Abstract
Purpose To report the feasibility, accuracy and initial clinical experience of the use of
real-time magnetic resonance navigated ultrasound (rtMRnUS) in the surgical planning
of breast-conserving surgery (BCS) via guide wire insertion.
Materials and Methods 29 participants were recruited into this prospective ethics committee approved study.
The first 4 cases were utilized as a training set. Participants underwent a supine
contrast-enhanced breast MR examination with external fiducials and corresponding
ink marks placed on the skin of the affected breast to act as co-registration pairs.
MR examinations included both functional and morphological images. A LOGIQ E9 ultrasound
system (GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA) equipped with a 6 – 15 MHz transducer was
utilized for rtMRnUS. To facilitate point co-registration of the previously acquired
MR dataset with the real-time ultrasound, co-registration pairs were identified on
both imaging modalities. The following co-registration quality metrics were recorded:
root mean square deviation (RMSD), lesion and global accuracies. Post co-registration
guide wire insertion was performed.
Results Co-registration was successfully undertaken in all participants. Results from 25
participants are presented. The median (min, max) RMSD was 3.3 mm (0.6 mm, 8.8 mm).
The global accuracy was assessed as very good (8), good (12), moderate (3) and poor
(2) while the median (min, max) lesion accuracy was recorded at 8.9 mm (2.1 mm, 33.2 mm).
Conclusion The use of rtMRnUS to facilitate guide wire insertion is a feasible technique. Generally,
very good or good global registration can be expected. Lesion accuracy results indicate
that a median difference, in 3 D space, of 9 mm can be expected between imaging modalities.
Zusammenfassung
Ziel Bericht über die Machbarkeit, Genauigkeit und erste klinische Erfahrung beim Einsatz
der Magnetresonanz-navigierten Sonografie (rtMRnUS) in Echtzeit bei der chirurgischen
Planung der brusterhaltenden Operation (BCS) mittels Drahtmarkierung.
Material und Methoden 29 Patientinnen wurden in diese prospektive, von der Ethikkommission genehmigte Studie
aufgenommen. Die ersten 4 Fälle dienten als Übungsreihe. Die Patientinnen unterzogen
sich einer MR-Mammografie der Brust in Rückenlage mit abgespreiztem Arm an der betroffenen
Seite, wie bei der Ultraschallposition. Vor der MRT wurden Passermarken mit dazugehörigen
Farbmarkierungen auf der Haut der betroffenen Brust aufgetragen. Die Lage der externen
Passermarken und Farbmarkierungen stellten Co-Registrierungspaare dar. Die MR-Untersuchungen
beinhalteten sowohl funktionelle als auch morphologische Darstellungen. Das LOGIQ
E9 Ultraschallsystem (GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA) ausgestattet mit einem 6–15MHz
Schallkopf wurde im rtMRnUS eingesetzt. Um die Punkt-Co-Registrierung des zuvor erhaltenen
MR-Datensatzes und dem Echtzeit-Ultraschall zu erleichtern, wurden die Co-Registrierungspaare
in beiden darstellenden Verfahren identifiziert. Die folgenden Co-Registrierungs-Qualitätsmessungen
wurden aufgenommen: Der mittlerer quadratischer Fehler (RMSD = root mean square deviation),
die Läsionsgenauigkeit und die globale Genauigkeit. Nach der Co-Registrierung wurde
eine Drahtmarkierung eingebracht.
Ergebnisse Bei allen 25 Teilnehmern wurde die Co-Registrierung erfolgreich durchgeführt und
die Ergebnisse dargestellt. Der mediane RMSD betrug 3,3 mm (min 0,6 mm; max 8,8 mm).
Die globale Genauigkeit wurde als sehr gut (8), gut (12) mäßig (3) und schlecht (2)
beurteilt, der Median der Läsionsgenauigkeit betrug 8,9 mm (min 2,1 mm; max 33,2 mm).
Ein positiver Randstatus wurde bei 4 Teilnehmern nach rtMRnUS eine Drahtmarkierung
festgestellt.
Schlussfolgerung Der Einsatz von rtMRnUS bei der Drahtmarkierung ist machbar. Im Allgemeinen kann
eine sehr gute bis gute globale Registrierung erwartet werden. Die ermittelten Läsionsgenauigkeiten
deuten darauf hin, dass ein medianer Unterschied von 9 mm im 3D-Raum zwischen beiden
bildgebenden Verfahren erwartet werden kann.
Key words
ultrasound - MR imaging - registration - breast cancer - breast-conserving surgery
