Digitální mamografie
Brno - Myslivna, 8.-9.4.2010
Současný stav legislativy
V „Doporučení“ se klade důraz na účast místního radiologického fyzika. Při zkouškách moderních mamografických zařízení, hlavně u DDR systémů, se přednostně vychází z rozsahů a frekvence periodických testů, dodaných a hodnocených softwarem výrobce. Tento dokument rozšiřuje případně rozsah zkoušek požadovaných výrobcem rtg zařízení.
Technické parametry, doporučené a požadované tolerance, neuvedené v tomto Věstníku, se řídí dokumentem „European Guidelines for Quality Assurance in Breast Cancer Screening and Diagnosis“. Při radiologických činnostech musí být k dispozici (například na základě pracovně právního vztahu, smlouvy apod.) radiologický fyzik s příslušnou specializovanou způsobilostí v oblasti radiodiagnostiky, který v případě potřeby poskytuje konzultace o optimalizaci, včetně dozimetrie pacientky, zabezpečování jakosti, včetně operativního řízení jakosti, a který v případě nutnosti poskytuje poradenství v záležitostech týkajících se radiační ochrany při lékařském ozáření.
Dopady pro pracoviště ¾
¾
¾ ¾
Tvorba metodik a realizace ZPS se v těchto podmínkách stává téměř výhradní záležitostí každého konkrétního pracoviště. Nezastupitelnou a vůdčí roli v tomto procesu musí sehrát místní radiologický fyzik každého pracoviště. Jde o snahu maximálně se přiblížit evropským standardům. V těchto podmínkách není vzhledem k různorodosti vybavení pracovišť možnost realizace kurzů ZPS v podobě, jaké jsme v MOÚ prováděli pro filmovou mamografii.
Něco z terminologie
Nyní si vysvětleme některé důležité pojmy, se kterými se budete setkávat a hledejme jejich obsah v podmínkách filmové a digitální mamografie
Digitalizace mamografie ¾
Nepřímá (CR)
¾
Přímá (DDR) z
S nepřímou konverzí
rtg → světelné fotony → elektrický signál z
S přímou konverzí
rtg → elektrický signál
Filmová versus digitální mamografie Rtg film ¾ Latentní obraz
Digitální receptor ¾ Surová data (RAW) z
¾
Zpracování z
¾
¾
Vyvolávací automat
Rtg snímek
Zpracování z
¾
For processing Matematický aparát
Obraz z
For presentation
Definice pojmů ¾ ROI
– Region Of Interest (oblast zájmu) ¾ PV, p-value – Pixel Value (střední hodnota pixelu) ¾ SD – Standard Deviation (směrodatná odchylka) ¾ Surová data – RAW data - For Processing (data určena ke zpracování) ¾ Zpracovaná data – For Presentation (data určena k prezentaci)
Filmová versus digitální mamografie Rtg film ¾ Referenční bod
Digitální receptor ¾ Referenční ROI
¾
Denzita (optická hustota, zčernání, OD …)
¾
Střední hodnota pixel (pixel value, p-value, PV …)
¾
Závoj
¾
Šum (směrodatná odchylka, SD)
ROI, p-value, SD Kde to najdu? ¾ Je
jedno v jakém prohlížeči a na jakém monitoru hodnotím, PV i SD jsou typickou vlastností obrazů.
Střední hodnota pixel Surová data ¾ Bílá = 0 n ¾ Černá = 2
Procesovaná data n ¾ Bílá = 2 ¾ Černá = 0
n = bitová hloubka (u procesovaných dat obvykle 12, u surových dat více). Co to reprezentuje? 212 = 4096 stupňů šedi mezi černou a bílou.
Filmová versus digitální mamografie – definice pojmů ¾
Senzitometrická křivka
¾
Funkce odezvy
Senz itometrická křivka
Funkce odezvy
5,00
4,50
3500,00 4,00
S třední hodnota pixelu [-]
3000,00 3,50
O D
3,00
2,50
2,00
1,50
R2 = 1
2500,00
2000,00 1500,00
1000,00 500,00
1,00
0,00 0,50
0,00
0,00 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
Dopadov á kerma Ki [mGy]
Expoziční krok
Střední hodnotě pixel je pro prezentaci na monitoru potřeba přiřadit určitou hodnotu jasu.
Monitor – nástroj pro prezentaci výsledků vyšetření ¾
¾ ¾
¾
Tak jako v podmínkách filmové mamografie jsou kladeny mimořádné požadavky na kvalitu filmu a jasu negatoskopu, v digitální mamografii je prostředkem zobrazení monitor (displej). Nelze proto použít jakékoliv monitory. Mezi nejdůležitější parametry medicínských monitorů patří rozlišení (5MP), jas, kontrast a možnost kalibrace dle DICOM křivky. Věnujme se proto v další části právě monitorům.
Co na to lidské oko? Lidské oko je schopno diferencovat 172 úrovní šedi (~8 bit = 256). V černé lépe, v bílé hůře. Bartenův model, JND. Kalibrace monitorů dle DICOM křivky !!! W (šíře okna)
×
L, C (střed okna)
450,00
400,00
400,00
350,00
350,00
300,00
300,00
250,00
250,00
jas
jas
450,00
200,00
200,00
150,00
150,00
100,00
100,00
50,00
50,00
0,00
0,00
0
500
1000
1500
2000
2500
p-value
W: 4095, L: 2048
3000
3500
4000
4500
0
500
1000
1500
2000
2500
p-value
W: 500, L: 1600
3000
3500
4000
DICOM GSDF 450,00
Kalibrovaný monitor převádí p-value na určitou hodnotu jasu podle standardní funkce (GSDF).
400,00 350,00
jas
300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00
0
500
1000
1500
2000
2500
p-value
3000
3500
4000
4500
GSDF - Kontrastní odezva 1 0,9 0,8
dL/L
0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2
0
500
1000
1500
2000
2500
p-value
3000
3500
4000
4500
Kalibrace monitoru 1,200 1,100 1,000 0,900
GDF GSDF
dL/L
0,800
+10% -10%
0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0
500
1000
1500
2000
2500
p-value
3000
3500
4000
4500
Taskgroup 18 (TG 18)
Geometrická deformace zkušebního obrazce na diagnostickém monitoru
Vodorovné linky
Svislé linky
Viditelnost kontrastu - rozlišení stupňů šedi diagnostického monitoru
11 10 9
8
7
6
12
5
13
4
14
3
15
2
16
1
Kontrola artefaktů obrazu (displeje)
Hodnocením softwarově generovaného zkušebního obrazce se sleduje též přítomnost nežádoucích struktur, které by mohly vést ke špatné diagnostické informaci.
Rozlišení 5 čtverců po 4 polích (celkem 20 objektů)
Důležité: Zobrazit 1:1, tj. pixel na pixel (2048×2048)
Osvětlení okolí Filmový provoz ¾ ¾
≤ 50 lx Jas negatoskopu min. 3500 cd/m2
Digitální provoz ¾ ¾
≤ 10 lx Jas monitoru 400 až 450 cd/m2
Rozsah jasu P-value černá = 0
P-value bílá = 4080
Kontrast monitoru = max. jas (bílá) / min. jas (černá) Pozor na nastavení středu a šíře okna !!!
Stupně šedi displeje ¾ Jde
vlastně o ověření, je-li monitor kalibrován podle DICOM křivky.
Stupně šedi displeje 18 obrazců (TG18-LN12-1 až 18) ¾ W = 4080, L = 2040 ¾ PV = 0 až 4080 s krokem 240 ¾
Stupně šedi displeje 1,200 1,100 1,000 0,900
GDF GSDF
dL/L
0,800
+10% -10%
0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0
500
1000
1500
2000
2500
p-value
3000
3500
4000
4500
Homogenita jasu
Homogenita = [(Lmax – Lmin) / Lcentre] × 100%
Děkuji za pozornost
