Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №4, 2025 / с. 11-15

Фантом молочной железы: анализ натуральных тканеимитирующих материалов для ультразвуковой визуализации

М.С. Сайфутдинова, Д.В. Леонов, Ю.А. Васильев, О.В. Омелянская, А.А. Насибуллина, Ю.В. Булгакова, О.В. Власова, В.В. Гребенникова, Е.Д. Белякова


Аннотация 

Литературный обзор посвящен материалам для изготовления фантомов молочной железы и новообразований. Антропоморфные фантомы имитируют внешний вид, внутреннюю текстуру и ультразвуковые свойства человеческих тканей. Они востребованы при обучении врачей методам дифференциальной диагностики и выполнения инвазивных манипуляций под ультразвуковым контролем, например биопсии. В настоящей статье рассмотрены наиболее распространенные натуральные материалы, используемые для изготовления фантома молочной железы с новообразованиями, которые имеют разную плотность и эхогенность. Это, например, мясо животных, желатин, оливки и другие материалы, которые являются легкодоступными и позволяют быстро создать фантомы для обучения. Однако такие модели являются недолговечными и небезопасными с санитарной точки зрения.


Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Марина Сергеевна Сайфутдинова, мл. научный сотрудник, ГБУЗ города Москвы «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы», 
Денис Владимирович Леонов, канд. техн. наук, докторант, ст. научный сотрудник, ГБУЗ города Москвы «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы», доцент, кафедра основ радиотехники, ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ», 
Юрий Александрович Васильев, канд. мед. наук, директор, 
Ольга Васильевна Омелянская, руководитель по управлению подразделениями дирекции «Наука», 
Анастасия Александровна Насибуллина, мл. научный сотрудник, 
Юлия Владиславовна Булгакова, мл. научный сотрудник, 
Ольга Викторовна Власова, мл. научный сотрудник, 
Вероника Вячеславовна Гребенникова, мл. научный сотрудник, 
Екатерина Дмитриевна Белякова, техник, ГБУЗ города Москвы «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы», г. Москва, 

Список литературы

1. Каприн А.Д., Старинский В.В., Шахзадова А.О. Злокачественные новообразования в России в 2020 году (заболеваемости и смертность). – М.: МНИОИ им. П.А. Герцена – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2021. С. 252. 
2. Barba D., Leon-Sosa A., Lugo P., Suquillo D., Torres F., Surre F., Trojman L., Caicedo A. Breast cancer, screening and diagnostic tools: All you need to know // Critical Reviews in Oncology. Hematology. 2021. Vol. 157. Р. 35. 
3. Yi-Kang Sun, Xiao-Long Li, Qiao Wang, Bo-Yang Zhou, An-Qi Zhu, Chuan Qin, Le-Hang Guo, Hui-Xiong Xu Improving the quality of breast ultrasound examination performed by inexperienced ultrasound doctors with synchronous tele- ultrasound: A prospective, parallel controlled trial // Ultrasonography. 2022. Vol. 41. № 2. РР. 307-316. 
4. Leonov D.V. Development of a liver phantom for training in the diagnosis of metastases and ultrasound-guided insertion of intratissue ablation electrodes // Biomed. Eng. 2024. Vol. 58. PP. 93-96. 
5. Vasilev Y.A., Omelyanskaya O.V., Nasibullina A.A., Leonov D.V., Bulgakova J.V., Akhmedzyanova D.A., Shumskaya Y.F., Reshetnikov R.V. Anthropomorphic breast phantoms for radiology imaging: A review // Digital Diagnostics. 2023. Vol. 4. № 4. PP. 569-592. 
6. Leonov D., Kodenko M., Leichenco D., Nasibullina A., Kulberg N. Design and validation of a phantom for transcranial ultrasonography // Int. J. CARS. 2022. Vol. 17. PP. 1579-1588. 
7. Leonov D., Venidiktova D., Costa-Jъnior J.F.S., Nasibullina A., Tarasova O., Pashinceva K., Vetsheva N., Bulgakova J., Kulberg N., Borsukov A., Saikia M.J. Development of an anatomical breast phantom from polyvinyl chloride plastisol with lesions of various shape, elasticity and echogenicity for teaching ultrasound examination // Int. J. CARS. 2024. Vol. 19. PP. 151-161. 
8. Schmidt G., Gerlinger K., Endrikat Y., Gabriel L., Mьller C., Baus S., Volk T., Findeklee S., Solomayer E.F., Hamza A., Strцder R. Training in breast ultrasound examination skills, including biopsy using a rod needle on a phantom, increases undergraduate students’ knowledge and satisfaction with learning // Archives of Gynecology and Obstetrics. 2021. Vol. 304. РР. 197-202. 
9. Brown J.E., Gu K., Facii R.T., Fagan A.J., Truda D.J., Hanjiandreu N.J. The use of new anthropomorphic breast ultrasound phantoms for teaching radiology residents // Journal of the American College of Radiology. 2019. Vol. 16. № 2. РР. 211-218. 
10. Weaver M., Stuckey A. Benign Breast Disorders // Obstetrics & Gynecology Clinics. 2022. Vol. 49. № 1. PР. 57-72. 
11. Gupta M., Goyal N. Applied Anatomy of Breast Cancer // Breast Cancer. Comprehensive Management. Jan. 2022. PP. 23-35. 
12. Younis Y.S., Ali A.H., Alhafidhb O.K.S., Yahia W.B., Alazzam M.B., Hamad A.A., Meraf Z. Early Diagnosis of Breast Cancer Using Image Processing Techniques // Journal of Nanomaterials. 2022. Vol. 1. P. 6. 
13. Сенча А.Н., Бикеев Ю.В. Ультразвуковое исследование мо- лочных желез. Атлас. – М.: МЕДпресс-информ, 2021. 296 с. 
14. Bestaeva E.Ch., Sortoeva A.A. Breast cancer // Young Scientist. 2023. Vol. 452. № 5. РР. 339-341. 
15. Duggan C., Trapani D., Ilbawi A.M., Fidarova E., Laversanne M., Curigliano G., Anderson B.O. National health system characteristics, breast cancer stage at diagnosis, and breast cancer mortality: A population-based analysis // The Lancet Oncology. 2021. Vol. 22. № 11. РР. 1632-1642. 
16. Busbaih Z., Saleh A.A., Maghlouth M.K., Albeladi A.M., Alali T., Ghadeer M.S., Odeh A. Giant breast lipoma: A case report // Cureus. 2022. Vol. 14. № 2. Р. 5. 
17. Aparisi Gуmez M.P., Errani C., Lalam R., Vasilevska Nikodinovska V., Fanti S., Tagliafico A.S., Bazzocchi A. The Role of Ultrasound in the Diagnosis of Soft Tissue Tumors // Seminars in Musculoskeletal Radiology. 2020. Vol. 24. № 2. РР. 135-155. 
18. Akin I.B., Balci P. Fibroadenomas: A multidisciplinary review of the variants // Clinical Imaging. 2021. Vol. 71. РР. 83-100. 
19. Salati S.A. Breast fibroadenomas: A review in the light of current literature // Polish Journal of Surgery. 2021. Vol. 93. № 1. PP. 40-48. 
20. Erickson L.A., Chen B. Fibroadenoma of the Breast // Mayo Clin. Proc. 2020. Vol. 95. № 11. РР. 2573-2574. 
21. Smolarz B., Nowak A.Z., Romanowicz H. Breast cancer- epidemiology, classification, pathogenesis and treatment (Review of literature) // Cancers. 2022. Vol. 14. № 10. P. 27. 
22. Kowalski A., Okoye E. Breast Cyst [updated 2023 Sep 4]. – In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, Jan. 2024 / https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/ NBK562196/. 
23. Leonov D., Nasibullina A., Grebennikova V., Vlasova O., Bulgakova Y., Belyakova E., Shestakova D., Costa-Jъnior J.F.S., Omelianskaya O., Vasilev Yu. Design and evaluation of an anthropomorphic neck phantom for improved ultrasound diagnostics of thyroid gland tumors // Int. J. CARS. 2024. Vol. 19. РP. 1579-1588. 
24. Ghadge A.G., Dasari P., Stone J., Thompson E.W., Robker R.L., Ingman W.V. Pubertal mammary gland development is a key determinant of adult mammographic density // Seminars in Cell & Developmental Biology. Academic Press. 2021. Vol. 114. PP. 143-158. 
25. Johansson A., Christakou A.E., Iftimi A., Eriksson M., Tapia J., Skoog L., Lindstrom L.S. Characterization of benign breast diseases and association with age, hormonal factors, and family history of breast cancer among women in Sweden // JAMA Network Open. 2021. Vol. 4. № 6. P. 12. 
26. Lei S., Zheng R., Zhang S., Wang S., Chen R., Sun K., Wei W. Global patterns of breast cancer incidence and mortality: A population-based cancer registry data analysis from 2000 to 2020 // Cancer Communications. 2021. Vol. 41. № 11. РР. 1183-1194. 
27. Pant A. Early detection of breast cancer through the diagnosis of Nipple Aspirate Fluid // Clinical Proteomics. 2024. Vol. 21. № 1. P. 45. 
28. Wilkinson L., Gathani T. Understanding breast cancer as a global health concern // The British Journal of Radiology. 2022. Vol. 95. № 1130. P. 3. 
29. Hodge E., Mirchandani A., Shah B. Mammographic and Sonographic Findings of Intraductal Papilloma of the Right Breast: A Case Report // Cureus. 2023. Vol. 15. № 4. P. 5. 
30. Harbeck N., Penault-Llorca F., Cortes J., Gnant M., Houssami N., Poortmans P. Breast cancer // Nat. Rev. Dis. Primers. 2019. Vol. 5. № 1. Р. 31. 
31. Kim M. Multiple human papilloma virus infections are associated with HSIL and persistent HPV infection status in Korean patients // Viruses. 2021. Vol. 13. № 7. P. 1342. 
32. Leonov D.V., Kulberg N.S., Gromov A.I., Morozov S.P. Detection of Microcalcifications Using the Ultrasound Doppler Twinkling Artifact // Biomedical Engineering. 2020. Vol. 54. PP. 174-178. 
33. Leonov D.V., Kulberg N.S., Gromov A.I., Morozov S.P., Vladzimirskiy A.V. Diagnostic mode detecting solid mineral inclusions in medical ultrasound imaging // Acoust. Phys. 2018. Vol. 64. PP. 624-636. 
34. Leonov D.V., Kulberg N.S., Gromov A.I. Causes of ultrasound Doppler twinkling artifact // Acoust. Phys. 2018. Vol. 64. № 1. PP. 105-114. 
35. Оксанчук Е.А., Меских Е.В., Колесник А.Ю., Нуднов Н.В. Кальцинаты молочной железы: дифференциальная диагно- стика и прогностическое значение // Мед. визуализация. 2016. № 5. C. 120-127. 
36. Ren W., Chen M., Qiao Y., Zhao F. Global guidelines for breast cancer screening: A systematic review // The Breast. 2022. Vol. 64. PP. 85-99. 
37. Management of gynecologic issues in women with breast cancer. ACOG Practice Bulletin No. 126 American College of Obstetricians and Gynecologists Obstet // Gynecol. 2012. Vol. 119. РР. 666-682. 
38. Yu C.C., Cheung Y.C., Ueng S.H., Chen S.C. Impact of non- calcified specimen pathology on the underestimation of malignancy for the incomplete retrieval of suspicious calcifications diagnosed as flat epithelial atypia or atypical ductal hyperplasia by stereotactic vacuum-assisted breast biopsy // Korean Journal of Radiology. 2020. Vol. 21. № 11. P. 1220. 
39. Reznikov I.I., Fedorova V.N., Faustov E.V., Zubarev A.R., Demidova A.K. The physical foundations of the use of ultrasound in medicine. – Russian National Research University N.I. Pirogov Medical University. Textbook. 2015. P. 14. 
40. Халиуллина А.В. Хайрутдинов Б.И. Ультразвук в медици- не. Учебное пособие / Под ред. А.В. Аганова. – Казань: Издательство Казанского университета, 2022. 116 с. 
41. Aydogan F., Mallory M.A., Tukenmez M., Sagara Y., Ozturk E., Ince Y., Celik V., Akca T., Golshan M.A. Low cost training phantom model for radio-guided localization techniques in occult breast lesions // Surg. Oncol. 2015. Vol. 112. № 4. РР. 449-451. 
42. Дмитриев В.Н., Юшин В.П., Рейман A.М., Бабин Л.В., Акопян B.Б. Гаврилов Л.Р., Сарвазян А.П. Применение ультразвука в медицине: физические основы / Пер. с англ. под ред. К. Хилла. – М.: Мир, 1989. 568 с. 
43. Larison M., Dibona A., Hogg D.E. Inexpensive phantom for teaching stereotactic breast biopsy // X-ray. 2006. Vol. 187. № 4. РР. 972-974. 
44. Ветшева Н.Н., Фисенко Е.П., Костенко Е.А. Биофантом для отработки практических навыков при выполнении миниинвазивных вмешательств и интраоперационных исследований под ультразвуковым контролем / Патент RU 2747253 C1; опубл.: 29.04.2021. Бюл. № 13. 
45. Morehouse H., Tucker L.R., Person K. Adding metamucil to gelatin to obtain a realistic breast biopsy phantom // Ul. Med. 2007. Vol. 26. № 8. РР. 1123-1126. 
46. Jana S., Yadav S.K., Sharma D., Agarwal P. A low-cost model of breast biopsy for the training of surgical residents during COVID-19 pandemic // Trop. Doct. 2022. Vol. 52. № 1. РР. 107-109. 
47. Ali A., Wahab R., Huynh J., Wake N., Mahoney M. Imaging properties of 3D printed breast phantoms for lesion localization and Core needle biopsy training // 3D Print. Med. 2020. Vol. 18. № 6. Р. 4. 
48. Filippou V., Tsoumpas C. Recent advances on the development of phantoms using 3D printing for imaging with CT, MRI, PET, SPECT, and ultrasound // Med. Phys. 2018. Vol. 45. № 9. P. 22. 
49. Adams F., Qiu T., Mark A., Fritz B., Kramer L., Schlager D., Wetterauer U., Miernik A., Fischer P. Soft 3D-printed phantom of the human kidney with collecting system // Ann. Biomed. Eng. 2017. Vol. 45. № 4. РР. 963-972. 
50. Gresens A.A., Britt R.C., Feliberti E.C., Britt L.D. Ultrasound- guided breast biopsy for surgical residents: Evaluation of a phantom model // J. Surg. Educ. 2012. Vol. 69. № 3. РР. 411-415. 
51. Zhao Z., Ma Y., Mushtaq A., Radhakrishnan V., Hu Y., Ren H., Song W., Tse Z.T.H. Engineering functional and anthropomorphic models for surgical training in interventional radiology: A state-of-the-art review // Proc. Inst. Mech. Eng. H. 2023. Vol. 237. № 1. РР. 3-17. 
52. Фисенко Е.П., Ветшева Н.Н. Применение шкалы BI-RADS при ультразвуковом исследовании молочной железы / Мет. рекоменд. № 23. – М., 2017. С. 15.