het dosimetrie model in de mammografie.ppt [alleen-lezen] … · 2017. 3. 13. · 8.0 1.307 1.299...
Post on 06-Oct-2020
0 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Het standaard model voor
dosimetrie in de mammografie
26 maart 2010
Ruben van Engen
Overzicht
• Inleiding
• Model van de borst (Hammerstein 1979)
• Model van Dance (1990)
• Correctie voor compositie en • Correctie voor compositie en röntgenspectra (Dance 2000)
• Nieuwe S-factoren (Dance 2009)
• Europese richtlijn dosislimieten
• Dosis referentie niveau’s
Inleiding
Midden jaren ’70 begin jaren ’80:
- Risico schatting mammografie werd belangrijk
- Introductie van verschillende grootheden:- Introductie van verschillende grootheden:
Mid-breast dose
Mean breast dose
Average glandular dose (Mean glandular dose)
- Aanbevolen door ICRP in 1987
Inleiding
• Mean glandular dose is niet direct meetbaar
• Intree Kerma in lucht wel meetbaar
• Met behulp van modellen moet de • Met behulp van modellen moet de glandulaire dosis berekend worden uit de Intree Kerma in lucht
Model van de borst (Hammerstein 1979)
- 5 mm huidrand (vet)
Hammerstein (1979)
- 5 mm huidrand (vet)
- Kern: homogene mix van vet en glandulair weefsel
- 50% klierweefsel, 50% vetweefsel
CC projectie
Dwarsdoorsnede
Dance (1990)
Aanname:
- Model van de borst (Hammerstein)
- Compressieplaat aanwezig
- Bucky tafel
- Mo/Mo anode/filter combinatie
Dance (1990)
MGD = Kair · g
g-factor: fractie van de energie welke
geabsorbeerd wordt door de borstgeabsorbeerd wordt door de borst
Kair: intree air Kerma t.h.v. perspex
g-factor: bepaald d.m.v. Monte Carlo simulaties �
HVL afhankelijk
(IPSM Report 59 1989, European Protocol 1996)
- g-factor afhankelijk van anode/filter
combinatie en buisspanning
- simplificatie: g-factor alleen afhankelijk
Dance (1990)
g-factor
Dikte PMMA HVL (mm Al)
(cm) 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6
2 0.378 0.421 0.460 0.496 0.529 0.559 0.575- simplificatie: g-factor alleen afhankelijk
van HVL en borstdikte
- werkte redelijk goed: tot ± 5% nauwkeurig
3 0.261 0.294 0.326 0.357 0.388 0.419 0.448
4 0.183 0.208 0.232 0.258 0.285 0.311 0.339
4.5 0.155 0.177 0.198 0.220 0.245 0.272 0.295
5 0.135 0.154 0.172 0.192 0.214 0.236 0.261
6 0.106 0.121 0.136 0.152 0.166 0.189 0.210
7 0.086 0.098 0.111 0.123 0.136 0.154 0.172
8 0.074 0.085 0.096 0.106 0.117 0.133 0.149
Dance (2000)
Na 1990:
• Nieuwe röntgenspectra: Mo/Rh, Rh/Rh
Hiervoor voldoen de g-factoren uit 1990 niet.niet.
-> Correctiefactor op de g-factor voor het röntgenspectrum (s-factor)
Dance (2000)
• Borstcompositie aanname (50%
glandulariteit) is een te grote simplificatie
90
100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Gecomprimeerde borstdikte (mm)
Gla
nd
ula
rite
it (
%)
40-49
50-64
Dance (2000)
-> Introductie van de c-factor,
deze factor corrigeert voor het verschil in
borstcompositie t.o.v. een borst die voor 50% uit
glandulair en 50 % uit vetweefsel bestaatglandulair en 50 % uit vetweefsel bestaat
(huidige discussie in USA:
“the myth of the 50-50 breast”)
Dance (2000)
MGD = Kair · g · c · s
g-factor: fractie van de energie welke
geabsorbeerd wordt door de borst K intree geabsorbeerd wordt door de borst Kair intree
Kerma in lucht
c-factor: correctie voor verschil in glandulariteit
ten opzichte van 50%
s-factor: correctie voor verschil in anode/filter
combinatie
(Dance 2000)
s-factor
Mo/Mo 1.000
Mo/Rh 1.017
Rh/Rh 1.061
c-factor
Perspexdikte
[cm]
HVL
[mm Al]
0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60
2.0 0.889 0.895 0.903 0.908 0.913 0.917 0.921
3.0 0.940 0.943 0.945 0.946 0.950 0.952 0.953 Rh/Rh 1.061
W/Rh 1.042
3.0 0.940 0.943 0.945 0.946 0.950 0.952 0.953
4.0 1.043 1.041 1.041 1.039 1.038 1.036 1.035
5.0 1.164 1.160 1.151 1.150 1.144 1.139 1.134
6.0 1.254 1.245 1.236 1.231 1.226 1.217 1.208
7.0 1.299 1.292 1.282 1.275 1.270 1.260 1.249
8.0 1.307 1.299 1.291 1.288 1.283 1.273 1.263
Dance (2000)
• PMMA heeft een verzwakking ongeveer gelijk aan een borst van 50% klier en 50% vetweefsel
(Mo/Mo 28 kV)
• Overeenkomst tussen de PMMA dikte
(mm)
Equivalente
borstdikte (mm)verzwakking van PMMA
en een gemiddelde
gecomprimeerde borst.
(50-64 jaar)
(mm) borstdikte (mm)
20 21
30 32
40 45
50 60
60 75
70 90
80 103
Dance (2009)
• Digitale mammografie: nieuwe anode-flter combinaties
- W/Ag met verschillende filterdikten voor verschillende fabrikanten (50 -75 µm)verschillende fabrikanten (50 -75 µm)
- W/Al (0.5 mm dik, Sectra Microdose)
Dance (2009)
Target Filter kV range
(kV)
s-factor using
Boone
spectra
Maximum error
%
W 50 µm Ag 25-40 1.063 2.6
• W/Ag anode filtercombinatie:
W 50 µm Ag 25-40 1.063 2.6
W 55 µm Ag 25-40 1.054 2.6
W 60 µm Ag 25-40 1.048 2.9
W 65 µm Ag 25-40 1.043 3.1
W 75 µm Ag 25-40 1.037 4.1
W 50-75 µm Ag 25-40 1.042 4.6
• Eén s-factor voor W/Ag
Dance (2009)
• W anode in combinatie 0.5 mm Al:
• Breed spectrum
Dance (2009)
PMMA
thickness
(mm)
Equiv breast
thickness
(mm)
s-factor
• Niet mogelijk om één s-factor voor W/0.5 mm Al te geven
(mm) (mm)
20 21 1.075
30 32 1.104
40 45 1.134
45 53 1.149
50 60 1.160
60 75 1.181
70 90 1.198
80 103 1.208
Dance (2009)
Breast thickness
Typical glandularity
20 mm
100 %
110 mm
3%
Equivalent PMMA
thickness
Dance et al 2000
(MC calculation)
19.17 63.19
WAl (0.5mm) 25kV
HVL 0.360 mm Al
19.36 63.50
• Bij gebruik van W/Al en W/Ag:
Is de conversie tabel PMMA dikte naar MoRh 27 kV
HVL 0.405 mm Al
19.42 63.38
MoMo 35 kV
HVL 0.423 mm Al
19.38 64.02
MoRh 35 kV
HVL 0.471 mm Al
19.34 63.89
RhRh 35 kV
HVL 0.507 mm Al
19.20 63.88
WRh 27 kV
HVL 0.534 mm Al
19.31 63.52
WRh 35 kV
HVL 0.607 mm Al
19.18 64.04
WAl (0.5mm) 40 kV
HVL 0.616 mm Al
18.87 64.74
PMMA dikte naar gemiddelde borstdikte nog geldig?
• Maximale fout: 2 mm (bij grootste dikten en meest harde spectra)
Dance (2009)
• 1990: geen strooistraling meegenomen
• 2000: meetkamer in contact met compressieplaat
• 2009: Calculation geometry Relative value of incident
air kerma
Chamber in contact with
compression paddle
1.000
Compression paddle raised
50 mm above chamber
0.968
Scatter free measurement 0.929
• 2009:
• 2010: Eu richtlijn: meetkamer in contact met compressieplaat
Glandulaire dosis
Toekomst (2010):
• Tomosynthese
- T-factor afhankelijk van hoek, dosis per
opname en aantal opnamenopname en aantal opnamen
Eerste resultaten geven aan dat de dosis
gering verschilt van projectie mammografie
- Nieuwe röntgenspectra: W/Al (0.7 mm dik)
en hogere buisspanning (tot 49 kV)
• Europese Richtlijnen,
vierde editie (2006)
• Limieten o.a. op (glandulaire)
dosis en beeldkwaliteit
Implementatie van het model van Dance
dosis en beeldkwaliteit
• Onderscheid in:
- acceptable (limiet)
- achievable values (gewenst)
Perspexdikte Eq.Borstdikte Glandulaire dosis
acceptable achievable level
[cm] [cm] [mGy] [mGy]
2.0 2.1 < 1.0 < 0.6
3.0 3.2 < 1.5 < 1.0
4.0 4.5 < 2.0 < 1.6
Implementatie van het model van Dance
4.0 4.5 < 2.0 < 1.6
4.5 5.3 < 2.5 < 2.0
5.0 6.0 < 3.0 < 2.4
6.0 7.5 < 4.5 < 3.6
7.0 9.0 < 6.5 < 5.1
• Limieten bepaald uit film-scherm mammografie
• Bij 5 cm borstdikte: limiet in intreedosis
- m.b.v. Mo/Mo 28 kV omgerekend naar glandulaire dosis ~ 3 mGy
- relatie tussen gemeten glandulaire dosis
Implementatie van het model van Dance
- relatie tussen gemeten glandulaire dosis bij verschillende perspexdikten uit film-scherm mammografie
- curve geschaald naar 3 mGy
Limieten op beeldkwaliteit
• Contrast-Detail analyse
• Voorgeschreven waarden:
Acceptable:
– Gemeten beeldkwaliteit bij film-scherm – Gemeten beeldkwaliteit bij film-scherm mammografie
– 97.5% van de film-scherm systemen voldoet
Achievable:
– Gemiddelde beeldkwaliteit bij een aantal digitale mammografie systemen (2003)
Praktijk (gegeneraliseerd)
Praktijk:
- Meeste DR systemen: Wanneer opnamen gemaakt worden met de “achievable” dosis wordt ongeveer de “achievable” dosis wordt ongeveer de “achievable” beeldkwaliteit bereikt
- Meeste CR systemen: Wanneer opnamen gemaakt worden met “acceptable” dosis wordt ongeveer de “acceptable” beeldkwaliteit bereikt
Dosis Referentie Niveau
• CR systemen hebben meer dosis nodig om dezelfde kwaliteit te bereiken
• Onderscheid tussen dosis referentieniveau van DR en CRvan DR en CR
• CR: DRN is “acceptable” waarde uit EU richtlijn
• DR: DRN is “achievable” waarde uit EU richtlijn
• Alleen 3, 5 en 7 cm in DRN
Observatie
Contrast-detail curves
1
perspexdikte DR CR
(cm) Glandulaire dosis (mGy)
3 1.05 1.11
5 1.73 2.70CR
Praktijkvoorbeeld:
0.01
0.1
0.1 1
diameter (mm)
go
ud
dik
te (
mic
rom
ete
r)
5 1.73 2.70
7 2.94 4.48DR
Voldoet niet aan DRN
Voldoet wel aan DRN
Hogere beeldkwaliteit
Observatie
• Is DRN een dosislimiet?
• Bij opstellen DRNs: prikkel tot optimalisatie
• Nu: meer als limietwaarde gebruikt
-> voorbeeld vorige dia: systeem met hogere -> voorbeeld vorige dia: systeem met hogere
beeldkwaliteit en lagere dosis wordt afgekeurd
wanneer beide DRNs als limiet worden
gehanteerd
Observatie
• Er zijn twee DRNs voor mammografie, voor andere modaliteiten (CT, Thorax, X-abdomen) één DRN en haalbaar niveau
• Voor de mammografie zou gekozen • Voor de mammografie zou gekozen kunnen worden om één DRN (b.v. huidige DRN voor CR) en één haalbare waarde (DRN voor DR) te stellen.
• Meer in lijn met DRN van andere modaliteiten en EU richtlijn
Observatie
• Voor beoordeling van (de instellingen van) een systeem zou een risico - baten afweging verricht moeten worden
• Risico: Inductie van tumoren ten gevolge van stralenbelasting
• Baten: detectie van tumorendetectie van tumoren(of als afgeleide: dosis – beeldkwaliteit)
Voor het bevolkingsonderzoek op borstkankerscreening geldt:
„Tegenover elk sterfgeval ten gevolge van straling worden 250-400 gevallen van sterfte door het bevolkingsonderzoek voorkomen.“
(Bron: stralingsbelasting bij het bevolkingsonderzoek naar borstkanker in Nederland, 2005)
Observatie
• Risico - baten: 1 – 250/400
• Realiseer: dat bij stralingsreductie de kant van de 1 verminderd wordt
• Wanneer hierdoor een x-percentage minder gedetecteerd wordt is dit aan de kant van de gedetecteerd wordt is dit aan de kant van de 250/400
• Verschillen screening – diagnostiek
• Er zijn aanwijzingen (niet gepubliceerd) dat een achteruitgang in beeldkwaliteit van ca. “achievable” naar “acceptable” tot 20% minder detectie kan opleveren
Dosisniveau screening
• Uitgangspunt:
Beeldkwaliteitsniveau screening: “achievable”
• Hierbij hoort een dosis van ongeveer • Hierbij hoort een dosis van ongeveer “achievable”,
bij kleinere borstdikten (kleiner risico) is de dosis soms gering hoger dan “achievable”, bij grotere borstdikten (groter risico) fors lager
top related