Turkish Journal of Pathology

Türk Patoloji Dergisi

Turkish Journal of Pathology

Turkish Journal of Pathology

2008, Vol 24, Num, 2     (Pages: 093-099)

Can nuclear morphometric analysis aid for definitive diagnosis in cases with equivocal cytology?

Türkan REZANKO 1, Fatma PEHLİVAN 1, Gözde EVCİM 1, Gülsen SİRKECİ 1

1 İzmir Atatürk Eğitim ve Araştırma Hastanesi Patoloji Bölümü, İZMİR

Viewed: 11745
 - 
Downloaded : 1190

Summary

The most common breast lesions that result in equivocal diagnosis and defined as ‘'gray zone'' in fine needle aspiration cytology are fibroadenomas and low grade ductal carcinomas. In case of equivocal fine needle aspiration cytology, a multidisciplinary approach is required and usually the case necessitates histopathological confirmation. In order to decrease number of operational biopsies in benign lesions, the rate of equivocal cytological diagnosis should be reduced. Current study aims to determine if nuclear morphometric analysis in cases with equivocal cytology aids for further categorization as benign or malign.

In our study, 45 equivocal breast cytology specimens have been analyzed retrospectively. All cases had histopathologic diagnosis. We utilized computerized image analysis software to obtain mean nuclear diameter, mean nuclear perimeter and mean nuclear area from measuring 30-50 randomly selected nuclei in a microscope with 40x objectives. Nuclear morphometric values were compared with histopathological diagnosis. Of 45 cases, 12 were benign. In benign group, mean nuclear diameter was 9,9 µm; mean nuclear perimeter was 29,26 µm and mean nuclear area was 68,19 µm2. In malignant group, mean nuclear diameter was 10µm; mean nuclear perimeter was 30,28 µm and mean nuclear area was 70,03 µm2. No statistical differences in mean nuclear diameter, perimeter and area were found between malignant and benign groups with nonparametric tests.

Our results showed that lesions leading to equivocal diagnosis (such as fibradenomas and low grade invasive ductal carcinomas) display similar nuclear morphometric values. Nuclear morphometric analysis based on image analysis did not help to distinguish the borderline lesion for further specification.

Introduction

İnce iğne aspirasyon (İİA) sitolojisi meme karsinomlarının tanısında etkin bir tanı yöntemi olmakla birlikte bazı durumlarda tanısal değeri sınırlı kalmaktadır. Bu durumlar benign ya da malign yönde kesin ayırıma gidilemeyen “kuşkulu” ya da “atipik” sitolojik tanıları kapsar. Son yıllarda bildirilen geniş serilerde kuşkulu ve atipik sitoloji tanı oranı %5,8-10 arasında değişmektedir[1-4]. Bu olgularda klinik ve radyolojik bulgular eşliğinde multidisipliner bir yaklaşım ile histopatolojik doğrulama gereklidir. Sitolojide gri zonu oluşturan bu lezyonların büyük kısmını bir dereceye kadar nükleer atipi bulgularının eşlik ettiği fibrokistik değişiklikler, fibroadenom ve düşük nükleer dereceli meme karsinomları oluşturur[1-4]. Atipik sitoloji tanısı verilen olguların en az %50'sini benign lezyonlar oluşturmaktadır[1,2,4]. Kuşkulu sitolojik tanı verilen olgularda bu oran daha düşük olsa da, atipik ya da kuşkulu tanılar benign kitlelerde operasyonel biyopsi oranının artmasına yol açmaktadır. Meme İİA sitolojilerinde atipik/kuşkulu tanı oranını azaltmak ve gri zondaki bu lezyonların daha ileri düzeyde tanımlanmasına yardımcı olmak amacıyla son yıllarda immünositokimyasal[5-7], DNA görüntü analizi ve sitomorfometrik çalışmalar gündeme gelmiştir[8-13]. Biz de bu çalışmada, nükleer morfometrik analizin kuşkulu meme sitolojilerini benign ya da malign yönde tanılandırmaya ne denli katkıda bulunabileceğini araştırmayı amaçladık.

Methods

Bölümümüzde Kasım 2001 ve Aralık 2006 arası dönemde aynı patolog tarafından (TR) rapor edilen 854 meme İİA sitolojisi içinde kuşkulu tanı verilmiş 72 olgudan (%8.4) histopatolojik doğrulaması olan 45 meme İİA sitolojisine ait yaymalar geriye dönük olarak tekrar değerlendirildi. Çalışma için olguların sadece %95'lik alkolde tespit edilmiş Hematoksilen- Eosin (HE) boyalı yaymaları seçildi. Kuruma artefaktına bağlı nükleer şekil ve boyut değişiklikleri olabileceği göz önünde bulundurularak havada kurutulmuş May-Grünwald-Giemsa ile boyanmış yaymalar ölçüm için değerlendirmeye alınmadı. Her olguda nükleer özellikleri iyi korunmuş, hem izole tek hücrelerin, hem de grup halindeki duktus epitel hücrelerinin nükleuslarında, x40 objektifte bilgisayarlı görüntü analiz yöntemi ile (Olympus DP20, DP2-BSW) nükleer morfometrik analiz (NMA) yapıldı. Yaymaların hücreselliğine göre 30-50 nükleusta nükleer çap, çevre, alan ölçümleri yapıldı ve her olgu için ortalama nükleer çap (ONÇa), ortalama nükleer çevre (ONÇe), ortalama nükleer alan (ONA) hesaplandı. Ölçümlerde nükleusların en geniş çapları ve nükleer membran sınırları manuel olarak bilgisayar faresi yardımıyla işaretlendi. Bir olgunun NMA için ölçüm süresi 45- 60 dakika arasında değişti. Duktus epiteli dışındaki diğer hücrelerde (lenfosit, histiyosit, miyoepitelyal hücreler), apokrin hücrelerde ve metaplastik hücrelerde ölçüm yapılmadı. Doku kesitlerinde NMA yapılmadı. Ortalamaları alınan sitolojik NMA değerlerinin histopatolojik tanılara göre benign ve malign lezyonlar arasında anlamlı fark gösterip göstermediği araştırıldı. Benign ve malign olguların morfometrik değerleri arasındaki farklılığın anlamı istatistiksel olarak Mann-Whitney U testi ile değerlendirildi.

Results

İnce iğne aspirasyon sitolojisinde kuşkulu tanı almış 45 olgunun doku kesitlerinde 12'si benign (%26,6); 33'ü malign (%73,4) idi. On iki benign meme lezyonunun histopatolojik tanılara göre dağılımı, yedi fibroadenom, üç fibrokistik değişiklik, bir tubuler adenom, bir sklerozan adenozis idi. Malign grubu oluşturan 33 olgu 21 invaziv duktal, beş intraduktal komponenti baskın invaziv duktal, üç lobüler karsinom, iki mikst karsinom (invaziv duktal+lobüler larsinom), bir invaziv papiller karsinom, bir tubuler karsinomdan oluşmaktaydı. Histopatolojileri benign olan kuşkulu sitolojilerde ONÇa: 9,9 µm (7.2-11.34); ONÇe: 29,26 µm (21.57-35.15); ONA: 68,19 µm2 (37.18-96.02) idi ( Tablo 1). Malign grupta ise ONÇa:10 µ (6.86-13,72); ONÇe: 30,28 µm (20,94-55,67); ONA:70,03 µm2 (34,35-121,98) olarak saptandı. Benign ve malign grup arasında nonparametrik testlerde ONÇa, ONÇe ve ONA değerleri istatistiksel olarak anlamlı bulunmadı (Mann-Whitney U, p>0.05 (Şekil 1-2, Resim 1-2).

Tablo 1: Kuşkulu sitolojik tanı almış benign ve malign olguların nükleer morfometrik analiz (NMA) sonuçları.

Sekil 1: Kuşkulu sitoloji tanısı almış benign ve malign olguların nükleer alan dağılımları.

Sekil 2: Kuşkulu sitoloji tanısı almış benign ve malign olguların nükleer çap dağılımları.

Resim 1: Epitelyal hiperplazi gösteren fibrokistik değişiklikler olgusunda NMA (HE x400).

Resim 2: Derece 1 invaziv duktal karsinom olgusunda NMA (HE x400).

Discussion

Meme kitlelerinde İİA'nun temel amacı klinik kanser kuşkusu ya da tanısını preoperatif olarak saptamak ya da doğrulamaktır. Yanısıra diğer bir hedefi de benign meme lezyonlarında gereksiz cerrahi girişimleri önlemek, diğer bir deyişle meme kitlelerinde cerrahi endikasyonun doğru konulmasını sağlamaktır. İİA sitolojisi, memede yüksek tanısal doğruluk oranlarına sahip olmakla birlikte, sitolojik zeminde benign ya da malign yönde kesin sınıflandırılamayan ve kuşkulu ya da atipik sitolojik tanıya yol açan bazı meme lezyonlarında tanısal değeri kısıtlı kalmaktadır. Bu durumlarda cerrahi eksizyon ve histopatolojik korelasyon kaçınılmazdır. Meme İİA sitolojisinde kuşkulu tanı oranı serilere göre %5,8-10 arasında değişmekle birlikte[1-4], %25'e varan oranlar da bildirilmektedir[10]. Kuşkulu sitolojik tanının yüksek oranda olması, cerrahi eksizyon endikasyonunda gereksiz artışa yol açmaktadır[1,2,4,14,15]. Biz bu çalışmada “gri zon”u oluşturan kuşkulu meme İİA sitolojilerinde, görüntü analizine dayanan nükleer morfometrinin, bu lezyonları benign ya da malign olarak tanılandırmada yararının ne olabileceğini ve kuşkulu tanı oranının azaltılmasına ne derece katkıda bulunabileceğini araştırdık.

Morfometrik nükleer boyut ve şekil analizleri, pek çok tümör için tanıyı destekleyici ya da ayırıcı tanıda yardımcı amaçlı kullanılmıştır[16,17]. Meme İİA sitolojilerinde de tanı, nükleer dereceleme, prognostik amaçlı ya da kalite kontrolü amaçlı bilgisayarlı görüntü analizine dayanan morfometrik ölçümlerden yararlanılmıştır[13,18-26]. Wittekind ve Schulte meme İİA sitolojilerinde malign olgularda, lenf nodu pozitif ve negatif olanlar arasında ortalama nükleer alan, çevre ve en büyük nükleer çap açısından istatistiksel anlamlı fark saptamıştır (p<0.01)[27]. Buna dayanarak sitolojide morfometrik değerlendirmenin, meme karsinomlarında hasta prognozunun tahmininde yararlı olabileceğini ileri sürmüşlerdir. Norris ve ark.'ları ise, iyi diferansiye duktal karsinom ve atipik hiperplazinin ayırımında DNA içeriği ve nükleer çevrenin kombine değerlendirilmesinin yararlı olabileceğini bildirmişlerdir[28]. Benzer şekilde histolojik kesitlerde de morfometrik analizlerin, duktal hiperplazi, atipik hiperplazi ve insitu karsinom ayrımında yararlı olduğu gösterilmiştir[12].

Morfometrik çalışmaların bir çoğunda benign ve malign meme lezyonları arasında, morfometrik parametreler (en büyük/en küçük çap, çevre, konveks alan, yuvarlaklık indeksi) açısından istatistiksel olarak anlamlı fark (p<0.05)[12,18,29] izlenmiştir[10,13,22,27,30-33]. Bununla birlikte kuşkulu sitoloji olgularında görüntü analizinin kullanıldığı çalışmalar daha sınırlı sayıdadır[10,19,32]. Bazı araştırmacılar, kuşkulu/atipik sitomorfolojideki sınır olguları, benign ya da malign yönde tanılandırmada görüntü analiz yönteminin yardımcı olabileceğini ileri sürmüştür[10,32]. Teague ve ark.'ları sitolojide kuşkulu tanı almış 56 olgunun (37 benign, 19 malign) 42'sinde (%75) görüntü analizi ile benign ya da malign olarak doğru tanı vermişlerdir[10]. Bu çalışmada sitometrik analiz sonuçlarına göre yanlış negatif tanı verilen 5 olgunun 3'ü düşük dereceli meme karsinomudur (1 olgu invaziv lobüler karsinom ve 2 olgu düşük dereceli invaziv duktal karsinom). Benzer şekilde Mapstone ve ark.'ları malignite kuşkulu 23 meme sitolojisinin 20'sinde, nükleer alan standart sapmalarına bakarak doğru tanı koymuşlardır[32]. Boon ve ark.'ları ise 33 kuşkulu meme İİA sitolojisini görüntü analizi ile değerlendirmiş ve benign olguların hepsinde, malign olguları n ise ancak % 48'inde doğru tanı verebilmişlerdir[19].

Sitolojik düzeyde bazı benign ve sınır lezyonların; düşük nükleer dereceli karsinomlardan (lobüler karsinom, tubuler karsinom ve düşük dereceli duktal karsinom gibi) ayrımında morfometrik veriler yetersiz kalabilmektedir[8,9,20,29]. Elzagheid ve ark.'ları meme kanseri, fibroadenom ve fibrokistik değişiklikleri içeren serilerinde hem hücre gruplarında hem de izole serbest hücrelerde ayrı ayrı nükleer alan ölçümleri yapmışlar ve malign olgularda DNA sitometri paterni ile karşılaştırmışlardır[33]. Benign ve malign lezyonların ayırımında, en duyarlı yöntemin izole hücrelerin ortalama nükleer alanı olduğunu bildirmişlerdir (duyarlılık %90.9)[33]. Nijhawan ve ark.'ları fibroadenom ile atipi gösteren fibroadenom arasında ve fibroadenom ile derece 1 duktal karsinom arasında anlamlı morfometrik fark saptamışlarsa da[8] diğer bir çalışmalarında atipi gösteren fibroadenom olguları ile derece 1 duktal karsinom olguları arasında nükleer alan, çap, çevre, yuvarlaklık ve ‘'gray level''gibi nükleer morfometrik parametreler açısından önemli farklılık gösterememişlerdir[20]. Rajesh ve ark.'ları morfometrik parametrelerin invaziv lobüler karsinom ile invaziv duktal karsinom ayırımında yardımcı olabileceğini bildirmişler, ancak benign ve sınır olguların lobüler karsinomdan ayırımında nükleer morfometrik özellikler açısından istatistiksel anlamlı fark saptamamışlardır[9].

Çalışmamızda başta fibroadenomlar ve düşük nükleer dereceli invaziv duktal karsinomlar olmak üzere sitolojide kuşkulu tanıya yol açan durumlar, birbiriyle örtüşen benzer nükleer morfometrik ölçüm değerleri göstermiştir. Fibroadenomlar ve diğer bazı benign proliferatif epitelyal lezyonlar ile düşük nükleer dereceli meme karsinomlarının; artmış hücresellik göstermelerinin yanı sıra, minimal ya da orta derecede nükleer atipi içermeleri gibi birçok ortak özelliği bir arada taşıması, aslında nükleer morfometrilerinin de benzer olmasını açıklayıcı özelliktedir. Bu konuda yapılan çalışmaların çoğunun sitolojide benign ve malign olarak tanımlanmış lezyonları nükleer morfometrik parametreler açısından kıyaslaması ve anlamlı fark bulması; asıl sorun oluşturan kuşkulu sitolojilerde bir çözüm sunmaktan uzaktır.

Çalışma sonuçlarımıza göre, görüntü analizine dayanan nükleer çap, çevre, alan parametrelerini içeren morfometrik ölçümler, birçok ortak sitomorfolojik özellik gösteren sınır lezyonların benign ya da malign olarak tanılandırılmasında yardımcı olamamaktadır. Daha ayrıntılı morfometrik parametrelerin geliştirilmesi, kromatin yapısı ve DNA analizlerini de içeren gelişmiş yöntemler ile yapılacak çalışmalar kuşkulu tanı oranını azaltmada etkili olabilirler. Ancak bu yöntemlerin zaman ve maliyet artışına neden olması da kaçınılmazdır.

Reference

1) Deb RA, Matthews P, Elston CW, Ellis IO, Pinder SE. An audit of "equivocal" (C3) and "suspicious" (C4) categories in fine needle aspiration cytology of the breast. Cytopathol 2001;12:219-226.

2) Mulford DK, Dawson AE. Atypia in fine needle aspiration cytology of nonpalpable and palpable mammographically detected breast lesions. Acta Cytol 1994;38:9-17.

3) al-Kaisi N. The spectrum of the "gray zone" in breast cytology. A review of 186 cases of atypical and suspicious cytology. Acta Cytol 1994;38:898-908.

4) Kanhoush R, Jorda M, Gomez-Fernandez C, Wang H, Mirzabeigi M, Ghorab Z, Ganjei-Azar P. 'Atypical' and 'suspicious' diagnoses in breast aspiration cytology. Cancer 2004;102:164-167.

5) Umudum H, Rezanko T, Dag F, Dogan M. Diagnostic help of HER-2/neu expression in suspicious cases of breast fine needle aspiration. Acta Cytol 2006;50:596- 598.

6) Midulla C, Pisani T, De Iorio P, Cenci M, Divizia E, Nofroni I, Vecchione A. Cytological analysis and immunocytochemical expression of Ki67 and Bcl-2 in breast proliferative lesions. Anticancer Res 2002;22(2B):1341-1345.

7) Keeling J, McKee GT. Heat shock protein (HSP)27: a further refinement in the diagnosis of suspicious fine needle aspirates of breast. Cytopathology 1999;10:40- 49.

8) Nijhawan R, Rajwanshi A. Cytomorphologic and morphometric limitations of the assessment of atypia in fibroadenoma of the breast. Anal Quant Cytol Histol 2005;27:273-276.

9) Rajesh L, Dey P, Joshi K. Automated image morphometry of lobular breast carcinoma. Anal Quant Cytol Histol 2002;24:81-84.

10) Teague MW, Wolberg WH, Street WN, Mangasarian OL, Lambremont S, Page DL. Indeterminate fine-needle aspiration of the breast. Image analysis-assisted diagnosis. Cancer 1997;81:129-135.

11) Seigneurin D, Louis J, Villoud MC. The value of DNA image cytometry for the cytological diagnosis of welldifferentiated breast carcinomas and benign lesions. Anal Cell Pathol 1994;7:115-125.

12) Ruiz A, Almenar S, Callaghan RC, Llombart-Bosch A. Benign, preinvasive and invasive ductal breast lesions. A comparative study with quantitative techniques: morphometry, image- and flow cytometry. Pathol Res Pract 1999;195:741-746.

13) Beerman H, Veldhuizen RW, Hermans J, Bonsing BA, Ooms EC. Flow cytometric and histomorphometric analysis of limitations of clinical breast cytomorphometry. Anal Cell Pathol 1991;3:287-297.

14) Barrows GH, Anderson TJ, Lamb JL, Dixon JM. Fineneedle aspiration of breast cancer. Relationship of clinical factors to cytology results in 689 primary malignancies. Cancer 1986;58:1493-1498.

15) Casey TT, Rodgers WH, Baxter JW, Sawyers JL, Reynolds VH, Page DL. Stratified diagnostic approach to fine needle aspiration of the breast. Am J Surg 1992;163:305-311.

16) Castrén JP, Kuopio T, Nurmi MJ, Collan YU. Nuclear morphometry in differential diagnosis of renal oncocytoma and renal cell carcinoma. J Urol 1995;154:1302- 1306.

17) Buhmeida A, Kuopio T, Collan Y. Nuclear size and shape in fine needle aspiration biopsy samples of the prostate. Anal Quant Cytol Histol 2000;22:291-298.

18) Dey P, Ghoshal S, Pattari SK. Nuclear image morphometry and cytologic grade of breast carcinoma. Anal Quant Cytol Histol 2000;22:483-485.

19) Boon ME, Trott PA, van Kaam H, Kurver PJ, Leach A, Baak JP. Morphometry and cytodiagnosis of breast lesions. Virchows Arch A Pathol Anat Histol 1982;396:9-18.

20) Tahlan A, Nijhawan R, Joshi K. Grading of ductal breast carcinoma by cytomorphology and image morphometry with histologic correlation. Anal Quant Cytol Histol 2000;22:193-198.

21) Wolberg WH, Street WN, Heisey DM, Mangasarian OL. Computer-derived nuclear "grade" and breast cancer prognosis. Anal Quant Cytol Histol 1995;17:257- 264.

22) Tuczek HV, Fritz P, Schwarzmann P, Wu X, Mähner G. Breast carcinoma. Correlations between visual diagnostic criteria for histologic grading and features of image analysis. Anal Quant Cytol Histol 1996;18:481- 493.

23) Mommers EC, Page DL, Dupont WD, Schuyler P, Leonhart AM, Baak JP, et al. Prognostic value of morphometry in patients with normal breast tissue or usual ductal hyperplasia of the breast. Int J Cancer 2001;95:282-285.

24) Baak JP, Van Dop H, Kurver PH, Hermans J. The value of morphometry to classic prognosticators in breast cancer. Cancer 1985;56:374-382.

25) Kronqvist P, Kuopio T, Collan Y. Morphometric grading of invasive ductal breast cancer. I. Thresholds for nuclear grade. Br J Cancer 1998;78:800-805.

26) King EB, Chew KL, Duarte L, Hom JD, Mayall BH, Miller TR, Petrakis NL. Image cytometric classification of premalignant breast disease in fine needle aspirates. Cancer 1988;62:114-124.

27) Wittekind C, Schulte E. Computerized morphometric image analysis of cytologic nuclear parameters in breast cancer. Anal Quant Cytol Histol 1987;9:480-484.

28) Norris HJ, Bahr GF, Mikel UV. A comparative morphometric and cytophotometric study of intraductal hyperplasia and intraductal carcinoma of the breast. Anal Quant Cytol Histol 1988;10:1-9.

29) Cross SS, Bury JP, Stephenson TJ, Harrison RF. Image analysis of low magnification images of fine needle aspirates of the breast produces useful discrimination between benign and malignant cases. Cytopathol 1997;8:265-273.

30) Beerman H, Veldhuizen RW, Blok RA, Hermans J, Ooms EC. Cytomorphometry as quality control for fine needle aspiration. A study in 321 breast lesions. Anal Quant Cytol Histol 1991;13:143-148.

31) Kaushik N, Sardana S, Das DK, Luthra UK. Quantitative analysis of nuclear area variation in benign and malignant breast fine needle aspirates. Indian J Cancer 1991;28:202-207.

32) Mapstone NP, Zakhour HD. Morphometric analysis of fine needle aspirates from breast lesions. Cytopathol 1990;1:349-355.

33) Elzagheid A, Collan Y. Fine needle aspiration biopsy of the breast. Value of nuclear morphometry after different sampling methods. Anal Quant Cytol Histol 2003;25:73-80.

Keywords : Breast, fine needle aspiration cytology, nuclear morphometry