Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Modeling Breast Ultrasound; on the Applicability of Commonly Made Approximations

100%

Taskin U. , Ozmen N. , Gemmeke H. , van Dongen K. W. A.

|

tom Vol. 43, No. 3

425--435

EN

To design breast ultrasound scanning systems or to test new imaging methods, various computer models are used to simulate the acoustic wave field propagation through a breast. The computer models vary in complexity depending on the applied approximations. The objective of this paper is to investigate how the applied approximations affect the resulting wave field. In particular, we investigate the importance of taking three-dimensional (3-D) spatial variations in the compressibility, volume density of mass, and attenuation into account. In addition, we compare four 3-D solution methods: a full-wave method, a Born approximation method, a parabolic approximation method, and a ray-based method. Results show that, for frequencies below 1 MHz, the amplitude of the fields scattering off the compressibility or density contrasts are at least 24 dB higher than the amplitude of the fields scattering off the attenuation contrasts. The results also show that considering only speed of sound as a contrast is a valid approximation. In addition, it is shown that the pressure field modeled with the full-wave method is more accurate than the fields modeled using the other three methods. Finally, the accuracy of the full-wave method is location independent whereas the accuracy of the other methods strongly depends on the point of observation.

2

Badanie ultrasonograficzne piersi – oczekiwania chirurga

75%

Bednarski P. , Dobruch-Sobczak K. , Chrapowicki E. , Jakubowski W.

|

nr 61

164-171

EN

Recent years have witnessed a dynamic development of mammary gland imaging techniques, particularly ultrasonography and magnetic resonance imaging. A challenge related to these studies is the increase in the precision of the anatomical assessment of breast, particularly for early detection of subclinical lesions, performance of ultrasound- guided biopsy procedures, and accurate preoperative location of pathological lesions so as to optimize the surgical treatment. Ultrasound imaging is a primary and baseline diagnostic procedure the patient with suspected pathological lesions within breast is referred to by the surgeon. Lesions visualized in ultrasound scans are classified according to the BI-RADS US assessment categories. The successive categories (2 through 6) encompass individual pathological lesions, estimating the risk of malignancy and provide guidelines for further diagnostic and therapeutic management. This article described the important aspects of ultrasonographic imaging of focal lesions within the breasts as significant from the standpoint of surgical treatment of patients falling within BI-RADS US categories 3, 4, 5, and 6. Attention is drawn to the importance of ultrasound scans in the assessment of axillary fossa lymph nodes before the decision regarding the surgical treatment.

PL

W ostatnich latach obserwujemy dynamiczny rozwój metod obrazowania gruczołów piersiowych, zwłaszcza ultrasonografii i badania techniką rezonansu magnetycznego. Wyzwaniem dla tych badań pozostaje jeszcze bardziej precyzyjna ocena anatomii piersi, zwłaszcza pod kątem wczesnego wykrywania zmian subklinicznych, monitorowanie zabiegów biopsyjnych pod kontrolą obrazu ultrasonograficznego, dokładna lokalizacja przedoperacyjna nieprawidłowych zmian w celu optymalizacji leczenia chirurgicznego. Badanie ultrasonograficzne jest podstawowym i wyjściowym badaniem diagnostycznym, na które chirurg kieruje pacjentkę z podejrzeniem zmian patologicznych w piersiach. Uwidocznione w tym badaniu zmiany są na podstawie cech morfologicznych przydzielane do konkretnej kategorii wg klasyfikacji BIRADS-usg. Kolejne stopnie tej klasyfikacji (od 2 do 6) obejmują poszczególne nieprawidłowe zmiany (patologie piersi), szacują ryzyko ich złośliwości i zawierają wskazówki dotyczące dalszego postępowania diagnostyczno-terapeutycznego. W artykule omówiono ważne elementy obrazowania ultrasonograficznego zmian ogniskowych w piersiach, istotne z punktu widzenia leczenia chirurgicznego w poszczególnych kategoriach BIRADS-usg 3, 4, 5 i 6. Zwrócono uwagę na znaczenie badania ultrasonograficznego w ocenie węzłów dołów pachowych przed decyzją dotyczącą leczenia chirurgicznego.

3

Różnicowanie charakteru litych zmian ogniskowych w piersiach w sonoelastografii kompresyjnej. Część II: Ocena wartości diagnostycznej klasyfikacji BIRADS-usg, skali Tsukuba oraz wskaźnika FLR

63%

Dobruch-Sobczak K.

|

nr 52

31-49

EN

Sonoelastography is a dynamically developing method of ultrasound examination used to differentiate the character of focal lesions in the breasts. The aim of the Part II of the study is to determine the usefulness of sonoelastography in the differentiation diagnosis of focal breast lesions including the evaluation of the diagnostic value of Tsukuba score and FLR ratio in characterizing solid lesions in the breasts. Furthermore, the paper provides a comparison of classic B-mode imaging and sonoelastography. Material and methods: From January to July 2010 in the Ultrasound Department of the Cancer Centre, The Institute of Maria Skłodowska-Curie, 375 breast ultrasound examinations were conducted. The examined group included patients who in B-mode examinations presented indications for pathological verification. They were 80 women aged between 17 and 83 (mean age was 50) with 99 solid focal lesions in the breasts. All patients underwent: the interview, physical examination, B-mode ultrasound examination and elastography of the mammary glands and axillary fossae. The visualized lesions were evaluated according to BIRADS-US classification and Tsukuba score as well as FLR ratio was calculated. In all cases, the histopathological and/or cytological verification of the tested lesions was obtained. Results: In the group of 80 patients, the examination revealed 39 malignant neoplastic lesions and 60 benign ones. The mean age of women with malignant neoplasms was 55.07 (SD=10.54), and with benign lesions – 46.9 (SD=15.47). In order to identify threshold values that distinguish benign lesions from malignant ones, a comparative analysis of statistical models based on BIRADS-US classification and Tsukuba score was conducted and the cut-off value for FLR was assumed. The sensitivity and specificity values for BIRADS-US 4/5 were 76.92% and 96.67% and for Tsukuba 3/4 – 64.1% and 98.33% respectively. The assumed FLR threshold value to differentiate between benign and malignant lesions in the breasts equaled 3.13. The combined application of both classifications (with the threshold value of BIRADS-US 4/Tsukuba 3) improved the total value of sensitivity and specificity of character differentiation of focal lesions (87.2% and 95% respectively). Conclusions: In the case of problematic focal lesions, i.e. BIRADS-US 3, the study revealed that obtaining Tsukuba score of 1 and 2 for lesions classified as BIRADS-US 3 confirms their benign character. This allows to avoid the cytological verification.

PL

Sonoelastografia jest dynamicznie rozwijającą się metodą badania ultrasonograficznego wykorzystywaną w różnicowaniu charakteru zmian ogniskowych w piersiach. Celem II części pracy było określenie przydatności sonoelastografii w diagnostyce różnicowej litych zmian ogniskowych w piersiach, w tym ocena wartości diagnostycznej skali Tsukuba i wskaźnika FLR w różnicowaniu charakteru litych zmian w piersiach oraz ocena porównawcza klasycznego obrazowania B-mode i sonoelastografii. Materiał i metoda: W okresie od stycznia do lipca 2010 roku w Pracowni Ultrasonograficznej Centrum Onkologii – Instytutu im. Marii Skłodowskiej-Curie wykonano 375 badań ultrasonograficznych piersi u kobiet. Do grupy badanej włączono pacjentki, u których na podstawie obrazowania B-mode ustalono wskazania do weryfikacji patologicznej, tj. 80 kobiet w wieku od 17 do 83 lat (średnio 50 lat) z obecnością 99 litych zmian ogniskowych w piersiach. U wszystkich pacjentek wykonano badanie podmiotowe, przedmiotowe oraz badanie ultrasonograficzne B-mode i elastografię gruczołów piersiowych oraz dołów pachowych. Uwidocznione zmiany ogniskowe w piersiach oceniano zgodnie z klasyfikacją BIRADS-usg, skalą Tsukuba oraz obliczano wskaźnik FLR. We wszystkich przypadkach uzyskano weryfikację histopatologiczną i/lub cytologiczną badanych zmian. Wyniki: W grupie 80 badanych kobiet stwierdzono obecność 39 zmian nowotworowych złośliwych oraz 60 o charakterze łagodnym. Średnia wieku kobiet ze zmianami nowotworowymi złośliwymi wynosiła 55,07 roku (SD=10,54), a kobiet, u których rozpoznano zmiany łagodne – 46,9 roku (SD=15,47). W celu identyfikacji wartości progowych różnicujących zmiany łagodne od złośliwych przeprowadzono analizę porównawczą modeli statystycznych opartych na klasyfikacji BIRADS-usg i skali Tsukuba oraz wyznaczono wartość odcięcia dla wskaźnika FLR. Dla klasyfikacji BIRADS-usg 4/5 uzyskano czułość i swoistość odpowiednio 76,92% i 96,67%, a dla skali Tsukuba 3/4 – odpowiednio 64,1% i 98,33%; uzyskana wartość progowa FLR różnicująca zmiany łagodne od złośliwych nowotworów piersi wynosiła 3,13. Łączne zastosowanie obydwu klasyfikacji (z wartością progową BIRADS-usg 4/Tsukuba 3) poprawia sumę czułości i swoistości rozpoznań charakteru zmian ogniskowych (odpowiednio 87,2% i 95%). Wnioski: W przypadku problematycznych zmian ogniskowych, tj. BIRADS-usg 3, wykazano, iż uzyskanie w elastografii stopni Tsukuba 1 i 2 dla zmian BIRADS-usg 3 potwierdza ich łagodny charakter, tym samym pozwala odstąpić od weryfikacji cytologicznej.

4

Assessment of despeckle filtering algorithms for segmentation of breast tumours from ultrasound images

51%

Kriti , Virmani J. , Agarwal R.

|

tom Vol. 39, no. 1

100--121

EN

In the present work, the performance assessment of despeckle filtering algorithms has been carried out for (α) noise reduction in breast ultrasound images and (b) segmentation of benign and malignant tumours from breast ultrasound images. The despeckle filtering algorithms are broadly classified into eight categories namely local statistics based filters, fuzzy filters, Fourier filters, multiscale filters, non-linear iterative filters, total variation filters, non-local mean filters and hybrid filters. Total 100 breast ultrasound images (40 benign and 60 malignant) are processed using 42 despeckle filtering algorithms. A despeckling filter is considered to be appropriate if it preserves edges and features/structures of the image. Edge preservation capability of a despeckling filter is measured by beta metric (β) and feature/structure preservation capability is quantified using image quality index (IQI). It is observed that out of 42 filters, six filters namely Lee Sigma, FI, FB, HFB, BayesShrink and DPAD yield more clinically acceptable images in terms of edge and feature/structure preservation. The qualitative assessment of these images has been done on the basis of grades provided by the experienced participating radiologist. The pre-processed images are then fed to a segmentation module for segmenting the benign or malignant tumours from ultrasound images. The performance assessment of segmentation algorithm has been done quantitatively using the Jaccard index. The results of both quantitative and qualitative assessment by the radiologist indicate that the DPAD despeckle filtering algorithm yields more clinically acceptable images and results in better segmentation of benign and malignant tumours from breast ultrasound images.