Mammographie für MTRA Teil 1: Geräte-Technik M. Harth, E. Jakobi MTRA Unterricht: 17 Juni 2008 Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie,

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1 Mammographie für MTRA Teil 1: Geräte-Technik M. Harth, E. Jakobi MTRA Unterricht: 17 Juni 2008 Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, J.W. Goethe-Universität, Frankfurt

2 Fettgewebe Drüsengewebe Bindegewebe Aus welchem Gewebe besteht die Brust ? Gewebe, dassich in der Dichte kaum unterscheidet.

3 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 ?

4 Mammomat: Novation Digitale Mammographie

5 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 ?

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

7 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?

8 Niedrige Röhrenspannung eingestellt auf der Konsole

9 Brennfleckgrösse: maximaler Nennwert 0,4 Breite: 0,4-0,6 mmLänge: 0,6-0,85 mm Kleiner Brennfleck zur Minimierung der geometrischen Unschärfe Geringer Objekt-Bildempfänger-Abstand Fokus-Bildempfänder Abstand >= 60cm Für Vergrösserungsaufnahmen: Brennflecknennwert 0,1 Fokus-Bildempfänger-Abstand >= 55 cm Welche besondere Aufnahmegeometrie?

10 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?

11 Vergrösserungstunnel

12 Verschiedene Kompressionspaddel

13 Streustrahlenraster (Schachtverhältnis 4-5) Schachtverhältnis: Quotient aus Lamellenhöhe zu Lamellenabstand Linienraster Zelluläres Raster Weitere Optimierung der Bildqualität durch:

14 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?

15 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?

16 Film-Folien Mammographie Digitale Mammographie Besondere Bildempfangssysteme der Mammographie?

17 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:

18 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?

19 Bildkontrast Schärfe Rauschen Was bestimmt die Bildqualität?

20 Bildkontraste: –Strahlungskontrast –Dicke, Ordnungszahl, Kompression der Brust, Streustrahlung, Strahlenqualität –Filmkontrast –steile Gradationskurve eines Films –enger Belichtungsspielraum –gut abgestimmte Belichtungsautomatik

21 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

22 Die Modulationsübertragungsfunktion dient dazu optische Übertragungssysteme zu beurteilen und zu vergleichen MTF

23 Bildunschärfen: –Bewegung Patient bewegt sich zu lange Belichtungszeit –Geometrische Unschärfe: Fokusgrösse Abbildungsmassstab –Film-Folienunschärfe Leuchtschicht –Kassettenunschärfe Kassettenandruck

24 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

25 Digitale Mammographie –Unterschiedliche Technologien: Speicherfoliensysteme Festkörperdetektor CsI/aSi Festkörperdetektor aSe/aSi

26 Dynamikbereich ist gross Pixelgrösse (zwischen 30µm und 100µm) Effektive Quantenausnutzung (DQE): Wirkungsgrad, wieviele der auftreffenden Röntgenstrahlen in ein Signal umgewandelt werden Kenngrössen digitaler Systeme

27 Bilddetektion Bildverarbeitung Bilddarstellung Das digitale Röntgen zerlegt den Prozess der Bildenstehung in:

28 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?

29 Analoge Bild-Betrachtungs-Systeme

30 Digitales Bild-Betrachtungs-System: Mamma Report

31 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:

32 Wöchentliche Kalibrierung

33 Dokumentation der Kalibrierung

34 Prüfkörper für die Konstanzprüfung nach PAS

35 Einbau des Prüfkörpers in den Mammomat

36 Auswertung am Mamma Report

37 Messprotokoll der Konstanzprüfung

38 Qualitätskontrolle des Monitors

39 Messprotokoll der Monitor- Konstanzprüfung

40 Informationsquellen aus dem Internet: Konstanzprüfung nach PAS http://wwwalt.med-rz.uniklinik- saarland.de/med_fak/strahlenschutz/Stramed/Texte/Mamm o2005.pdf Konstanzprüfung in der digitalen Mammographie http://www.scanditronix- wellhofer.com/fileadmin/pdf/radiodiagnostics/Loesungen/ MTA_Dialog_Artikel_Mammo.pdf Konstanzprüfungen http://wwwalt.med-rz.uniklinik- saarland.de/med_fak/strahlenschutz/Stramed/Konstanz.ht ml

41 www.cox.at www.cox-radiology.org