Врач Уоррен сделал первые снимки молочной железы в 1924 г., используя единственный рентгеновский аппарат в своем учреждении (рис. 1). Его рентгеновский аппарат общего назначения использовался для получения рентгенограмм грудной клетки утром и маммограмм — днем.
Рисунок 1. Первые попытки визуализации молочной железы (около 1930 г.)
Вольфрамовый анод рентгеновской трубки с алюминиевым фильтром давал жесткое рентгеновское излучение, неадекватное для такого мягкотканного органа, как молочная железа, вследствие чего не были видны проработанные тонкие структурные элементы.
При этом приемником излучения была рентгеновская пленка с двусторонним эмульсионным покрытием вместе с двумя усиливающими экранами. Вследствие низкой контрастности и недостаточного разрешения эта система уступала пленке с односторонним покрытием.
В целом недостаточное качество маммограмм привело к тому, что лишь немногие врачи проявляли интерес к маммографии в течение последующих 35 лет, и она долго оставалась в тени клинической медицины.
Бурные 1960-е стали переломным периодом в отношении перемен в обществе, феминистской политике и маммографии. Раздался громкий призыв к массовому скринингу и низкодозной маммографии. Женщины отметили существенное снижение уровня смертности от рака шейки матки в связи с использованием мазка по Папаниколау при массовом скрининге; они надеялись, что скрининговая маммография сможет повторить успех мазка по Папаниколау и снизить уровень смертности от рака молочной железы.
В начале 1960-х гг. Haloid Corporation вместе с главным исследователем — доктором медицины Джоном Вулфом начали экспериментировать с новой системой, фиксирующей изображение, которая в конечном итоге стала известна как электрорентгенография (рис. 2).
Рисунок 2. Изображение, полученное при электромаммографии, наносится синим тонером на белую бумагу. Негатоскоп не требуется
Учреждения, в которых проводилось рентгенологическое исследование, могли бы продолжать использовать универсальные рентгеновские аппараты для получения изображений молочной железы с помощью электрорентгенографии, заменив только носитель записи.
Для получения изображений при более низкодозной нагрузке и с лучшим разрешением вместе с превосходной способностью к усилению краев образований потребовалось приобретение пластин селена для фиксации латентного изображения, а также блока обработки и кондиционирования. Электрорентгенография стала доступна в коммерческом смысле в 1971 г.
а) Начало периода современной маммографии. Тем временем в середине 1960-х гг., на другом берегу Атлантического океана, во Франции, Чарльз Гро, доктор медицины, и компания CGR разработали первый стационарный специализированный маммографический аппарат, снабженный рентгеновской трубкой с молибденовым анодом, генерирующим мягкое характеристическое излучение, адекватное для такого мягкотканного органа, как молочная железа. Это стало первым значительным шагом в развитии маммографии для массового скрининга.
Сердце нового устройства, молибденовый анод рентгеновской трубки, возникло на основе технологии, разработанной для контроля качества при производстве шин для легковых и грузовых автомобилей. Компании — производители шин изначально использовали молибденовую мишень рентгеновской трубки для получения высококонтрастных изображений своих шин для поиска дефектов во время окончательной проверки.
Новая стационарная специализированная маммографическая установка, коммерчески представленная в США в 1969 г., включала молибденовую мишень, использовала низкие значения кВп и имела встроенное устройство для компрессии молочной железы (рис. 3).
Рисунок 3. Ранний стационарный специализированный маммографический аппарат (около 1975 г.)
Эти три важных фактора устранили главный недостаток ранней маммографии — низкую контрастность изображений. Однако другие проблемы сохранялись. Доступна была только безэкранная рентгеновская пленка (как медицинская, так и промышленная); требовались длительное время рентгеновского экспонирования и ручная обработка в темной комнате, что было трудоемким и проблематичным.
Кроме того, обычная для пациентки поверхностная доза облучения на один снимок составляла от 8 до 12 Р. Чрезмерная доза облучения стала легким поводом для критиков маммографии того времени, развивавших идею о возможности возникновения индуцированного рака молочной железы.
Вместе с тем в 1970-е гг. электрорентгенография процветала в США. К середине — концу 1980-х гг. этот метод визуализации молочной железы практически исчез. Частые ремонты блоков кондиционирования и обработки, а также более высокая доза облучения способствовали скорому упадку этого метода.
Визуализация с помощью рентгеновской пленки с усиливающим экраном (аналоговой), представленная в 1972 г., — маммография на специализированных рентгеновских аппаратах быстро превзошла электрорентгенографию в качестве предпочтительного метода.
б) Еще больше изменений. Электрорентгенография, аналоговая и цифровая маммография имеют общую цель — сделать рентгеновский снимок молочной железы, но на этом сходства заканчиваются. Переход от электрорентгенографии к аналоговой визуализации был трудным для врачей и лаборантов, потому что приемники излучения при этих двух методах — рентгеновская пленка и бумага — не похожи друг на друга.
К сожалению, некоторые заблуждения относительно маммографии и некоторых устаревших методов, основанных на принципах электрорентгенографии, все еще сохраняются. Важно принимать во внимание устаревшие методы и понимать, как существенно они уступают современной высококачественной маммографии.
в) Основные различия. Существует три основных различия между электрорентгенографией, аналоговой и цифровой визуализацией.
1. Рентгеновское оборудование и системы записи изображения.
2. Технические факторы и физика, связанные с рентгенографией.
3. Укладка пациентки и рентгенологические ориентиры.
В различных статьях на сайте представлена информация по каждой из этих основных категорий применительно к цифровой маммографии. В текущей статье рассматриваются различия, которые приводят в замешательство лаборантов даже сегодня (табл. 1). Автор предполагает, что читатель знаком с принципами электрорентгенографии.
Практикум. Обратитесь к табл. 1 и ответьте на следующие вопросы.
1. Одинакова ли укладка молочной железы при использовании всех трех методик?
2. Можно ли использовать один и тот же маммографический аппарат для всех трех методик?
3. Действительно ли используется отдельный блок обработки во всех трех методиках?
г) Визуализация соска в профиль. Базовый протокол и основное правило электрорентгенографии гласят: «Сосок должен быть визуализирован в профиль, выведен на контур молочной железы. Когда сосок втянут в молочную железу, на маммограмме происходит обкрадывание тонера» (рис. 4). Аналоговая и цифровая визуализация различаются тем, что не имеют проблем с отложением тонера.
Рисунок 4. Электромаммография отображает усиление контуров, благоприятный эффект обработки изображений, который подчеркивает форму и локализацию спикул, связанную с нарушением архитектоники, а также улучшает визуализацию кальцинатов. Нежелательный эффект усиления контуров — обкрадывание тонера. Обкрадывание тонера происходит, когда сосок располагается не в профиль (скорее он втягивается внутрь молочной железы, присутствуют кожные складки, и частицы, связанные с использованием антиперспиранта, присутствуют в верхней части подмышечной впадины. Обкрадывание тонера похоже на притяжение металлических опилок под действием магнита, в области вокруг магнита опилок нет. Похожий эффект происходит с синим тонером, нанесенным на бумагу Xerox: отсутствует (синее) отображение вокруг соска, кожной складки или антиперспиранта
Соски у большинства женщин располагаются по центру молочной железы, следовательно, при окончательной компрессии сосок будет располагаться в профиль или почти в профиль. Однако это относится не ко всем женщинам. У некоторых женщин более выражена ткань молочной железы снизу (нижняя половина железы) и менее выражена в верхней части, либо наоборот.
При укладке женщин для проведения электромаммографии лаборант делал снимки задненижней или задневерхней части ткани молочной железы соответственно с приемника изображения, чтобы получить изображение соска в профиль.
По возможности сосок должен быть направлен тангенциально. Однако не всегда удается соблюдать это правило и при этом захватывать максимальную часть молочной железы. Как правило, более важно визуализировать ее заднюю часть. Обычно сосок нетрудно идентифицировать, даже если он проецируется на ткань молочной железы в одной из проекций.
В маммографии есть три случая, когда сосок должен быть расположен в профиль.
1. У женщин со спонтанными односторонними выделениями из сосков. Папилломы являются причиной подавляющего большинства случаев выделений из сосков, и их большая часть располагается в пределах 1 см от соска.
2. При выполнении маммограммы мужчине. У мужчин есть рудиментарные зачатки молочной железы, как у девушек-подростков. Эти крошечные зачатки ткани лежат прямо за соском. Сосок должен находиться в профиль, чтобы адекватно визуализировать это небольшое количество ткани. Если это означает смещение некоторого количества задней части груди, захваченной на приемник изображения, вы фактически смещаете грудную мышцу в связи с тем, что у мужчин мышцы более крупные и развитые.
3. Для определения точного местоположения не-пальпируемого образования с целью выполнения предоперационной разметки патологического очага с помощью (мандрена) тонкоигольной аспирационной биопсии или стереотаксической трепанобиопсии.
Лаборанты, занимающиеся маммографией, делают все возможное, чтобы захватить всю область молочной железы на снимке. Строгое соблюдение устаревшего электрорентгенографического протокола визуализации соска в профиль контрпродуктивно, поскольку происходит смещение части ткани с изображения.
По мнению многих, сосок должен быть расположен в профиль, чтобы определить точную локализацию поражения. Для достижения такой цели нет необходимости нахождения соска точно в профиль. СС-проекция показывает локализованное поражение в медиальной или латеральной половине молочной железы. Втянутый в ткань молочной железы сосок дает такую же информацию.
Латеральные проекции [медиолатеральная (ML), латеромедиальная (LM)] визуализируют верхнее или нижнее расположение поражения относительно соска. Кроме того, втянутый в ткань молочной железы сосок дает такую же информацию.
При подозрении на опухоль или поражение в области соска пациентки и непопадании соска в профиль специалист по маммографии делает дополнительный снимок. Стандартные изображения должны демонстрировать как можно больше ткани молочной железы, в то время как дополнительный снимок визуализирует только переднюю часть молочной железы с расположением соска в профиль. По возможности необходимо увеличить второе изображение.
Информация, полученная при увеличенном изображении соска и ретроареолярной области в профиль, будет намного больше стандартного снимка.
д) Визуализация ребер. Технические различия между электрорентгенографией и аналоговой маммографией вынудили изменить укладку и методику для соответствия конкретным требованиям каждого метода визуализации. Лаборанта, имеющего опыт в электрорентгенографии, смущало исключение ребер из аналогового исследования.
Вместе с тем в каждом положении, в котором мы подвергаем пациентку исследованию, будет отсутствовать часть молочной железы независимо от метода визуализации (электрорентгенография, аналоговая или цифровая визуализация) и независимо от того, включены ли ребра. Причина заключается в том, что молочная железа прилегает к грудной клетке нелинейно (рис. 5).
Рисунок 5. (А) При электромаммографии центральный луч направлен по касательной при прохождении через грудную клетку. Вследствие изгиба компрессионной платы молочная железа не может быть отодвинута от ребер при компрессии. Таким образом, заднебоковая ткань не визуализируется, поэтому краниокаудальная проекция будет ориентирована латерально для включения этой области. Медиальная ткань также не визуализируется из-за расхождения рентгеновских лучей. (Б) При аналоговой и цифровой визуализации край грудной стенки приемника изображения располагается вдоль до средней подмышечной линии. Заднебоковая часть молочной железы зафиксирована на изображении. При более далеком захвате тканей по изгибу грудной клетки при компрессии будет упущена медиально расположенная часть. Таким образом, требуется визуализация медиальной части груди в краниокаудальной проекции
Электрорентгенография демонстрировала ретромаммарное пространство и ребра в латеральной проекции. Специалисты в ранний период развития маммографии считали, что отображение этих структур на одном изображении обеспечивает визуализацию всей ткани молочной железы.
Однако это убеждение создало ошибочное чувство безопасности вследствие того, что изображение визуализировало только часть ребер и ретромаммарного пространства, расположенную по касательной к рентгеновскому лучу. Накладывалась заднебоковая ткань, охватывающая кривизну ребер. Электрорентгенография компенсировала отсутствие визуализации заднебоковой ткани молочной железы в латеральной проекции, включив эту область в латеральную СС-проекцию с увеличением (рис. 6).
Рисунок 6. При компрессии молочной железы в краниокаудальной проекции верхнезадняя часть молочной железы не отображается (затемненная область на рис. А). Кроме того, заднемедиальная или заднелатеральная часть не включается в зависимости от того, как поворачивается пациентка (затемненные области на рис. Б и В). В латеральной проекции заднебоковая часть обычно не отображается (Б), тогда как заднемедиальная часть молочной железы не отображается в косой проекции (В). Краниокаудальная проекция может быть обращена с акцентом как на латеральную часть, так и на медиальную. Чаще захватывается заднелатеральная, а не заднемедиальная часть. Если косая проекция используется вместе с краниокаудальной в качестве двухпроекционного стандарта, было бы разумно получить краниокаудальную проекцию, ориентированную на более медиальное положение. Это рекомендуется, поскольку косая проекция имеет тенденцию пропускать медиальный участок молочной железы около грудной клетки
Практика. Обратитесь к рис. 6 и ответьте на следующие вопросы.
1. В каждом положении не хватает определенной части молочной железы. Какой области не хватает в СС-проекции? В косой медиалатеральной (MedioLateral Oblique — MLO) проекции? В латеральной проекции?
2. В какой проекции визуализируется большая часть молочной железы? Какая часть молочной железы не попадает в эту проекцию?
Аналоговая и цифровая маммография также имеют сильные и слабые стороны. Визуализация одной части молочной железы приносится в жертву в каждой стандартной проекции, чтобы полностью захватить другие области (см. рис. 6).
Ни одна рентгенограмма не может отобразить все структуры, содержащиеся в трехмерном объекте; тем не менее рентген-лаборант должен захватить как можно больше тканей в каждой проекции.
е) Укладки в боковой и косой проекциях. До создания специализированного маммографического оборудования специалисты по маммографии использовали рентгеновский стол, рентгеновскую трубку, установленную на потолке, и присасывающее устройство для компрессии. Несмотря на ограничение этого оборудования, специалисты по маммографии выполняли исследования в СС-, боковой проекции и в проекции, необходимой для визуализации хвостовой доли молочной железы.
Широкая функциональность, широкие возможности в отношении укладки были достигнуты благодаря разработке в 1965 г. специального маммографического аппарата со встроенным компрессионным устройством и С-образной конструкцией дуги. Пациентки могли стоять или сидеть.
Приемники электрорентгенографии обладали диапазоном записи, достаточным для того, чтобы продемонстрировать молочную железу от ребер до соска с помощью изогнутого компрессионного устройства. В аналоговых записывающих системах нет такой большой широты записи, и, следовательно, необходима равномерная компрессия молочной железы (рис. 7).
Рисунок 7. Устройства для компрессии. (А) Изогнутое устройство для компрессии позволило визуализировать ребра. (Б) Прямое устройство для компрессии края грудной стенки. (В) Сравнение рентгеновских снимков, сделанных с использованием изогнутых и прямых устройств для компрессии
Такая компрессия предполагает неизбежность исключения ребер. Исключение ребер предоставило аналоговой и цифровой маммографии возможность расположения молочной железы в косом положении, в том направлении, в котором грудь прикрепляется к телу, при котором захватывается максимальный объем тканей молочной железы.
К середине 1970-х гг. скандинавские специалисты по маммографии заявили о преимуществах новой укладки в косой проекции. Компрессия молочной железы, применяемая в косой плоскости, соответствует анатомическому прикреплению груди к телу, позволяя включить больше ткани заднего отдела в косой визуализации, чем в латеральной проекции.
При укладке для латеральной проекции компрессионное устройство мешает захвату всей области тканей железы. Сегодня боковая укладка представляет собой вспомогательную проекцию, которой отводится роль определения предоперационной локализации патологического очага с помощью локализационного мандрена или стереотаксической кор-биопсии.
ж) Визуализация кожной полосы. Еще одно устаревшее требование электрорентгенографии заключалось в визуализации линии кожи. При проведении высококонтрастной аналоговой маммографии нет необходимости показывать линию кожи. Раковые клетки молочной железы не возникают в коже и не происходят из жировой ткани.
Первичный очаг рака молочной железы редко локализован в зоне подкожно-жировой клетчатки. Объемные образования, локализующиеся в подкожной клетчатке, как правило, имеют доброкачественную природу воспалительного генеза или гематомы. При этом следует помнить, что метастазы рака, в отличие от рака молочной железы, могут располагаться в подкожной клетчатке.
При высококонтрастной аналоговой визуализации линия кожи и слой подкожно-жировой клетчатки значительно отличаются от окружающей ткани.
Особенно это касается случаев, когда паренхима молочной железы сжимается примерно до 2 см или меньше и состоит в основном из жировой ткани.
В противоположность этому при электрорентгенографии использовалась низкоконтрастная методика, чтобы сделать возможным получение равномерной плотности при изображении рентгенопрозрачных структур, таких как кожа, и рентгеноконтрастных, таких как ребра. Именно по разнице контрастов рентгенологи оценивают качество маммограмм, его адекватность для интерпретации.
Визуализация кожной полосы имеет большое значение для электрорентгенографии, для аналоговой и цифровой маммографии это не так выражено. Следует отметить, что на маммограмме по касательной визуализируется только 2% кожной полосы, таким образом, 98% остаются скрытыми, наложенными на выступающую часть молочной железы сверху или снизу.
Получалось, что в то время обязательным условием для маммографии было наличие пальпируемого образования. Притом что к этому времени рак уже переходил в запущенную стадию и у человека появлялись симптомы, часто наблюдались вторичные признаки, такие как утолщение кожи, втяжение кожи и сосков (см. рис. ниже).
(А) Клинические признаки запущенного рака молочной железы. (Б) При таких клинически запущенных формах рака опухоль легко идентифицируется на маммограмме. Обратите внимание на утолщенную, втянутую линию кожи
Большая часть опухолей имели неправильную форму с неровными контурами. Кроме того, по периферии нередко визуализировались спикулы, представляющие собой фиброзные тяжи по направлению от опухоли в окружающую клетчатку. Часто это называют скиррозной карциномой.
Микроскопически этот вид рака характеризуется перестройкой структуры по тяжистому типу. Таким образом, большая часть каждого тяжа ткани, окружающей такую опухоль, представляет собой утолщенные фиброзные структуры молочной железы.
В процессе роста рака нарастает тяжистость, которая приводит к втяжению кожи или соска в зависимости от локализации патологического очага. На этом этапе роста рак молочной железы при пальпации обычно дает большие размеры, чем они есть на самом деле (принцип Леборна).
Минимальный рак молочной железы, который является клинически скрытым, имеет наилучший прогноз, не сопровождается вторичными признаками, характерными для более запущенных опухолей.
В этих случаях диагноз ставится только по маммограммам. Такие типичные вторичные признаки рака, как втяжение и утолщение кожи, рентгенологически не проявляются, поскольку полностью отсутствуют при небольших опухолях.
Для обнаружения, распознавания и описания характеристик небольших опухолей решающее значение имеет высокое качество маммограмм.
При аналоговой пленочной маммографии очень важно соблюдать условия экспонирования для получения контрастного снимка, где отчетливо видны кожная полоса и структурные элементы, формирующие молочную железу.
С появлением в 2000 г. цифровых изображений в корне изменились возможности получения высококачественной маммограммы, обусловленной широким диапазоном варьирования, различными опциями яркости, контрастности, инверсии и масштабирования, что позволяет получать высококачественный снимок, на котором отчетливо визуализируются кожная полоса и все структуры, формирующие молочную железу.
Цифровые системы могут записывать и отображать примерно 16 000 оттенков серого, в то время как аналоговые системы улавливают около 100 оттенков. Расширенный диапазон изменения динамических характеристик цифровых изображений позволяет визуализировать грудь и все ее внутренние структуры равномерно от линии кожи до ее основания.
ж) Использование губок. При проведении электрорентгенографии специалисты по маммографии использовали губки в качестве вспомогательного средства укладки, чтобы на изображении добиться следующего.
1. Поддержка молочной железы осуществлялась таким образом, чтобы она максимально была вытянута от ребер в положении женщины лежа на боку.
2. Также губка оказывала помощь в придании груди формы с относительно равномерной толщиной, обеспечивающей правильную компрессию. Аналоговые и цифровые маммограммы не визуализируют ребра, что исключает необходимость в губке. Размещение губки между грудью и приемником излучения приводит к геометрической нерезкости (рис. 8). Кроме того, губки могут приводить к артефактам, имитирующим или скрывающим патологию.
Рисунок 8. Губки располагали между молочной железой и записывающим устройством
При аналоговой и цифровой маммографии плотный контакт молочной железы с приемником излучения исключает геометрическую нерезкость и обеспечивает высокое качество изображения, включая визуализацию мельчайших деталей структуры и микрокальцинатов, важных для уточненной диагностики.
з) Использование антиперспирантов и присыпок. При использовании антиперспирантов и присыпок содержащиеся в них частицы алюминия, кальция и цинка отрицательно сказываются на электромаммограмме, в меньшей степени при интерпретации аналоговой или цифровой маммограммы.
В связи с этим, если женщина, пришедшая на осмотр, нанесла обильное количество присыпки или антиперспиранта, имеющих склонность скапливаться в видимые отложения в инфрамаммарной складке или в подмышечной впадине, попросите ее очистить эту область перед выполнением маммографии. Скопления частичек алюминия и цинка могут имитировать микрокальцинаты в мягких тканях подмышечной области, где нет протоков и железистой ткани (рис. 9).
Рисунок 9. (А) В подмышечной впадине можно увидеть антиперспирант. (Б) Положение протоковых структур установлено в направлении с севера на юг, инфрамаммарная складка — в направлении с востока на запад. (В) Присыпка в инфрамаммарной складке. Очевидный артефакт, поскольку она ориентирована в соответствии с направлением инфрамаммарной складки — с востока на запад
Приблизительно от 30 до 50% случаев рака молочной железы на начальных стадиях имеют кальцинаты, определяемые маммографически. Эти кальцинаты могут быть единственной рентгенологической находкой, свидетельствующей о злокачественности.
При метастазировании рака в подмышечные лимфатические узлы наблюдается их уплотнение. Наличие обызвествлений говорит больше в пользу предшествующих воспалительных заболеваний. Крайне редко они могут быть ассоциированы с метастатической карциномой молочной железы, особенно в запущенных случаях.
В недавнем отчете высказано предположение о том, что точечные кальцинации подмышечных узлов чаще указывают на внутриузловые отложения золота (у женщин, леченных от ревматоидного артрита), чем на метастазы.
Тальковую присыпку с частицами алюминия и кальция иногда женщины наносят на всю поверхность молочной железы, что приводит к ее скоплению в инфрамаммарной складке, видимой в прямой проекции в направлении с востока на запад, в отличие от направлений структурных элементов железы (см. рис. 9).
и) Задержка дыхания. При выполнении электрорентгенографии использовалась минимальная компрессия молочной железы, что не давало достаточной иммобилизации и приводило к артефактам от дыхания.
При производстве аналоговых и цифровых маммограмм нет необходимости в приостановке дыхания, поскольку производится достаточно сильная компрессия, приводящая к полной иммобилизации молочной железы.
Вместе с тем приостановка дыхания требуется в следующих случаях.
1. Пациентка не позволяет произвести.
2. Пациентке установлены имплантаты, и снимки выполняются с повышенной осторожностью при недостаточной компрессии.
3. У пациентки эмфизема легких или подобное респираторное заболевание.
Некорректная компрессия молочной железы или чрезмерное движение грудной клетки приводит к смещению, таким образом, некоторым пациенткам может потребоваться временная приостановка дыхания.
Для этого достаточно попросить пациентку не дышать, поскольку при просьбе о задержке дыхания, как правило, человек имеет тенденцию вдыхать большой объем воздуха на время производства снимка.
При этом раздувание легких приводит к увеличению объема грудной клетки и сокращению грудных мышц, приводящих к расширению межреберных промежутков и отодвиганию задних отделов железы от приемника излучения.
