Radiol Oncol 2001; 35(Suppl 1): S1-S6. Tehnologija mamografij Lucijan Miklav.i. Ortopedska bolnica Valdoltra, Ankaran, Slovenija Mamografija je specialna radiografska preiskava katere namen je diagnostika karcinoma dojke. S tehni.ne plati mora zagotoviti dobro kontrastno lo.ljivost sprememb v mehkih tkivih, dobro prostorsko lo.ljivost mikrokalcinacij in kontur nasploh (robovi, spikule); to doseiemo kadar je radiografski äum dovolj nizek, da v sliki ne zabriäe teh podrobnosti morfoloäke vsebine. Klju.ne besede: mamografija; tehnologija radioloäka Cilj Mamografija je specialna radiografska preiskava katere namen je diagnostika karcinoma dojke. S tehni.ne plati mora zagotoviti dobro kontrastno lo.ljivost sprememb v mehkih tkivih, dobro prostorsko lo.ljivost mikrokalcinacij in kontur nasploh (robovi, spikule); to dose iemo kadar je radiografski äum dovolj nizek, da v sliki ne zabriäe teh podrobnosti morfoloäke vsebine.1,2 Namen Obstajata dve indikaciji za mamografijo: diagnosti .na preiskava (pri simptomnih pacientkah, ki imajo klini.no pozitivnost) in presejevalna mamografija (pri asimptomnih pacientkah, kjer ni klini.nih sprememb). Pri Naslov avtorja: Lucijan Miklav.i., Ortopedska bolni änica Valdoltra, Jadranska cesta 31, 6280 Ankaran, Tel: +386 66 462100; Fax. +386 66 527185; E-mail: lucijan.miklavcic@ob-valdoltra.si presejevalni mamografiji skuäamo omejiti iarkovno izpostavitev asimptomne populacije, ki je bila vklju.ena v skupino tveganja. Preiskavo moramo opraviti s takänimi tehnolo äkimi reäitvami, da je absorbirana doza zelo nizka, tudi ätevilo projekcij moramo omejiti (le polstranska projekcija).3,4,5 Pri klini.ni mamografiji pa je pristop druga.en . nasproten, prednost damo kvalitetno boljäi tehniki slikanja, tako da je reäitev klini.nega problema bolj zanesljiva, medtem ko iarkovna izpostavitev pacientke ni tako pomembna.6 Oprema Preiskavo opravimo na posebnem aparatu . mamografu, na posebnih detektorjih slike . na mamografskih kasetah. Mamografski generator proizvaja iarke X nizke energije pri nizki napetosti v cevi. V posebni . mamografski rentgenski cevi, ki ima na anodni tar.i namesto volframa molibden (ali rodij), izstopno okno za iarke X pa iz berilija (Z=5), se proizvajajo mehki iarki X. S2 Miklav.i. L / Tehnologija mamografij Mamograf je opremljen tudi s posebnimi filtri (razli.nih debelin molibdena in rodija, v.asih tudi drugih kovin), napravo za stiskanje dojke, Bucky napravami (formata 18(24 cm in 24(30 cm), napravami za pove.avo, za stereotakti.no vodeno igelno biopsijo in ve. koristnimi napravami, ki jih vseskozi omogo. a napredovanje tehnologije.7,8,9 Namesto mamografskih kaset z enoslojnimi mamografskimi filmi so se v prejänjih letih ponekod uporabljale xeroradiografske kasete (iz amorfnega selena). Xeroradiografijo so skoraj vsi opustili, ker so absorbirane doze pri tej preiskavi dokaj visoke. V nekaterih ustanovah uporabljajo namesto mamografskih kaset kasete s folijami fostostimulabilnih fosforjev, digitalno sliko dobimo z lasersko skenirno napravo, sliko pa shranimo na trdem disku delovne postaje. V naslednjih letih pri.akujemo razcvet direktnih digitalnih ploskih detektorjev slike. Digitalna slika se bo tvorila v fiksno vstavljenem detektorju in se bo prenesla na trdi disk mamografskega ra.unalnika. Radiografske reäetke so u.inkovite v mamografiji odkar se uporabljajo organski materiali (namesto aluminija) za prosojne lamele radiografskih reäetk in je gostota lamel dovolj visoka (preko 60 parov lamel/cm).10,11,12,13 Generator Moderni mamografski generatorji so visokofrekven .ni generatorji (do 100 kHz), ki proizvajajo dobro usmerjeno napetost v cevi med 22 in 35 kV. Obi.ajno je najviäji tok v mamografski cevi okoli 100 mA za ve.je iariä.e mamografske cevi (obi.ajno 0,3 mm) ter okoli 25 mA za manjäe iariä.e mamografske cevi (obi. ajno 0,1 mm). Manjäe iariä.e se samodejno vklopi pri namestitvi naprave za pove.a vo.1,14 Cev Sodobne mamografske cevi imajo rotirajo.o anodo, ki omogo.a najve.ji tok v cevi okoli 100 mA za ve.je iariä.e (0,3 mm) in 25 mA za manjäe iariä.e (0,1 mm) pri napetosti v cevi od 22 do 35 kV. Izstopno okno za iarke X je iz berilijeve ploä.ice, ki prepuä.a tudi nizke energije emisijskega spektra iarkov X molibdenove anode (pri standardni radiografski cevi je izstopno okno za iarke X iz steklenega ovoja . pyrex stekla, takäno okno bi mo.no filtriralo koristni del emisijskega spektra mamografske cevi). Standardni dodani filter mamografske cevi je iz molibdenove ploä.ice debeline 0,03 mm. Pred ve. leti so bile v uporabi tudi mamografske cevi s tar.o iz volframove anode, kjer se je uporabljal dodani filter aluminija takäne debeline, da je HVL izstopnega snopa pri napetosti v cevi 30 kV presegel 0,3 mm aluminija. Dobro kontrastno lo.ljivost tkivnih struktur na slikah mamografskih kaset smo dobili z nekoliko niijimi napetosti v cevi z volframovo tar.o v primerjavi s slikami, ki so bile narejene s cevjo, ki je imela molibdenovo tar.o. Kadar pa smo namesto mamografske kasete uporabljali xeroradiografsko kaseto je bil izstopni snop mo.neje filtriran z dodanim filtrom aluminija debeline od 1 do 2 mm, napetost v cevi pa je bila med 40 in 50 kV (Tabela 1). Na triiä.u je ie ve. let ob mamografski cevi z molibdenovo anodo posebna mamografska cev, ki ima ob molibdenovi tar.i tudi tar.o iz rodija. Zna.ilni emisijski spekter mamografske cevi rodijeve tar.e je primernej äi za slikanje gostejäih dojk, ki so bolj pogoste pri mlajäih in pri mastopati.nih pacientkah. V Tabeli 2 sta dodani tudi zna.ilni energiji Ka in Kb volframove tar.e (poäevni znaki), ki se v mamografiji sploh ne moreta dose.i, tako da volframova anoda pri nizkih napetostih v cevi, ki se uporabljajo v mamografiji oddaja le zvezni del emisijskega spektra. Radiol Oncol 2001; 35(Suppl 1): S1-S6. Miklav.i. L / Tehnologija mamografij S3 Tabela 1. Izbira napetosti v cevi in dodanega filtra za dobro tehniko mamografskega slikanja na mamografske oziroma xeroradiografske kasete s cevjo z molibdenovo in volframovo anodo Receptor slike Anodna tar.a Napetost v cevi Dodani filter Mamografska kaseta Molibden 25 do 35 kV 0,03 mm molibdena Mamografska kaseta Volfram 22 do 32 kV 0,5 mm aluminija Xeroradiografska kaseta Volfram 40 do 50 kV do 2 mm aluminija Tabela 2. Atomsko ätevilo Z in karakteristi.na energija dveh konic (Ka in Kb) emisijskega spektra anode z molibdenovo, rodijevo in volframovo tar.o Anodna tar.a Z Ka Kb Molibdenova tar.a 42 17,4 keV 20,0 keV Rodijeva tar.a 45 20,2 keV 23,2 keV Volframova tar.a 74 59,3 keV 67,2 keV Izbira tar.nega materiala in filtra je lahko dolo.ena z algoritmom, tako da ju program ra.unalnika samodejno dolo.i glede na debelino stisnjene dojke: molibdenova anoda in tanek filter iz molibdena se avtomati.no izbereta za mo.no stisnjene dojke, za debelejäe dojke pa se samodejno dolo.ijo druga.ni pogoji slikanja vse do izbire rodijeve tar.e z najbolj debelim filtrom iz rodija. Pri kontrolni preiskavi pa tehnika slikanja ni nujno avtomati .na, bolje je, .e odlo.itev inienirja ali radiologa temelji na oceni gostote ileznega tkiva iz predhodnih preiskav.1,14 Mamografski sistemi folija film Standardni mamografski sistem folija film je sestavljen iz ene folije, ki je v stiku z emulzijo enoslojnega filma. Folija in film sta v posebni kaseti, katere ohiäje dobro prepuä.a iarke X nizke energije. V zaprti kaseti mora delovati mo.na sila med povräino folije in filma, tako da je stik teh povräin zelo dober. Dvoslojni mamografski sistemi folija film se lahko uporabljajo v presejevalni mamografiji, kjer je pomembneje dose.i niijo dozo za populacijo, pri tem pa sprejmemo nekoliko slabäo prostorsko lo.ljivostjo slike. Dvoslojni mamografski filmi so v primerjavi z enoslojnimi manj ob.utljivi za spremembe parametrov, ki vplivajo na kakovost pri razvijanju. Enoslojne filme moramo razviti v prirejenem razvijalnem aparatu, katerega ne potrebujemo pri nekaterih dvoslojnih mamografskih filmih.1,14,15,16 Reäetke Radiografske reäetke so u.inkovite v mamografiji odkar se uporabljajo organski materia- li (namesto aluminija) za prosojne lamele radiografskih reäetk in je gostota lamel dovolj visoka (preko 60 parov lamel/cm). Bucky naprava ni potrebna, .e je gostota lamel okoli 100 in ve. parov lamel/cm, saj je slika tako gostih lamel nevidna in ne moti prikaza mikrokalcinacij. 17 Razmerje reäetke R je pri mamografski reä etki okoli 5, te reäetke imajo dokaj nizek Bucky faktor (med 2 in 3). Zato sodobne mamografske reäetke prepuä.ajo dokaj dobro primarno sevanje, hkrati je razmerje S/P (med sipanjem in primarnim sevanjem) v izstopnem snopu iarkov X iz dojke dokaj nizko. Naprava za stiskanje in nastavitev Naprava za stiskanje dojke je sestavljena iz pomi.ne ploä.e, ki je prozorna in radiotransparentna. Pri stiskanju dojke je pomi.na ploä.a vedno vzporedna z mamografsko kaseto. Stiskanje dojke doziramo z elektri.no ali pnevmatsko napravo, ki pomika kompresijsko ploä.o proti kaseti. Radiol Oncol 2001; 35(Suppl1): S1-S6. S4 Miklav.i. L / Tehnologija mamografij Slika stisnjene dojke je kontrastnejäa, ekspozicisjko bolj egalizirana in je pridobljena pri niiji incidentni ekspozicijski dozi. .im tanjäa debelino tkiv doseiemo tem boljäa je jasnost prikaza sprememb: kontrast slike je viäji, ker se faktor S/P zmanjäa, zaradi sovpadanja manj slojev tkiv pa je analiza slike olajä ana. Verjetnost premikanja med ekspozijo je pri stisnjeni dojki zmanjäana in je zato mo.no zmanjäano ätevilo neuporabnih posnetkov. Najbolje je, da stiskanje dojke omejuje pacientka sama do stiskalne sile, ki jo äe prenese. Pomemben podatek je tudi sila ali pritisk, ki deluje na dojko in debelina stisnjene dojke; radioloäki inienir ali radiolog mora pred ekspozicijo dojke z iarki X oceniti ali je doseiena kompresija res najve.ja in jo primerjati s podatki predhodnih slikanj. V digitalnih tehnikah bi moral biti v DICOM sliki zapisan tudi ta podatek.1,14 Kolimator in vizirni svetlobni snop Sovpadanje kolimatorja za iarke X s svetlobnim vizirnim snopom omogo.a preverjanje poloiaja dojke pred ekspozicijo z iarki X, tako da bo cela dojka zajeta na sliki. Aparat mora omogo.ati to tudi za posebne projektivne nastavitve, ki jih opravljamo redkeje. AEC (Automatic Exposure Control) Pomemben napredek v kvaliteti mamografije je bil doseien z uveljavitvijo elektronske naprave za avtomatsko ekspozicijo, ki dolo.a prekinitev ekspozicije z iarki X v trenutku kadar je koli.ina ionizirajo.ega sevanja, ki je padlo na kaseto tolikäna, da bo .rnitev filma optimalna (OD okoli 1,5). V ve.ini primerov gre za ionizacijske celice, ki merijo ionizacijo emergentnega ionizirajo.ega sevanja iz kasete. V.asih je potrebno prilagoditi nastavitve AEC naprave v odvisnosti od debeline ali ra zli.ne tkivne strukture dojke, tako da dose iemo nekoliko daljäe ali krajäe ekspozicijske .ase (nastavitev AEC v pozitivne ali negativne to.ke, kjer je obi.ajno premik za eno to.ko 0,1 log RE). Ponovljivost sistema AEC je posebno pomembna kadar delamo na oddaljenih delovnih mestih, .e mamogramov ne razvijamo sproti.1,14 Absorbirana doza S spremembami razli.nih parametrov v tehniki slikanja lahko pomembno spremenimo absorbirano dozo v ileznem tkivu dojke. Izbrani detektor slike (sistem folija film) ima ob.utljivost, ki je dolo.ena s parametrom relativna hitrost sistema. Relativna hitrost je pri raznih sistemih folija film lahko zelo razli. na, posebno .e primerjamo enoslojne in dvoslojne sisteme. Pri istem proizvajalcu je obi.ajno relativna hitrost dvoslojnih sistemov dvakrat viäja v primerjavi z enoslojnimi; relativna absorbirana doza pa je obratno sorazmerna relativni hitrosti. V mamografija z reäetko so absorbirane doze mnogo viäje, relativno poviäanje doze dolo.a Bucky faktor: tako je relativno pove.anje absorbirane doze enako Bucky faktorju, ki je obi.ajno med 2 in 3. Emisijski spekter rentgenske cevi zavisi od narave materiala v tar.i anode (volfram, molibden, rodij), napetosti v cevi (22 do 35 kV ali do 50 kV pri volframovi tar.i), svojstvenega filtriranja . materiala in debeline izstopnega okna (berilij ali pyrex steklo), dodanega filtriranja . materiala in debeline vseh dodanih filtrov (obi.ajno molibden in rodij pri molibdenovi tar.i in aluminij pri volframovi tar.i). Absorbirana doza je niija, .e uporabimo viäjo napetost v cevi, saj dobimo snop, katerega emisijski spekter vsebuje ve. viäjih energij, to pa zmanjäuje svojstveni kontrast. Na.elno je zniianje kontrasta äkodljivo, le v primeru visoke gostote ileznega tkiva (pri Radiol Oncol 2001; 35(Suppl 1): S1-S6. Miklav.i. L / Tehnologija mamografij S5 mlajäih in mastopati.nih pacientkah) dose iemo koristne kvalitetne spremembe slike. V gostih dojkah je zaradi zmanjäanja svojstvenega kontrasta razäirjeno obmo.je ekspozicij z vidnim prikazom struktur na sliki. Na primer v zelo gostem ileznem tkivu mastopati .ne dojke lahko prikaiemo mikrokalcinacije. Absorbirana doza je pribliino enaka ne glede na to ali smo izbrali manjäe ali ve.je iariä.e mamografske cevi (razen pri zelo dolgih ali zelo kratkih ekspozicijskih .asih, kjer relativna hitrost sistema zniiana). Maä.obno tkivo v dojki pomembno prispeva boljäi kontrastni lo.ljivosti slike. Prikaz patoloäkih sprememb je jasnejäi in je doseien pri niiji absorbirani tkivni dozi, .e dojka vsebuje ve. maä.obe. Maä.obno tkivo ima namre . viäji HVL, torej prepuä.a ve.ji delei snopa iarkov X, pa tudi manj sekundarnega sevanja se sipa iz maä.obnega tkiva.1,14 Neostrost slike Neostrost slike zaradi geometri.ne neostrosti, ki je vzrok polsence (Ug), zavisi od faktorja pove.ave (M) in od dimenzije iariä.a mamografske cevi (f). Ug = f (M-1) Geometri.na neostrost omejuje uporabo pove .ave, ki je smiselna do faktorja pove.ave 2. Drugi vzroki neostrosti so äe neostrost zaradi premika, ki je manj verjetna pri krajäih ekspozicijskih .asih pridobljenih s pravilno uporabo stiskalne naprave ter neostrost detektorja slike, ki zavisi predvsem od debeline oja.evalne folije.1,14 áum slike Glavni vzrok äuma slike je v statisti.ni fluktuaciji absorbiranih fotonov, ki prispevajo tvor jenju slike. Statisti.ne fluktuacije pri emisiji iarkov X iz rentgenske cevi definiramo kot kvantni äum. Pri prehodu mamografske tehnike slikanja z industrijskimi filmi k tehniki slikanja na sistem folija film je bilo doseieno zelo visoko zmanjäanje absorbirane doze in vzporedno s tem zmanjäanje koli.ine iarkov, ki so bili potrebni za pridobitev mamografske slike (faktor med 10 in 100). Ker pa industrijski film prepuä.a velik delei rentgenske svetlobe, ki vpada nanj in ker folija zelo dobro absorbira rentgensko svetlobo ni pomembnih sprememb v äumu slik. Gre torej za veliko ve. jo absorbcijo iarkov X v foliji v primerjavi s filmom, ki je definirana v slikotvornem dele iu rentgenske svetlobe kot QDE (Quantum Detection Efficiency). V sistemih folija film lahko zmanjäamo kvantni äum slik posredno z uporabo manj ob.utljivega filma in z zviäanjem ekspozicijskih pogojev.1,14 Literatura 1. Curry TS, Dowdey JE, Murry RC. Christensen's introduction to the physics of diagnostic radiology. 3th ed. Philadelphia: Lea & Febiger, 1984. 2. Eklund GW, Cardenosa G, Parsons W. Assessing adequacy of mammographic image quality. Radiology 1994; 190: 297-307. 3. van Dijck JA, Verbeek AL, Hendriks JH, Holland R. One-view versus two-view mammography in baseline screening for breast cancer: a review. Br J Radiol 1992; 65: 971-6. 4. Larsson LG. Controversies in screening with mammography. Acta Oncol 1997; 36: 675-9. 5. Clark RA. Economic issues in screening mammography. Am J Roentgenol 1992; 158: 527-34. 6. Mettler FA, Upton AC, Kelsey CA, Ashby RN, Rosenberg RD, Linver MN. Benefits versus risks from mammography: a critical reassessment. Cancer 1996; 77: 903-9. 7. Haus AG. Technologic improvements in screen- film mammography. Radiology 1990; 174: 628-37. Radiol Oncol 2001; 35(Suppl1): S1-S6. S6 Miklav.i. L / Tehnologija mamografij 8. Vyborny CJ, Giger ML. Computer vision and artificial intelligence in mammography. Am J Roentgenol 1994; 162: 699-708. 9. Nielsen B. Technical aspects of mammography. Curr Opin Radiol 1992; 4: 118-22. 10. Kimme-Smith C. New and future developments in screen-film mammography equipment and techniques. Radiol Clin North Am 1992; 30: 55-66. 11. Schilling RB, Cox JD, Sharma SR. Advanced digital mammography. J Digit Imaging 1998; 11(3 Suppl 1): 163-5. 12. Schmidt RA, Nishikawa RM. Clinical use of digital mammography: the present and the prospects. J Digit Imaging 1995; 8(1 Suppl 1): 74-9. 13. Cowen AR, Parkin GJ, Hawkridge P. Direct digital mammography image acquisition. Eur Radiol 1997; 7: 918-30. 14. Rothenberg LN. Physical aspects of mammography. In Taveras Ferrucci Radiology. DiagnosisImaging- intervention Vol.1 Ch 9. Philadelphia: JB Lippincott Company, 1996. 15. Haus AG, Yaffe MJ. Screen-film and digital mammography. Image quality and radiation dose considerations. Radiol Clin North Am 2000; 38: 871-98. 16. Yaffe MJ. AAPM tutorial. Physics of mammography: image recording process. Radiographics 1990; 10: 341-63. 17. Barnes GT. Scatter control in imaging recording. In Taveras Ferrucci Radiology. Diagnosis-Imagingintervention Vol.1 Ch 4. Philadelphia: JB Lippincott Company, 1996. Radiol Oncol 2001; 35(Suppl 1): S1-S6.