Mammographie für MTRA

Teil 1: Geräte-TechnikM. Harth, E. Jakobi

MTRA Unterricht: 17 Juni 2008

Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, J.W. Goethe-Universität, FrankfurtInstitut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, J.W. Goethe-Universität, Frankfurt

• Fettgewebe

• Drüsengewebe

• Bindegewebe

Aus welchem Gewebe besteht die Brust ?

• Gewebe, das sich in der Dichte kaum

unterscheidet.

• Die Brust wird mit Röntgenstrahlung

abgebildet

• Die Technik der Mammographie muss den

Gewebeverhältnissen in der Brust angepasst

werden

• Spezielle Röntgenröhren, Strahlenqualität

• Besondere Aufnahmegeometrie

• Besondere Bildempfangssysteme

Was bedeutet das für die Mammographie ?

Mammomat: Novation

DigitaleMammographie

• Drehanode

• Bimetall-Anodenmaterial:

Molybdän (Mo) und Rhodium oder Wolfram

• Molybdän Kantenfilter oder Wolfram Kantenfilter

• Die Kombination dieser Materialen führen zu

Photonenspektren, die bewusst zu höheren

Energiebereichen verschoben werden können

• Damit kann nach Brustdicke die geignete

Anoden/Filterkombination zusammengestellt werden

Welcher Röntgenstrahler ?

Festeingestellt ist auf der Konsole des digitalen Mammographiegerätes eine Molybdän/Rhodium Filterung

• Gefragt ist bei der Mammographie der Photoeffekt,

wegen der beschriebenen Zusammensetzung des

Brustgewebes

• Deshalb Röhrenspannung zwischen 25 – 35 KV

• Wenn möglich soll die charakteristische Strahlung

zur Belichtung des Filmes beitragen (K-Strahlung)

Welche besondere Strahlenqualität?

Niedrige Röhrenspannung eingestellt auf der Konsole

• Brennfleckgrösse: maximaler Nennwert 0,4 Breite: 0,4-0,6 mm Länge: 0,6-0,85 mm

• Kleiner Brennfleck zur Minimierung der geometrischen Unschärfe

• Geringer Objekt-Bildempfänger-Abstand• Fokus-Bildempfänder Abstand >= 60cm• Für Vergrösserungsaufnahmen:

Brennflecknennwert 0,1Fokus-Bildempfänger-Abstand >= 55 cm

Welche besondere Aufnahmegeometrie?

• Brust wird näher zur Strahlenquelle gebracht (kleinerer Film-Objekt-Abstand)

• Höhere Dosis für die Haut • Reduktion der Streustrahlung, daher kein

Streustrahlenraster• Nur ein Ausschnitt der Brust wird vergrössert • Vergrösserung auf das 1,7 bis 1,9 fache (bei uns 1,8

fache Vergrösserung fest eingestellt)• Zusatzmethode bei unklaren mammographischen

Befunden

Vergrösserungsaufnahme der Brust?

Vergrösserungstunnel

Verschiedene Kompressionspaddel

• Streustrahlenraster (Schachtverhältnis 4-5)Schachtverhältnis: Quotient aus Lamellenhöhe zu Lamellenabstand

• Linienraster• Zelluläres Raster

Weitere Optimierung der Bildqualität durch:

• Effektive Reduzierung von Bewegungsartefakten• Die Brust wird in eine planparallele Schicht

umgewandelt• Dadurch Reduktion der geometrischen Unschärfe

und geringerer Streustrahlenanteil• Richtwert für eine ausreichende Kompression: 150N

Warum wird die Brust komprimiert?

• Die Automatik befindet sich hinter dem Bildempfänger.

• Damit wird vermieden, dass die weiche Strahlung die Belichtungskammer mitabbildet.

• Eine Belichtungskammer soll eine Bruttodichte von 1,2-1,6 für die Film-Folien-Mammographie gewährleisten.

• Die Messlage der Belichtungsautomatik soll veränderbar sein.

Was ist das Besondere in der Belichtungsautomatik in der

Mammographie?

• Film-Folien Mammographie

• Digitale Mammographie

Besondere Bildempfangssysteme der Mammographie?

• Mammographiefilm:Orthochromatischer Spezialfilm von hoher

Empfindlichkeit und hohem Kontrast, eine Emulsionsschicht, hoher Silberbromidgehalt

• Verstärkungsfolie :3% direkte Belichtung durch Röntgenstrahlen,

97% durch Folienlicht, Emissionsspektrum der Verstärkerfolie und die spektrale Empfindlichkeit des Filmes müssen aufeinander abgestimmt sein. Eine gute Folie: hohe Verstärkung, hohe Auflösung, geringes Rauschen

• Mammographiekassette:Arbeiten bei Tageslicht möglich.

Kunststoffkassetten. Geringer Abstand zwischen Filmkante und äusserem Kassettenrand.

Konventionelle Röntgenmammographie:

• Empfindlichkeit: Kehrwert der Dosis, die auf dem Film eine optische Dichte 1 über der Minimaldichte (Schleier und Unterlage) erzeugt.

• Eingeteilt wird jedoch in Filmklassen.• In der Mammographie: Empfindlichkeitsklasse 25 und

12 empfohlen• zum Vergleich: Abdomenübersicht: EK 400, 2,8

Lp/mm bei SE-Folien

Was ist die Empfindlichkeit eines Mammographie-Film-Folien-Systems?

• Bildkontrast

• Schärfe

• Rauschen

Was bestimmt die Bildqualität?

Bildkontraste:

– Strahlungskontrast – Dicke, Ordnungszahl, Kompression der Brust,

Streustrahlung, Strahlenqualität– Filmkontrast

– steile Gradationskurve eines Films– enger Belichtungsspielraum– gut abgestimmte Belichtungsautomatik

Bildschärfe:

– Scharf dargestellt werden sollen Mikroverkalkungen: 150 – 200 µm

– Ortsauflösung: – Ortsfrequenz: Linienpaar/Millimeter (Lp/mm) – Bei SE Folien und EK 12-25: Ortsfrequenz: 10-20

Lp/mm– Im Vergleich: SE Folie und EK 400: Ortsfrequenz:

2,8 Lp/mm– Kontrastauflösung in Abhängigkeit von der

Ortsfrequenz: Modulationsübertragungsfunktion (MTF: modulation transfer function)

– MTF bei der Mammographie: 4%– Das bedeutet: Die Amplitude der Intensitätskurve

wird auf 4% (0,04) des Ausgangswertes nivelliert (100% bezieht sich auf rein Schwarz und Weiss)

– Charakteristische Modulation: ein Linienpaar pro Millimeter

• Die Modulationsübertragungsfunktion dient dazu optische Übertragungssysteme zu beurteilen und zu vergleichen

MTF

Bildunschärfen:

– Bewegung• Patient bewegt sich• zu lange Belichtungszeit

– Geometrische Unschärfe:• Fokusgrösse • Abbildungsmassstab

– Film-Folienunschärfe• Leuchtschicht

– Kassettenunschärfe• Kassettenandruck

Bildrauschen:

– alle Einflüsse, die nichts mit dem darzustellenden Objekt zu tun haben

– Körnigkeit des Bildes • Quantenrauschen: zu geringe Anzahl absorbierter

Röntgenquanten pro Fläche• Systemrauschen: Filmkörnigkeit der Film-Folien-

Systeme oder der Analogdigitalwandlung bei digitalen Bildempfängern

– Signal-Rausch-Verhältnis: signal to noise ratio (SNR)• Verhältnis: Nutzstrahlung zu Störstrahlung• Niedrige Dosis: Quantenrauschen• Steigende Dosis: Systemrauschen• Morphologisches Rauschen: vielschichtige

Überlagerungen anatomischer Strukturen

Digitale Mammographie

– Unterschiedliche Technologien:• Speicherfoliensysteme• Festkörperdetektor CsI/aSi• Festkörperdetektor aSe/aSi

• Dynamikbereich ist gross• Pixelgrösse (zwischen 30µm und 100µm)• Effektive Quantenausnutzung (DQE):

Wirkungsgrad, wieviele der auftreffenden Röntgenstrahlen in ein Signal umgewandelt werden

Kenngrössen digitaler Systeme

• Bilddetektion• Bildverarbeitung• Bilddarstellung

Das digitale Röntgen zerlegt den Prozess der Bildenstehung in:

• Grosser Dynamikbereich• Hohe Kontrastauflösung• Teilweise Dosisreduktion• Steigerung der Bildqualität durch

Bildnachverarbeitung• Bilder sind sofort verfügbar• Integration in ein RIS/PACS/KIS System

Vorteile der digitalen Mammographie?

Analoge Bild-Betrachtungs-Systeme

Digitales Bild-Betrachtungs-System:Mamma Report

• Mammomat: – Abnahmeprüfung vom Hersteller– Tägliche Konstanzprüfung– Monatliche Konstanzprüfung nach PAS– Gerätetechnische Kalibrierung, wöchentlich

(vorgeschrieben ist diese monatlich)– ½ Jährliche und jährliche Konstanzprüfung durch den

Hersteller selbst

• Monitore des Mamma Report Systems: – arbeitstägliche visuelle Kontrolle– Technische Kontrolle alle 3 Monate mit

Monitorausmessungen

Qualitätskontrollen:

Wöchentliche Kalibrierung

Dokumentation der Kalibrierung

Prüfkörper für die Konstanzprüfung nach PAS

Einbau des Prüfkörpers in den Mammomat

Auswertung am Mamma Report

Messprotokoll der Konstanzprüfung

Qualitätskontrolle des Monitors

Messprotokoll der Monitor-Konstanzprüfung

Informationsquellen aus dem Internet:

Konstanzprüfung nach PAShttp://wwwalt.med-rz.uniklinik-saarland.de/med_fak/strahlenschutz/Stramed/Texte/Mammo2005.pdf

Konstanzprüfung in der digitalen Mammographiehttp://www.scanditronix-wellhofer.com/fileadmin/pdf/radiodiagnostics/Loesungen/MTA_Dialog_Artikel_Mammo.pdf

Konstanzprüfungenhttp://wwwalt.med-rz.uniklinik-saarland.de/med_fak/strahlenschutz/Stramed/Konstanz.html

www.cox.at

www.cox-radiology.org