaane et al., 1998; Stavros et al., 1995; Zonderland et al., 2000]. In unserer Arbeit fand sich für das Kriterium eine Sensitivität von 73,2 % mit der 2D- Sonographie und 75,5 % im 3D-Modus, bei einer Spezifität von nur 46,3 % bzw. 42,4 %. Diese Zahlen entsprechen den Vergleichsdaten der Literatur. Arger et al. definieren als malignes Kriterium nur die Ausprägung deutlich echoarm. Mit dieser Klassifikation erreichen sie eine Spezifität von 86 % und eine Sensitivität von 72 %. Insgesamt stellt die Echogenität in der vorliegenden Studie kein entscheidendes Kriterium zur Festlegung der Dignität dar. Das meist echoarme Tumorzentrum ist aber im Untersuchungsablauf beim Auffinden des Tumors im Gewebe hilfreich. Die sonographische Binnenstruktur eines Tumors wird durch die Gewebezusammensetzung des Herdes bestimmt. Eine inhomogene Binnenstruktur kann als Zeichen der Malignität bei

61 60 Karzinomen gewertet werden und erklärt sich durch verschiedene Lagen von vitalem und nekrotischem Gewebe [Zonderland et al., 2000]. Da aber auch benigne Tumoren aus unterschiedlichen Geweben aufgebaut sein können, wie hyalinisierte Fibroadenome oder Mastopathieknoten mit zystischen Arealen, ist der prognostische Wert dieses Kriteriums gering [Skaane et al., 1998; Stavros et al., 1995]. Diese Einschätzung in der Literatur deckt sich mit den vorliegenden Ergebnissen. In der 2D-Sonographie erscheinen 81% der Karzinome inhomogen, in der 3D-Sonographie 82%. Jedoch trifft dies auch für 55%, bzw. 51,4% der benignen Herdbefunde zu. Die Spezifität diese Kriteriums ist also mit 45 % mittels 2D- und 48,6 % mittels 3D-Sonographie niedrig und der diagnostische Nutzen gering. Chao et al. untersuchten den Nachweis hyperechogener Spots und fanden einen signifikanten Einfluß auf die Beurteilung. Dies steht im Gegensatz zu unserer Untersuchung, in der das Kriterium die Richtigkeit der Diagnosestellung nicht verbessert. Die Darstellung von Mikrokalk mit der Sonographie allein ist jedoch auch nicht Aufgabe der sonographischen Beurteilung von Herdbefunden. Der Nachweis gelingt in der Mammographie deutlich sensitiver. Hier ist der Nachweis von Mikrokalk ein wichtiges Beurteilungskriterium. Die Sonographie stützt sich auf andere Kriterien, sodass der nicht sicher darzustellende Mikrokalk nicht zur Dignitätsbeurteilung herangezogen werden sollte [Gufler et al., 2000; Zonderland et al., 2000]. Die unscharfe Wandbegrenzung stellt bei Zonderland et al. neben der Wandkontur den wichtigsten prädiktiven Faktor bei der Dignitätseinschätzung dar. Andere Autoren unterscheiden nicht zwischen Wandbegrenzung und Wandkontur und fassen die unscharfe Wandbegrenzung mit der unregelmäßigen Wandkontur zusammen. Beide genannten Kriterien erreichen aber eine hohe diagnostische Wertigkeit als Hinweis auf maligne Herdbefunde [Rahbar et al., 1999; Skaane et al., 1998; Stavros et al., 1995]. In der vorliegenden Untersuchung zeigt sich die unscharfe Wandbegrenzung alleine genommen als mäßig sensitives Kriterium für Malignität (2D: 67,1%; 3D: 64,4%), das jedoch in Zusammenhang mit Wandkontur und Tumorform zur Klassifikation eines Herdbefundes beitragen kann. In der Rekonstruktion der Koronarebene erscheinen vor allem waagerecht wachsende Tumoren durch aneinander gereihte tangentiale Schnittebenen häufig unscharf. Dies schlägt sich in einem Anteil von 34,4% der benignen Herdbefunde nieder, die in der Koronarebene unscharf erscheinen. Im 2D-Modus erscheinen nur 28,2% der benignen Tumoren unscharf, in

62 61 den konventionellen Ebenen der 3D-Sonographie sind es nur 24,5%. Dieses Phänomen sollte bei der Beurteilung der Koronarebene berücksichtigt werden. Der Nachweis einer Pseudokapsel gilt als spezifisches Kriterium für benigne Herdbefunde [Skaane et al., 1998; Stavros et al., 1995]. Durch das verdrängende Wachstum benigner Tumoren entsteht durch die Kompression des umgebenden Gewebes der Eindruck einer glatten, echoreichen Pseudokapsel. Dieses Zeichen ist am vorderen und hinteren Pol eines Herdes am besten auszumachen, da hier die Schallwellen senkrecht zum Außenrand des Tumors einfallen. Der Nachweis einer Pseudokapsel gelingt in der Live-Untersuchung deutlich eindrücklicher, da der Herdbefund unter wechselnder Kompression und in verschiedenen Schalleinfallswinkeln beurteilt werden kann. In der vorliegenden Studie stehen den Untersuchern im 2D-Modus nur digitale Bilder in 2 Ebenen zur Verfügung, was die Beurteilung des Kriteriums erschwert. Insgesamt zeigen im 2D-Ultraschall 34 % der benignen Herdbefunde eine Pseudokapsel. Mittels 3D-Volumen läßt sich der Tumor dagegen in jeder beliebigen Ebene beurteilen. Hier zeigt sich in 39,3% eine Pseudokapsel als Hinweis auf einen benignen Tumor. Für maligne Tumoren ist eine Pseudokapsel in nur 6,7%, bzw. 7,3% nachweisbar. Diese Daten decken sich mit denen von Rahbar et al, die in der Live-Untersuchung bei 34,6% der benignen Herdbefunde eine Pseudokapsel nachweisen konnten, während nur 2,5% der Karzinome dieses Phänomen zeigten. Während die Pseudokapsel als Ausprägung des Kriteriums Randsaums auf benigne Histologie hinweist, erweist sich ein hyperechogener Randsaum oder Halo als malignes Kriterium mit hohem prädiktivem Wert [Skaane et al., 1998]. In dieser Arbeit findet sich ein hyperechogener Randsaum in 19,3 % der malignen Tumoren im 2D-Modus und in 22,2 % im 3D-Modus. Dagegen zeigt sich dieses Phänomen nur in 2% der benignen Herdbefunde mittels 2D- bzw. 4,9% der benignen Tumoren mittels 3D-Sonographie. Dies entspricht einer Spezifität von 97,9% für die 2D- und 95,1% für die 3D-Sonographie. Jedoch weist die Mehrzahl der Karzinome keinen Randsaum auf, so dass die Sensitivität des Kriteriums sehr gering ist. Bei der Beurteilung des dorsalen Schallphänomens wird in der vorliegenden Studie nur die dorsale Schallabschwächung als malignes Kriterium gewertet, während indifferente Schalltransmission und Schallverstärkung benigne Kriterien darstellen. Dabei erreicht dieses Kriterium eine Spezifität von 90,4% im 2D-Modus und 95,6% mittels 3D-Sonographie. Da

63 62 jedoch viele, vor allem kleine Karzinome, eine indifferente Schalltransmission zeigen ist die Sensitiviät des Kriteriums gering. Diese Daten entsprechen ebenfalls den Angaben anderer Autoren. Stavros et al. empfehlen, unveränderte und verstärkte Schalltransmission nicht als benigne, sondern indifferentes Zeichen zu werten, da keines der Kriterien auf benigne Befunde direkt hinweist. Rahbar et al. halten die dorsale Schalltransmission für ein unzuverlässiges Kriterium, das keine Anwendung finden sollte. Zonderland et al. unterscheidet zwischen dorsaler Schallverstärkung als benignes Kriterium und faßt Schallabschwächung und indifferente Transmission als maligne Hinweiszeichen zusammen. Dabei findet er einen hohen prädiktiven Wert für dieses maligne Kriterium. Auch in dieser Studie läßt sich bei vorhandenem Schallschatten eine enge Korrelation mit histologisch malignen Herden finden, so dass eine differentialdiagnostische Berücksichtigung durchaus gerechtfertigt ist. Der dorsale Schallschatten kann daneben das Auffinden des Herdbefundes im Gewebe erleichtern, indem er die Aufmerksamkeit des Untersuchers auf den Herdbefund lenkt [Zuna et al., 1998]. Bei dem Vergleich dieses Kriteriums in der 2D- und 3D-Sonographie fällt auf, dass durch die Wahl des Volumenausschnitts das dorsale Schallverhalten am 3D-Volumen häufig nicht beurteilbar ist. Bei insgesamt vergleichbarer Dignitätseinschätzung mittels 2D- und 3D- Sonographie in dieser Studie scheint die dorsale Schalltransmission nur richtungsweisend für die Beurteilung der Dignität zu sein wenn ein Schallschatten nachweisbar ist. In der Koronarebene ist überdies der dorsale Tumorrand vom dorsalen Schallschatten oft nicht abgrenzbar, was die Beurteilung in dieser Ebene erschwert und verdeutlicht, dass in der Dignitätseinschätzung mit der 3D-Sonographie das Kriterium eine untergeordnete Rolle spielt. Laterale Schallschatten als Zeichen der Refraktion an den seitlichen glatten Wandbegrenzungen von Zysten und Fibroadenomen ist als benignes Kriterium beschrieben [Rahbar et al., 1999]. In der vorliegenden Studie erweist sich diese Kriterium als wenig spezifisch, da auch 23 % der Karzinome in der 2D-Sonographie laterale Schallschatten aufweisen. In der 3D-Sonographie ist dieses Kriterium in einem Drittel der Herdbefunde nicht beurteilbar, was wiederum auf den begrenzten Volumenausschnitt zurückzuführen ist.

64 63 Die Umgebungsreaktion des Tumors ist in unserer Untersuchung eines der wichtigsten Kriterien mit hohem positivem Vorhersagewert für den Strukturdefekt von 84,2 % im 2D- Ultraschall, bzw. 83,5 % mit der 3D-Sonographie. Auch die Spezifität von 83,5 %, bzw. 83,7 %, und die Accuracy von 75,9 % und 76,6 % spiegeln die Aussagekraft des Kriteriums wieder. Skaane et al. zählen den hyperechogenen Randsaum des Tumors zur Umgebungsreaktion, während in dieser Arbeit mit der Umgebungsreaktion die Wechselwirkung des Tumors mit den umgebenden Strukturen, wie Bindegewebszüge beschrieben wird. Der Randsaum umfaßt nur das unmittelbare Umfeld des Tumor. Infiltrierende Karzinome führen durch Infiltration der Cooper-Ligamente zu Einziehungen und Strukturdefekten. Rotten et al. untersuchten die 3D-Sonographie systematisch und fanden eine hohe diagnostische Richtigkeit (Accuracy) des Retraktionsphänomens in der Koronarebene, mit einer Sensitivität von 91,4%, einer Spezifität von 93,8% und positivem, bzw. negativem Vorhersagewert von 86,3, bzw. 96%. Rottens exzellente Ergebnisse könnten dadurch beeinflußt sein, dass den Untersuchern klinische Befunde, sowie auch das Erscheinungsbild des Tumors im 2D-Modus und die Mammographie bekannt waren. Diese Informationen schlossen wir in unserem Studiendesign aus indem wir die Daten anonymisierten. Außerdem sind in der Analyse von Rotten et al. nur Herdbefunde eingeschlossen, die im 2D-Modus mindestens ein suspektes Kriterium erfüllten. In unserer Analyse war das Retraktionsphänomen ebenfalls eines der stärksten Kriterien zur Dignitätsbeurteilung, jedoch war die Sensitivität geringer, bei 48,2%. Mit einer Spezifität von 95,6% und positivem Vorhersagewert von 93,1% ist der Nachweis des Retraktionsphänomens jedoch ein aussagekräftiges Kriterium zur Dignitätsbeurteilung. Vor allem die hohe Spezifität im Vergleich zu üblichen 2D-Kriterien kann bei Nachweis einer Retraktion die Beurteilung von unklaren Herdbefunden erleichtern. Kotsianos et al. fanden in einer Studie an 60 Patientinnen mit klinisch oder mammographisch suspekten Herdbefunden eine Steigerung der Sensitivität und Spezifität bei Kombination von 2D- und 3D-Sonographie. Bei Nutzung beider Untersuchungsmethoden wird eine Sensitivität von 97 % und eine Spezifität von 81 % erreicht. In der vorliegenden Studie können für beide sonographische Verfahren getrennt ähnliche Spezifitätswerte erreicht werden. Für die 2D-Sonographie liegt die Spezifität bei 85 % und für

65 64 die 3D-Sonographie bei 82,2 %. Die hohen Sensitivitätswerte von Kotsianos et al. werden in unserer Arbeit nicht bestätigt. Cho et al. verglichen sowohl Bildqualität als auch die Dignitätseinschätzung von 2D- und 3D- Sonographie in einer Studie an 507 Herdbefunden. Dabei war den zwei unabhängigen Untersuchern die Zuordnung der 2D- und 3D-Bilder bekannt, jedoch nicht klinische oder mammographische Befunde. Die Bildqualität wurde von beiden Untersuchern für die 3D- Sonographie deutlich überlegener gewertet. Sensitivität und Spezifität waren mit beiden Methoden vergleichbar und lagen bei 98 % Sensitivität und 81,5 % Spezifität höher als in unserer Studie. Der positive Vorhersagewert lag allerdings für beide Methoden nur bei 49 %. Dagegen konnte in der vorliegenden Studie ein positiver Vorhersagewert für die 2D- Sonographie von 86 % und für die 3D-Sonographie von 84,3 % ermittelt werden. Cho et al. kommen zu dem Schluß, dass zwar die Bildqualität im 3D-Modus deutlich der 2D- Sonographie überlegen ist, jedoch kein weiterer diagnostischer Nutzen durch die Verwendung der 3D-Sonographie entsteht. In der vorliegenden Studie dagegen konnte nachgewiesen werden, dass die Beurteilung des Retraktionsphänomens in der Koronarebene eine wichtige Aussage bezüglich der Dignität ermöglicht. Insgesamt muss betont werden, dass die Klassifizierung eines sonographischen Befundes nicht nur auf der Addition der einzelnen Ultraschallkriterien, sondern eben auch auf der Einschätzung des gesamten klinischen Erscheinungsbildes beruht. Dabei spielen auch die Erfahrung des Untersuchers, sowie klinische Zusatzkriterien wie Alter der Patientin, Tastbefund und anamnestische Angaben eine bedeutende Rolle und steigern wie der Vergleich mit der Literatur zeigt die Richtigkeit der gestellten Diagnose. Die Evaluation der einzelnen sonographischen Kriterien ist aber ein wichtiger Schritt um eine einheitliche Definition der Beurteilungskriterien zu erreichen, entsprechend der BI-RADS- Kriterien für die Bewertung der Mammographie [Arger et al., 2001; Baker et al., 1999]. Aus diesem Grund gestalteten wir unsere Studie so, dass den Untersuchern keine klinischen Angaben der Patientinnen bekannt waren, um das Hauptaugenmerk auf die Ausprägung der einzelnen Kriterien und deren Beitrag zur Dignitätseinschätzung zu richten. Daher sind die von uns ermittelten Parameter der Sensitivität und Spezifität, dem positiven, sowie negativen Vorhersagewert und der Richtigkeit nicht gleichzusetzen mit den entsprechenden Werten in der klinischen Anwendung der Sonographie in der Abklärung suspekter Befunde. Hier ist die Aussagekraft der Sonographie sicherlich deutlich höher einzuschätzen und hat ihren festen Stellenwert in der Abklärung von mammographisch oder palpatorisch suspekten Herdbefunden.

66 65 Die diagnostische Richtigkeit von 2D- und 3D-Sonographie ist insgesamt fast identisch, jedoch unterscheiden sich die Kriterien, die jeweils zur Dignitätseinschätzung führen. Das Retraktionsphänomen in der Koronarebene stellt ein unabhängiges zusätzliches Kriterium dar, um zwischen benignen und malignen Herdbefunden zu differenzieren. Die 3D-Sonographie stellt in der Mammadiagnostik eine interessante Option zur Verbesserung der Beurteilung von Herdbefunden der Brust dar. Wandkontur und -begrenzung lassen sich in beliebigen Ebenen detailliert beurteilen [Rotten et al., 1991 und 1999]. Der 3D- Modus sollte dabei vor allem als Zusatzoption angesehen werden, welche die Untersuchung mittels konventioneller Sonographie unterstützt und komplettiert. Darüber hinaus stellen die 3D-Volumen eine Möglichkeit dar, Herdbefunde komplett zu dokumentieren und somit eine Zweitbeurteilung, die auch ohne Patientin erfolgen kann, zu ermöglichen. Eine exakte Volumenberechnung von Tumoren kann bei der Dokumentation von Therapieerfolgen, z.b. einer neoadjuvanten Chemotherapie, von Nutzen sein. Bei der invasiven Diagnostik erlaubt das 3D-Targeting eine genaue Dokumentation der korrekt plazierten Biopsienadel und damit ggf. eine Reduktion der Biopsierate pro Herd ohne die diagnostische Sicherheit zu beeinträchtigen [Cimpoca et al., 2002; Leucht et al., 1988; Weismann et al., 2000]. Zusammenfassend läßt sich festhalten, dass die Sonographie der Brust mit Hilfe etablierter Beurteilungskriterien sehr gute Dignitätsaussagen zuläßt. Dabei ist die Wertigkeit der einzelnen Parameter nicht identisch. Als wichtige Kriterien für die Dignitätsbeurteilung stellten sich die Beschaffenheit der Wandkontur, die Tumorachse, die Schärfe der Wandbegrenzung, die Beurteilung des Randsaums und die Umgebungsreaktion heraus. Untergeordnete Kriterien waren die Tumorform und die Binnenstruktur. Die Echogenität und das dorsale Schallverhalten erscheinen weniger für die Dignitätseinschätzung als für das Auffinden des Herdbefundes im Drüsengewebe der Brust von Bedeutung zu sein. Der Nachweis von lateralen Schallschatten oder echoreichen Spots gelingt nur in einer Minderzahl der Herdbefunde, kann bei diesen aber zur Klassifikation herangezogen werden. Das Retraktionsphänomen in der Koronarebene stellt bei Nachweis ein sehr spezifisches Kriterium dar. Die Ergebnisse rechtfertigen die Erwartung, dass durch die Kombination von 2D- und 3D-Ultraschall und systematische Beurteilung der relevanten Kriterien die Aussagekraft der Mammasonographie weiter verbessert werden kann.

67 66 6. Zusammenfassung Ziel dieser Arbeit ist die Evaluation der Aussagekraft der 3D-Sonographie in der Dignitätsbeurteilung von Herdbefunden der Mamma im Vergleich zur konventionellen 2D- Sonographie. Darüber hinaus wird die Aussagekraft einzelner anerkannter Ultraschallkriterien in der 2D- und 3D-Sonographie überprüft. Die digital gespeicherten 2D-Bilder und 3D-Volumenscans von 96 soliden Herdbefunde wurden von 9 unabhängigen Untersuchern befundet. Geprüft wurde hierbei die Richtigkeit der Dignitätszuordnung. Darüber hinaus wurden 10 2D-Ultraschallkriterien, sowie 2 Kriterien des 3D-Ultraschalls hinsichtlich der diagnostischen Aussagekraft beurteilt. Es zeigte sich, dass die diagnostische Richtigkeit (Accuracy) von 2D- und 3D-Sonographie nahezu identisch ist (79,2 % vs. 79,6%). Bei der Beurteilung der einzelnen Ultraschallkriterien erwies sich die Umgebungsreaktion des Tumors als wichtiger Vorhersageparameter mit hohem positivem Vorhersagewert für den Strukturdefekt. Weitere wichtige Kriterien sind die Wandkontur mit einer Sensitivität von 86 % im 3D-Modus, sowie die Achse des Herdbefundes mit einer Spezifität von 80,4% (2D), bzw. 76,5 % (3D). Das dorsale Schallverhalten, ein aussagekräftiger Parameter in der 2D-Sonographie, war im 3D- Volumen häufig aufgrund des Bildausschnitts nicht ausreichend beurteilbar. In der Koronarebene im 3D-Modus war dagegen das Retraktionsphänomen ein sehr spezifisches Kriterium mit einem positiven Vorhersagewert von 93,1 %. Zusammenfassend läßt sich festhalten, dass die Sonographie der Brust mit Hilfe etablierter Beurteilungskriterien sehr gute Dignitätsaussagen zuläßt. Dabei ist die Wertigkeit der einzelnen Parameter nicht identisch. Als wichtige Kriterien für die Dignitätsbeurteilung stellten sich die Beschaffenheit der Wandkontur, die Tumorachse, die Schärfe der Wandbegrenzung, die Beurteilung des Randsaums und die Umgebungsreaktion heraus. Untergeordnete Kriterien waren die Tumorform und die Binnenstruktur. Die Echogenität und das dorsale Schallverhalten sind weniger für die Dignitätseinschätzung als für das Auffinden des Herdbefundes im Drüsengewebe der Brust von Bedeutung. Der Nachweis von lateralen Schallschatten oder echoreichen Spots gelingt nur in einer Minderzahl der Herdbefunde, kann bei diesen aber zur Klassifikation herangezogen werden. Das Retraktionsphänomen in der Koronarebene stellt bei Nachweis ein sehr spezifisches Kriterium dar. Die Ergebnisse rechtfertigen die Erwartung, dass durch die Kombination von 2D- und 3D-Ultraschall und systematische Beurteilung der relevanten Kriterien die Aussagekraft der Mammasonographie weiter verbessert werden kann.

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77 76 8 Anhang 8.1 Beurteilungsbögen Herdbefunde der Mamma im 2D-Ultraschall Bogen zur Datenerhebung - Kennzahl: - Form: oval rund polymorph - Achse: waagerecht senkrecht indifferent - Echogenität: echoleer echoarm isoechogen/ echoreich - Binnenstruktur: inhomogen homogen - echoreiche Spots: ja nein - Wandkontur: glatt unregelmäßig lobuliert Spikulae - Wandbegrenzung: scharf unscharf - Randsaum: Pseudokps. hyperechogenund diffus nicht vorhanden - Dorsales Schallphänomen: Schallabschwächung Schallverstärkung indifferent - Lateraler Randschatten: ja nein - Umgebungsreaktion: Strukturdefekt Verdrängung unklar Dignität: Vermutete Diagnose: Mamma-Ca Fibroadenom Zyste Narbe Mastopathieknoten Duktektasie Sonstige

78 77 Herdbefunde der Mamma im 3D-Ultraschall Bogen zur Datenerhebung - Kennzahl: - Form: oval rund polymorph - Achse: waagerecht senkrecht indifferent - Echogenität: echoleer echoarm isoechogen/ echoreich - Binnenstruktur: inhomogen homogen - echoreiche Spots: ja nein - Wandkontur: glatt unregelmäßig lobuliert Spikulae - Wandbegrenzung: scharf unscharf - Randsaum: Pseudokps. hyperechogenund diffus nicht vorhanden - Dorsales Schallphänomen: Schallabschwächung Schallverstärkung indifferent - Lateraler Randschatten: ja nein - Umgebungsreaktion: Strukturdefekt Verdrängung unklar - Verhalten in der Koronarebene: - Retraktion: keine Retraktion Retraktion unklar - Wandbegrenzung: scharf unscharf Dignität: Vermutete Diagnose: Mamma-Ca Fibroadenom Zyste Narbe Mastopathieknoten Duktektasie Sonstige

79 Manual der Beurteilungskriterien

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83 82

84 83

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