Evaluation eines Matrix-Systems zur Klassifikation von Mikroverkalkungen in Mammographien- Eine "Multi-Reader"- Studie

Abstract

Mikroverkalkungen spielen bei der Früherkennung von Brustkrebs eine sehr wichtige Rolle. Die Einteilung von Mikrokalk und ihre Zuordnung zu den BI-RADS Kategorien bereiten jedoch Schwierigkeiten, da nur wenige Daten dazu vorliegen und selbst im Lexikon des ACR keine Empfehlungen dazu gemacht werden. Diese Arbeit beschäftigt sich mit einer neuen matrix- ähnlichen Einteilung von Mikroverkalkungen. Diese gibt je nach Form und Verteilung der Verkalkungen eine Empfehlung für die Zuordnung zu einer BI-RADS- Kategorie. Die Zielsetzung dieser Arbeit ist die Überprüfung der Matrix auf ihren Nutzen und der Validität ihrer Zuordnungen hin.

Die digitalen Mammographiebilder von 203 Patientinnen mit Mikroverkalkungen wurden von 4 Radiologen zweimal im Abstand von mindestens vier Wochen befundet und eine BI-RADS Kategorie vergeben. Die Befundung wurde zum einen mit Hilfe der Einteilung durch die Matrix und eine Modifikation der Matrix und zum anderen durch die subjektive Einschätzung vorgenommen. Bei Einteilung mit der Matrix muss der Mikrokalk nach Morphologie in typisch benigne, intermediär oder typisch maligne und nach Verteilung in diffus, rund, oval, regional, segmental oder linear eingeordnet werden. Die Beschreibung der Verkalkungen und die subjektive Kategorievergabe richteten sich an die im BI-RADS Lexikon beschriebenen Vorgaben. Die modifizierte Matrix ordnet bei intermediären Verkalkungen andere BI-RADS Kategorien als die Ausgangsmatrix zu. Bei allen Patienten war das suspekte Mikrokalkareal im Vorfeld durch Biopsie und histologische Aufarbeitung diagnostisch untersucht worden. Eine Übereinstimmung mit der histologischen Diagnose galt bei benigner Histologie und BI-RADS Kategorie 2 und 3 beziehungsweise maligner Histologie und BI-RADS Kategorie 4 und 5. Die erhobenen Daten wurden statistisch ausgewertet.

Die häufigsten histologischen Diagnosen sind das Duktale Carcinoma in situ und das intraduktale Karzinom mit zusammen 124 Fällen. Die häufigsten benignen Diagnosen sind die Mastopathie und die Adenosen mit insgesamt 100 Fällen. Sowohl die subjektive Kategorievergabe wie auch die Einteilung mit der Matrix zeigen hohe Inter- und Intrareadervariabilitäten. Die Ergebnisse der Sensitivität und Spezifität zeigen für die Matrix, die modifizierte Matrix und die subjektive Einteilung deutliche Unterschiede. Für die Matrix sind es 81% und 54%, für die modifizierte Matrix 97% und 24%, und für die subjektive Einteilung 86% und 52 %. Die meisten Übereinstimmungen insgesamt, also sowohl die richtig positiven wie auch die richtig negativen Fälle werden mit der Einteilung nach subjektiver Einschätzung erreicht. Die Matrix selbst zeigt entsprechend ihren Vorgaben eine Zunahme der Malignitätswahrscheinlichkeit von diffuser zu linearer und von typisch benignem zu typisch malignem Mikrokalk. Die BI-RADS Kategorien zwei und drei zeigen sowohl mit der Matrix wie auch mit der subjektiven Einschätzung jedoch eine signifikant hohe Anzahl an malignen Fällen.

Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass beim Befunden von Mikroverkalkungen in Mammographien, die Hauptschwierigkeit im Beschreiben und Erkennen der komplexen Mikroverkalkungen liegt. Darin sind die niedrigen Übereinstimmungen auch bei Einteilung mit der Matrix zwischen den Untersuchern untereinander und zwischen den beiden Readings begründet. Die Zuordnungen der BI-RADS Kategorien in der Matrix sollten überdacht und reevaluiert werden. Die Matrix zeigt zwar eine hohe Spezifität und die modifizierte Matrix eine hohe Sensitivität, jedoch unterliegen beide in ihrer jeweiligen Gesamtheit der subjektiven Einteilung.

Background Although much progress has been made in early detection, diagnosis and therapy of breast cancer in the past few years, it is still one of the leading causes of cancer death among women. Mammography is the mainstay of early diagnosis of breast cancer. Microcalcifications in mammograms play a very important role in the detecting of breast cancer, especially early stage; however they are not breast cancer specific. Studies report, that mammography show microcalcification in up to nearly 50% of cases of breast cancer. The BI-RADS Lexicon defines parameters to classify the mammographic features into standardized diagnostic categories. Yet, the classification of microcalcification raises difficulties, particularly because there are no recommendations in the Lexicon on how to link the descriptive findings to the BI-RADS assessment categories. Purpose The purpose of our study is to evaluate a new kind of classification scheme of microcalcification. This newly developed matrix-like scheme combines the morphology and distribution parameters of microcalcification and gives for each combination an assignment for the BI-RADS assessment categories. Material and Methods The digital mammography images of 203 patients with microcalcification were twice interpreted by 4 Readers at intervals of at least four weeks. They classified the images on the one hand according the classification scheme and on the other hand according to the BI-RADS categories. The classification process with the ‘matrix’ scheme divides the morphology into three groups: typically benign, intermediate and typically malignant calcifications. The distribution is divided into five groups: diffuse, round or oval, regional, segmental and linear. All patients underwent vacuum core biopsy or open surgery. The histological findings were compared to the two radiological classifications. BI-RADS categories 2 and 3 were considered as representing benign cases, whereas BI-RADS categories 4 and 5 were counted as malignant cases. The significance of the correlation between the Bi-RADS classification and the classification with the matrix scheme and the diagnostic indices (sensitivity, specificity, positive predictive value) were calculated using standard statistical methods. Results The most frequent histological results were observed in 124 malignant cases in form of DCIS and invasive ductal cancer. The most frequent benign diagnoses were fibrocystic changes and adenosis. The classification according to BI-RADS, as well as the classification according to the matrix scheme, showed high inter- and intraobserver variability. The sensitivity and specificity showed significant differences. For the classification with the matrix-scheme the results are 81% and 54%. The results of the classification according to BI-RADS are 86 % and 52 %. In the case of BI-RADS categories 2/3/4/5, malignant diagnoses were found in 13 %/24 %/ 53 %/86 % cases with the classification according BI-RADS. The classification with the matrix scheme found 8 %/32 %/48 %/84 % were malignant cases. The matrix scheme shows an increase of malignant cases from diffuse to linear distribution and from typically benign to typically malignant morphology. Discussion The results of our study show that the complexity of microcalcification and the difficulties in detecting and describing them still remain the main problem when interpreting mammograms. The classification with the matrix scheme does not significantly reduce the observer variability neither does it improve the results of sensitivity and specificity. It is still a difficult question of how to link the descriptive findings to the assessment categories. Further evaluation regarding this task and the assignment of the matrix scheme will be necessary.