Breast Thermal Imaging: Does it have a role in the diagnosis of breast disease?

Christopher J. Wright ¹, Jackie Morris ²

1 University of Exeter Medical School, Medical Imaging, St Luke's Campus, Exeter EX1 2LU, United Kingdom
2 London South Bank University, School of Health & Social Care, 103 Borough Road, London SE1 0AA, United Kingdom

SUMMARY

Breast cancer is the most common cancer in women worldwide. Thermal imaging is being increasingly used internationally for the diagnosis of breast pathology. However, there is little evidence to support its use due to the lack of clinical and methodological standardisation in the imaging, analysis and reporting process of thermography research. This pilot study presents a model of research designed to test the capability of modern digital infra-red thermal imaging (DITI) in a UK breast clinic.

A FLIR T650 IR thermal camera (640x480) was used to image the breasts of 28 symptomatic women within a temperature-controlled environment.Asingle gate diagnostic test accuracy study was performed, independently double-read and agreed by two experienced thermographers. Results were compared to the index test of triple assessment by physical breast examination, mammography, ultrasound, and biopsy if appropriate, confirmed with the reference standard of pathology. Image analysis was based on an 8-point assessment model: left and right whole breast, nipple, areolar, and axilla; upper lateral, upper medial, lower lateral, lower medial breast quadrants; areolar four point 'compass' measurement; visual assessment for obvious hot or cold spots. Referral was recommended for contra-lateral symmetry differences of >1°C in any of the assessment zones.

Sensitivity 100% (CI:63-100), Specificity 75% (CI:51-99), Accuracy 82% (CI:63-94%). 15 normal cases were correctly identified. There were no false negatives. Based on the 8-point model, 13 patients, which included 5 false positives, would have been referred for further clinical imaging. ICC=0.914 to 0.996 for all ROIs confirmed excellent inter-operator reliability in blinded assessment between the two readers.

Triple assessment in a hospital breast clinic needs to be timely, although is a limited resource. All 28 of the patients in this study were referred from their general practitioner with symptoms of breast cancer, yet 15 were correctly identified as negative using thermography alone. The false positive rate of 18% is comparable with the 20% of mammography screening. It appears that thermography, if done to a high standard, can potentially provide a useful function, particularly in primary care at the point of first presentation, reducing patient stress, and optimising the use of hospital facilities. A larger study is required to substantiate these findings; however, this pilot study has provided the underpinning evidence for further researchand a training database for the education of clinical thermographers in analysis technique.

KEYWORDS: Thermography, infra-red, DITI, thermal imaging, breast

SPIELT DIE BRUSTTHERMOGRAFIE EINE ROLLE BEI DER DIAGNOSE VON BRUSTERKRANKUNGEN?

Brustkrebs ist die häufigste Krebsart bei Frauen weltweit. Die Infrarotthermografie wird international zunehmend zur Diagnose der Brustpathologie eingesetzt. Aufgrund der fehlenden klinischen und methodischen Standardisierung im Bildgebungs-, Analyse- und Berichtsprozess der Thermografie gibt es jedoch wenig Evidenz für ihre Verwendung. Diese Pilotstudie präsentiert ein Forschungsmodell, das entwickelt wurde, um die Fähigkeit der modernen digitalen Infrarot-Thermografie (DITI) in einer britischen Brustklinik zu testen.

Eine FLIR T650 IR-Wärmebildkamera (640x480) wurde verwendet, um die Brüste von 28 symptomatischen Frauen in einer temperaturkontrollierten Umgebung abzubilden. Es wurde eine Single Gate-Testgenauigkeitsstudie durchgeführt, die von zwei erfahrenen Thermographen voneinander unabhängig doppelt gelesen und abgestimmt wurde. Die Ergebnisse wurden mit dem Indextest der dreifachen Beurteilung durch körperliche Brustuntersuchung, Mammographie, Ultraschall und Biopsie verglichen und, gegebenenfalls mit dem Referenzstandard der Pathologie bestätigt. Die Bildanalyse basierte auf einem 8-Punkte-Bewertungsmodell: linke und rechte ganze Brust, Brustwarze, Areola und Axilla; obere laterale, obere mediale, untere laterale, untere mediale Brustquadranten; areolare Vierpunkt-"Kompass"-Messung; visuelle Beurteilung für offensichtliche heiße oder kalte Stellen. Eine Überweisung wurde für kontralaterale Symmetrieunterschiede von >1°C in einer der Bewertungszonen empfohlen.

Sensitivität 100% (CI:63-100), Spezifität 75% (CI:51-99), Genauigkeit 82% (CI:63-94%). 15 Normalfälle wurden korrekt identifiziert. Es gab keine falschen negative Fälle. Basierend auf dem 8-Punkte-Modell wären 13 Patienten, darunter 5 falsch positive Ergebnisse, zur weiteren klinischen Bildgebung überwiesen worden. ICC=0,914 bis 0,996 für alle ROIs bestätigten eine ausgezeichnete Inter-Operator-Zuverlässigkeit bei der verblindeten Bewertung zwischen den beiden Auswerter.

Die dreifache Beurteilung in einer Brustklinik eines Krankenhauses muss rechtzeitig erfolgen, obwohl dies eine begrenzte Ressource ist. Alle 28 der Patienten in dieser Studie wurden von ihrem Hausarzt mit Symptomen von Brustkrebs überwiesen, aber 15 wurden allein durch Thermografie korrekt als negativ identifiziert. Die Falsch-Positiv-Rate von 18% ist vergleichbar mit den 20% des Mammographie-Screenings. Es scheint, dass die Thermografie, wenn sie zu einem hohen Standard durchgeführt wird, möglicherweise eine nützliche Funktion bieten kann, insbesondere in der Primärversorgung zum Zeitpunkt der ersten Präsentation, wodurch der Stress der Patienten verringert und die Nutzung von Krankenhauseinrichtungen optimiert wird. Eine größere Studie ist erforderlich, um diese Ergebnisse zu untermauern. Diese Pilotstudie hat jedoch die Grundlage für weitere Forschungen und eine Trainingsdatenbank für die Ausbildung klinischer Thermografen in der Analysetechnik geliefert.

SCHLÜSSELWÖRTER: Thermografie, Infrarot, DITI, Wärmebildgebung, Brust

Thermology international 2022, 32(3) 45-52