乳腺x线文献.docx

1、乳腺x线文献国ACR “临床实践指南一影响数字乳腺 X线摄影图像质量的要素” (1 )作者：加拿大H.R.R医院李清军翻译PRACTICE GUIDE LINE FOR DETERMINANTS OF IMAGE QUALITY IN DIGITAL MAMMOGRAPHY编者按：至今，数字 X线影像的评价标准在全球还没有制定岀来，的确有一定的难度。 但是，美国、欧洲都在着手向数字 X线影像的评价标准推进。今天，我们把美国放射学院(ACR) 2007年发表的“ AC临床实践指南一一影响数字乳腺X线摄影图像质量的要素”拿来，设想从中找到一些可以借鉴的思路和方法，以便用来推动常规数字 X线摄影评价

2、标准的制定。我们将分期刊登！供网友们借鉴、参考！I前言(INTRODUCTION )该指南主要由美国放射学院( American College of Radiology ，ACR)、美国医学物 理师协会(American Association of Physicistsin Medicine ，AAPM )和医学影像信息协会(Society for Imaging Informatics inMedicine ，SIIM )等，基于调研临床和医学物理师对数字乳腺图像的考察报告、专家经验和图像质量合作开发岀版物的基础上而共同创建的。指南中的许多部分都是力争在最先进的数字乳腺 X线摄影图像质量

3、控制的技术水平， 给放射医师、医学物理师、放射技师在图像的采集，显示和储存等方面，提供更加深入而直接的知识。决定图像质量的基本要素，取决于图像能否显示乳腺肿瘤的如下特征：1肿块的结构特征；2钙化灶形态和空间结构；3乳腺正常结构的变异；4左右乳房的非对称性；5 与先前图像比较，清晰显示新出现的、细小的异常解剖密度。人员资格和职责 (QUALIFICATIONS AND RESPONSIBILITIES OF PERSONNEL )诊断医师、医学物理师和乳腺技师必须达到由美国食物和药品管理局( Food andDrug Administration , FAD )制定的乳腺 X线摄影质量标准法规(

4、Mammography Quality Standards Act , MQSA )的要求，在使用乳腺摄影设备之前必须要有至少 8小时的培训。山数字乳腺摄影图像的采集( DIGITAL MAMMOGRAPHY IMAGE ACQUISITION )数字乳腺摄影图像的采集、显示和存储是分别进行的，可以逐个进行最优化。 X线探测器对使用的X线强度起着决定性的作用，可以高效吸收X线而产生电子信号，再进行数字化进而储存于计算机。输岀图像是二维数据阵列，可以在高分辨率显示器上也可以在打印的激光照片上显示乳腺诊断需要的信息。一旦购买并安装、校准和验收测试完成之后，一定要按着 FDA的要求进行保养和维护检测

5、。技师按期完成质量测试程序；合格的医学物理师进行年检(或按规定进行)。目前图像采集系统的检测是由 FDA认定的生产商进行检测。目前具有很多探测器种类，主要有以下几种：1.平板薄膜晶体管(thin-film-transistor ，TFT)阵列，分为两类：a 间接探测(X线被吸收后转换成光再转换成电信号)b 直接探测(X线被吸收后直接转换成电信号)2狭缝扫描电荷耦合器件（CCD ）阵列形式系统。3.光激励存储荧光体（PSP）探测和读取（CR）4.未来的其他技术包括：a. CCD大范围探测器b 直接光子记数探测器。组织包含范围、空间分辨率、对比度、动态范围、噪声和伪影消除等决定了图像的整体质量，从

6、而决定了乳腺的解剖细节和病理变化是否能被显示。A 组织的包含范围取决于摄影体位和乳腺的位置。以下因素影响组织的涵盖：1. X线管、准直器、压迫装置以及患者和探测器的几何位置关系要求 X线束在尽量靠近胸壁处与探测器成切线关系。2.探测器靠近胸壁侧的非成像区域不能大于 7mm，典型的数字成像设备在 47mm的范围内。3.乳腺摄影通常采用 CC位和MLO位，在CC位时乳房乳头后线（乳头到图像后缘之 间的距离）与MLO位（乳头与胸大肌前缘之间的垂直距离）相差不能大于1cm。在MLO位时，胸肌前缘必须是凸起的，而且下缘至少应延伸至乳头后线下放1cm处。在MLO图像上乳头后线大约成45 。4巨大乳房多次成

7、像后再次拼接技术受很多因素的影响，如体位，压力等。Q jaa 12011-10-18 22:33:53#2自由飞翔B空间分辨率可以进行定性和定量分析空间分辨率的丢失主要由于几何学的模糊、荧光接受器内荧光扩散引起 的模糊、探测器元件的尺寸和厚度、相对 X线源在曝光过程中乳腺或探测器的运动等引起的。空间分辨率对图像的影响在显示针状结构或 微小钙化时最为明显。显示内容、外形以及边缘对于区分良恶性肿 瘤非常关键。但空间分辨率又是由诸多因素决定的（量子斑点和电子噪 声等）：1.定性分析是使用星卡或线对卡进行测试。 测试探测器的固有空间分辨率时，将矩形波测试卡固定在探测器表面以消除运动和焦点模糊。而在测试

8、系统的空间分辨率（包括焦点）时，要将矩形波测试卡置 于临床的典型放大倍数上。数字成像设备的行与列的空间分辨率是 不同的，要分别进行测试。2.定量测试是使用调制传递函数（ modulation transfer function ,MTF ）进行计算测试。可以使用狭缝或刃边成像方式进行测试。3.几何学的模糊可以通过以下几种方法进行改善和限制。 使用小焦点成像（放大摄影时焦点要小于 0.1 ）;尽量减小物体与成像介质之间的距离；增大焦点到介质之间距离（ 60-65cm ）。几何学的模糊主要是因为乳腺成像表面与探测器之间存在 1-2cm的距离，而且焦点的实际尺寸大于标称尺寸（美国国家电器制造商协会（

9、 National ElectricalManufacturers Association ，NEMA ）的允许范围为 1.5 倍），还有 在探测器平面上有效焦点尺寸的不一致性 （靠近胸壁侧的焦点尺寸大）4探测器单元的尺寸。阵列（TFT和CCD）探测器是由独立的像素矩阵组成的，每个像素具有一定的活性范围（ d），周围是对射线不敏感 的区域。相临像素中心之间的距离称为 p（ pitch ），通常情况下p大于da .对于方形的像素而言，相对敏感面积（ d2/p2 ）称为填充因子，在一 定程度上决定着探测器的几何辐射效率。b 像素体现了空间分辨率的极限， d越小空间分辨率越高。c.在空间分辨率为 1

10、/d时，MTF=O。像素为50µm 时，空间分 辨率是20像素/mm。为了避免混叠效应，最大空间频率必须小于 1/(2p)(Nyquist 频率)。5.空间分辨率、信噪比(signal-to-noise ratio ，SNR)、辐射剂量要求、生产技术和成本决定了探测器的生产和设计。增加动态范围和提高信噪比就会损失空间分辨率， p=10 0& #181;m ，其采样频率是10像素/mm ，Nyquist 频率是5线对/mm ; p=50µm ，其采样频率是20像素/mm ，Nyquist 频率是10线对/mm。6“预采样MTF”将探测器采样过程所产生的固有模糊分离开来，它 的

11、测量可通过对刃边或狭缝成像来实现。测量时将狭缝或刃边的放置 与探测器矩阵的轴向呈一小角度。7. X线转换材料产生的探测器的特殊模糊a.闪烁体转换器。对于闪烁体转换器而言，第一个模糊源来自于闪烁体内部的散射，取决于闪烁体的厚度、晶体结构、反射和吸收特性。b .直接平板转换器必须有适当的电压在电子到达电极之前将电子对分开。c.对于光激励发光(PSP)成像的空间分辨率是由激光束的尺寸决定的。 在扫描方向上，像素尺寸是由像素采样时间决定的，在与扫描方 向垂直的方向上，像素尺寸是由连续的激励光之间的移动距离决定的。激光束的有效尺寸是由实际的光束尺寸和在荧光体内的散射共同决 定的。R3回m 日报苦2011

12、-10-18 22:38:17#3自由飞翔8.数字乳腺摄影的运动模糊是由在摄影过程中乳腺的运动造成的， 可以通过缩短曝光时间和使用压迫而降低。a 提高摄影kVp，缩短曝光时间，通过后处理来降低噪声，提高 SNR。b放大摄影需要小焦点，低 mA，长曝光时间，模糊取决于乳腺的运动 速度、曝光时间、放大程度。c.对于狭缝扫描 CCD （scanned slot charge-coupled device ，SSCCD）系统而言，乳房运动会导致运动前后所获得解剖结构的影像失配伪影。C对比度分辨率（摄影对比度）对比度分辨率是指显示影像中兴趣结构与其周围区域（至少 1cm2 ）的信号幅度差异，受物体对比度

13、和显示对比度的影响。高对比度对于显示低对比乳腺组织、微小钙化点和软组织的边缘结构特性尤其重要。1 .物体对X线的衰减吸收很大程度上取决于由靶物质产生的 X线质、kVp，和滤过（固有和附加滤过）。a .钼靶X线设备产生的特征辐射线质范围 17.9-19.5keV。0.025-0.03mm 的钼滤过吸收15keV以下的光子能量使线质提高到20keV以上。对于2-5cm厚的乳房摄影，25-28kVp的电压可以获得较高的物体对比度，同时避免过高的辐射剂量。b .对于较厚和/或较致密（5-7cm ）的乳房，应该使用高能 X线。一般使用28kVp以上的电压，使用钼靶、钼滤过（0.030mm ）或铑滤过（0

14、.025mm ）。对于致密腺体组织，使用铑滤过的线质可达到 15-23 keV（包括钼的特征辐射）。c.使用铑靶和大于28kVp的管电压可以获得20-23 keV的线质（0.025mm 铑滤过）。对于十分致密而难以穿透的乳房，这种能谱保 留物体对比度的同时降低辐射剂量。d .钨靶球管的有利方面是缩短曝光时间。 使用不低于0.05mm的钼和铑滤过也获得理想的乳腺摄影能谱，但不含特征辐射。较厚的滤过可以 衰减钨靶发出的无用的 L X线。合理选择摄影kVp和滤过材料可以获得 满意的对比度和腺体剂量。2.由于数字乳腺X线摄影影像可以调节显示对比度，因此摄影 kVp 可选择的更高，25-35kVp （屏

15、-片系统是22-32kVp ）。尤其对于大或 高密度乳腺摄影，可在降低辐射剂量的同时保证信噪比不变。3. S/P是指散射线与原发射线的比率。散射线降低图像的对比度，掩盖 有用信息。当S/P大于1时线束已经没有应用价值。数字乳腺摄影后处 理可以通过选择性地去处理低频散射线而提高整幅图像的对比度。4.为乳腺摄影设计的滤线栅减少了散射线， 改善了图像对比度，但已患者腺体剂量的增加为代价。a 线性滤线栅是条状分布的。b 网格状滤线栅是由铜片制作的。c. SSCCD使用狭缝扫描技术，所以不必使用滤线栅，因此可以降低辐 射剂量。d . SSCCD系统使用一束窄束扫描 X线，不需要使用滤线栅。相对于使 用滤线栅的大视野（LFOV ）屏-片乳腺摄影和LFOV数字乳腺摄影系统 来说，SSCCD系统可显著降低剂量。5乳腺压迫同样可以提高图像的对比度，降低患者的辐射剂量。6.总体的摄影对比度决定于物体对比度和显示对比度， 在胶片上表现为相邻两点之间的光学密度差异而在显示器上则表现为相对亮度之间的不 同。a 以数字形式存储的信号正比于穿过乳腺的辐射剂量