Hanna Lehto, Jenni Korhonen, Anneli Holmström ja Anja Henner, Oamk
Mammografiatutkimukset ovat digitalisoituneet vasta 2000-luvulla ja teknologia kehittyy koko ajan. Full field mammografialaitteet (FFDM) ovat yleistyneet nopeasti, mutta edelleen kuvalevyjärjestelmiä on käytössä niin Suomessa kuin muuallakin maailmalla. Monilla röntgenosastoilla harkitaan kuvalevyistä luopumista ja laitteen vaihtamista digitaaliseksi. Onko toimivaa laitetta järkevää uusia kokonaan vai kannattaako päivittää vanha laite digitaaliseksi? Tässä artikkelissa vertaillaan mammografian suurennuskuvauksen kuvanlaatua FeniX-digitalisointipaketilla päivitetyllä mammografialaitteella suhteessa vastaavaan kuvalevylaitteeseen.
Rintasyöpä on naisten yleisin syöpä Suomessa. Suomalaisille 50–69-vuotiaille naisille tarjotaan kahden vuoden välein mahdollisuutta osallistua rintasyövän seulontatutkimukseen eli mammografiaan. Seulonnalla pyritään havaitsemaan rintasyöpä mahdollisimman aikaisessa vaiheessa. Seulonnoissa käy lähes 90 % kutsutuista naisista. Seulontaan osallistuneista 2–3 prosentilla todetaan jokin löydös, joka vaatii lisätutkimuksia. Löydetyn kohteen suurennuskuvaus on yksi tavallisimmista mammografian lisätutkimuksista. [1]
Mammografian suurennuskuvaus
Suurennuskuvausta käytetään mammografiassa täydentävänä tutkimuksena, kun halutaan saada tarkempi kuva pienistä muutoksista ja mikrokalkeista rinnan rakenteissa. Pienten kohteiden parempi näkyvyys johtuu kontrastikohinasuhteen kasvamisesta, mikä lisääntyy tutkimuksessa käytetyn suurennusasteen mukaisesti. Suurennuskuvaus suoritetaan nostamalla rinta lähemmäs röntgenputkea suurennustornin avulla, jolloin rinnan ja röntgenputken fokuksen välinen etäisyys pienenee. Fokuksen ja kuvareseptorin etäisyys säilyy standardina normaalin mammografiakuvauksen mukaisesti [2].
FeniX on Innomentarium Oy:n kehittämä tuote, jolla analogiset mammografialaitteet Alpha, Perfoma ja Diamond voidaan päivittää digitaalisiksi ja vastaamaan paremmin nykyajan kuvanlaadullisia vaatimuksia. FeniX-päivityspaketin suoradigitaalinen detektori on kliinisesti tutkittu ja todettu laadukkaaksi. Se on helppokäyttöinen ja kustannustehokas tapa jatkaa vanhan laitteen ikää vuosilla eteenpäin. [3]
Taulukuvailmaisimien ja kuvalevyjen eroja herkkyydestä näyttää muutoksia rinnoissa on tutkittu paljon [4,5,6]. Hilan ja fokuskoon vaikutusta kuvanlaatuun ja potilaan saamaan rauhaskudosannokseen on myös käsitelty laajasti eri tutkimuksissa [7,8]. Tässä työssä tutkittiin mammografian suurennuskuvan kuvanlaatua FeniX-digitalisointipaketilla päivitetyllä GE Healthcaren Performa –mammografialaitteella otetuista kuvista. Kuvia verrattiin saman valmistajan kuvalevylaitteella otettuihin mammografian suurennuskuviin. Vertailussa tarkasteltiin fokuskoon ja sähkömäärän muutoksen sekä hilan vaikutusta kuvanlaatuun ja säteilyannokseen.
Aineisto
Tutkimus suoritettiin fantomitutkimuksena. Aineisto kerättiin kahdella GE Healthcaren Perfoma -mammografialaitteella, joista toinen on päivitetty suoradigitaaliseksi Innomentarium Oy:n FeniX-päivityspaketilla, ja toisessa olivat käytössä kuvalevyt. Kuvauksissa fantomi kuvattiin suurennustornin päällä ja valotusautomatiikalla saadut arvot otettiin varsinaiseen kuvaukseen käsiarvoiksi. Suurennuskuvan kuvanlaatua tutkittiin myös lisäämällä ja vähentämällä sähkömäärää yhdellä pykälällä.
Suoradigitalisoidulla laitteella kuvatessa käytettiin kahta erillistä detektorinpidikettä, joista toinen oli hilallinen ja toinen hilaton. Suurennustorni, jonka suurennus oli 1.8-kertainen, kiinnitettiin detektoripidikkeen päälle. Suurennuskuvaukset tehtiin pientä (0.1 mm) ja isoa (0.3 mm) fokusta käyttäen. Kuvalevylaitteella kuvaukset tehtiin ainoastaan ilman hilaa ja pienellä fokuksella 1.8-kertaistavaa suurennustornia käyttämällä. Mammografialaitteiden antamia tuloksia verrattiin keskenään vain kuvista, jotka oli otettu ilman hilaa ja pienellä fokuksella.
Tutkimusaineisto kerättiin kuvaamalla viivaparirasteria ja Gammex 156 -mammografiafantomia eli ACR-fantomia. Viivaparirasterilla tutkitaan kuvan paikkaerotuskykyä ja ACR-fantomi simuloi 4.2 cm:n paksuista rintaa, josta puolet on rasvakudosta ja puolet rintarauhaskudosta. Fantomi sisältää 16 eri kokoista kuvanlaadun tarkkailuun tarkoitettua kohdetta, mutta opinnäytetyössämme tutkittiin ainoastaan matalakontrastisimpia mikrokalkkikertymiä, joita fantomissa oli viisi [9]. Suoradigitalisoidun laitteen kuvia analysointiin myös ImageJ-kuva-analyysiohjelmaa käyttäen.
Suoradigitalisoidulla laitteella parempi kuvanlaatu pienemmällä annoksella
Suoradigitalisoidulla laitteella otetuissa kuvissa nähtiin kaikki 5/5 mikrokalkkikertymää (taulukko 1) kaikilla muilla kuvausarvoilla, paitsi sähkömäärää vähennettäessä. Tällöin nähtiin enää 4/5 mikrokalkkikertymää. Kuvalevylaitteella mikrokalkkikertymiä nähtiin 4/5 huolimatta sähkömäärän muutoksista. Kuvalevylaitteen automatiikka antoi isomman sähkömäärän ja pienemmän putkijännitteen kuin suoradigitalisoitu laite. Myös kuvausaika oli kuvalevylaitteella pidempi. Rauhaskudosannoksia verratessa nähtiin suoradigitalisoidun laitteen suurimman rauhaskudosannoksen olevan 2,39 mGy kuvausarvoilla 31 kV 25 mAs. Kuvalevylaitteella kuvausarvot 25 kV 50 mAs antoivat suurimman rauhaskudosannoksen, joka oli 2,80 mGy. Suoradigitalisoidulla laitteella saatiin kuvalevylaitteen kuvanlaatua vastaava kuva pienemmällä rauhaskudosannoksella, joka oli 1,53 mGy. Samanlaatuisella kuvalla tarkoitettiin, että molemmissa kuvissa nähtiin yhtä monta mikrokalkkikertymää.
TAULUKKO 1. Suoradigitalisoidun ja kuvalevylaitteen arvoja ACR-fantomia kuvattaessa ilman hilaa ja pienellä fokuksella.
Laite | Hila | Fokuskoko | kV | mAs | Mikrokalkit kpl | MGD (mGy) | Kuvausaika (ms) |
Suoradigi | ei | pieni | 31* | 20* | 5/5 | 1,91 | 910 |
ei | pieni | 31 | 25 | 5/5 | 2,39 | 1140 | |
ei | pieni | 31 | 16 | 4/5 | 1,53 | 730 | |
Kuvalevy | ei | pieni | 26* | 40* | 4/5 | 2,25 | 1480 |
ei | pieni | 26 | 50 | 4/5 | 2,80 | 1850 | |
ei | pieni | 26 | 32 | 4/5 | 1,79 | 1180 |
* Lähimpänä valotusautomatiikan antamia arvoja
Molemmilla laitteilla nähtiin viivapari 5.0 lp/mm eli pienin mahdollinen. Kuvalevylaitteella käytettiin suurennustyökalua kuvankatselussa jokaisen pienimmän viivaparin näkemiseen. Ilman suurennustyökalua nähtiin vaihtelevasti viivapareja välillä 3.4–4.0 lp/mm.
Suoradigitalisoidulla mammografialaitteella saatiin parempi suurennuskuvan kuvanlaatu pienemmällä rauhaskudosannoksella kuin kuvalevylaitteella. Aikaisemmissa tutkimuksissa tulokset ovat samansuuntaisia. Digitalisointi ei vaadi uuden laitteen hankkimista paremman kuvanlaadun saamiseksi, vaan vanhan laitteen päivittämistä digitalisointipaketilla voi tutkimuksen valossa suositella. Vanhan päivittäminen uuden ostamisen sijaan on ekologista ja taloudellisesti hyvä ratkaisu.
Tiivistelmä
Suomessa kuvataan monessa
paikassa kuvalevylaitteella. Aiempien tutkimusten mukaan digitaalisilla
laitteilla on parempi kuvanlaatu pienemmillä potilasannoksilla. Innomentarium
Oy on kehittänyt FeniX-digitalisointipaketin Alphan, Perfoman ja Diamondin laitteille.
Tuote on kliinisesti testattu. Tuotteen jatkokehittelynä tutkittiin
FeniX-digitalisointipaketin suurennuskuvan kuvanlaatua
verraten sitä kuvalevylaitteeseen tuottamaan kuvanlaatuun. Tutkimuksesta saadut
tulokset tukivat aiempien tutkimusten tuloksia. Digitalisoidulla laitteella oli
parempi kuvanlaatu pienemmällä potilasannoksella kuin kuvalevylaitteessa
mammografian suurennuskuvauksessa. Analogisen mammografialaitteen päivittäminen
digitaaliseksi uuden ostamisen sijaan
säästää luontoa ja rahaa.
Lähteet:
- Makkonen, K. Rintasyövän seulonta. Sosiaali- ja terveysministeriö. Viitattu 9.3.2020, https://stm.fi/seulonnat/rintasyovan–seulonnat
- Koutalonis, M., Delis, H., Pascoal, A., Spyrou, G., Costaridou, L. & Panayiotakis, G. 2010. Can electric zoom replace magnification in mammography? A comparative Monte Carlo study. Viitattu 12.3.2020, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3473689/pdf/bjr-83-569.pdf
- Innomentarium Oy. 2019a. Viitattu 22.2.2020, https://innomentarium.fi/suomeksi/
- Karellas, A. & Vedantham, S. 2013. Detectors for digital mammography. Viitattu 5.2.2020, https://pdfs.semanticscholar.org/fa6f/a755f549324f52d1038579ce3ce1af54d661.pdf
- Noel, A. & Thibault, F. 2004. Digital detectors for mammography: the technical challenges. Viitattu 5.2.2020, https://www.researchgate.net/profile/Fabienne_Thibault/publication/8234962_Digital_detectors_for_mammogr aphy_The_technical_challenges/links/0c96052f1115529b6a000000/Digital-detectors-for-mammography-Thetechnical-challenges.pdf
- Smith, A. P. 2005. Fundamentals of Digital Mammography: Physics, Technology and Practical Considerations. Viitattu 5.2.2020, https://pdfs.semanticscholar.org/17c3/555157f53d42b96eefaad1d3adf2f176e857.pdf
- Koutalonis, M., Delis, H., Spyrou, G., Costaridou, L., Tzanakos, G., Panayiotakis, G. 2009. Monte Carlo simulation studies of spatial resolution in magnification mammography using the edge method. Viitattu 23.11.2019, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-0221/4/05/P05013/pdf
- [8] Chen, H., Danielsson, M., Xu, C. & Cederström, B. 2015. On image quality metrics and the usefulness of grids in digital mammography. Viitattu 1.12.2019, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4478855/ [9] Supertechx-ray kotisivut. Mammographic Accreditation Phantom: Gammex 156. Viitattu 10.3.2020, https://www.supertechx-ray.com/BreastImagingandMammography/QCC/Gammex-156.php
- [9] Lehto, H. & Korhonen, J. (2020) Suoradigitalisoidun mammografiajärjestelmän kuvanlaatu ja säteilyannos suurennuskuvauksessa. http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202003133420.