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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
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• Fettgewebe
• Drüsengewebe
• Bindegewebe
Aus welchem Gewebe besteht die Brust ?
• Gewebe, das sich in der Dichte kaum
unterscheidet.
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• 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 ?
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Mammomat: Novation
DigitaleMammographie
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• 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 ?
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Festeingestellt ist auf der Konsole des digitalen Mammographiegerätes eine Molybdän/Rhodium Filterung
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• 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?
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Niedrige Röhrenspannung eingestellt auf der Konsole
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• 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?
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• 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?
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Vergrösserungstunnel
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Verschiedene Kompressionspaddel
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• Streustrahlenraster (Schachtverhältnis 4-5)Schachtverhältnis: Quotient aus Lamellenhöhe zu Lamellenabstand
• Linienraster• Zelluläres Raster
Weitere Optimierung der Bildqualität durch:
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• 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?
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• 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?
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• Film-Folien Mammographie
• Digitale Mammographie
Besondere Bildempfangssysteme der Mammographie?
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• 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:
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• 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?
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• Bildkontrast
• Schärfe
• Rauschen
Was bestimmt die Bildqualität?
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Bildkontraste:
– Strahlungskontrast – Dicke, Ordnungszahl, Kompression der Brust,
Streustrahlung, Strahlenqualität– Filmkontrast
– steile Gradationskurve eines Films– enger Belichtungsspielraum– gut abgestimmte Belichtungsautomatik
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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
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• Die Modulationsübertragungsfunktion dient dazu optische Übertragungssysteme zu beurteilen und zu vergleichen
MTF
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Bildunschärfen:
– Bewegung• Patient bewegt sich• zu lange Belichtungszeit
– Geometrische Unschärfe:• Fokusgrösse • Abbildungsmassstab
– Film-Folienunschärfe• Leuchtschicht
– Kassettenunschärfe• Kassettenandruck
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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
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Digitale Mammographie
– Unterschiedliche Technologien:• Speicherfoliensysteme• Festkörperdetektor CsI/aSi• Festkörperdetektor aSe/aSi
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• Dynamikbereich ist gross• Pixelgrösse (zwischen 30µm und 100µm)• Effektive Quantenausnutzung (DQE):
Wirkungsgrad, wieviele der auftreffenden Röntgenstrahlen in ein Signal umgewandelt werden
Kenngrössen digitaler Systeme
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• Bilddetektion• Bildverarbeitung• Bilddarstellung
Das digitale Röntgen zerlegt den Prozess der Bildenstehung in:
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• 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?
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Analoge Bild-Betrachtungs-Systeme
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Digitales Bild-Betrachtungs-System:Mamma Report
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• 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:
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Wöchentliche Kalibrierung
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Dokumentation der Kalibrierung
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Prüfkörper für die Konstanzprüfung nach PAS
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Einbau des Prüfkörpers in den Mammomat
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Auswertung am Mamma Report
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Messprotokoll der Konstanzprüfung
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Qualitätskontrolle des Monitors
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Messprotokoll der Monitor-Konstanzprüfung
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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
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www.cox.at
www.cox-radiology.org