Ergebnisse einer automatischen Auswertung von Prüfkörperaufnahmen nach PAS 1054 und IEC 62 220-1-2 an unterschiedlichen Typen digitaler Mammografie-Röntgeneinrichtungen

 

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Zusammenfassung

Ziel: Es sollte geprüft werden, ob mit Methoden der Bildverarbeitung Unterschiede in der Bildqualität digitaler Mammografieeinrichtungen mit höherer Trennschärfe zu erfassen sind als mit visuellen Verfahren, z. B. mit CDMAM-Prüfkörperaufnahmen. Methodik: Es wurden Prüfkörperaufnahmen nach PAS1054 an CR- und DR-Systemen erstellt und automatisch ausgewertet. In die Auswertung gingen ausschließlich Kenngrößen ein, die bei der Bestimmung der detektiven Quanteneffizienz (DQE) Verwendung finden: das Rauschleistungsspektrum (NPS, Noise Power Spectrum), das räumliche Auflösungsvermögen (MTF, Modulation Transfer Function) und die mittlere Parenchymdosis (DPD). Die ermittelte Kenngröße, der NEQ-Index, ist an die rauschäquivalente Quantenzahl (Noise Equivalent Quanta [NEQ]) angelehnt. Zusätzlich wurden exemplarisch an je einer DR- und CR-Einrichtung CDMAM-Prüfkörperaufnahmen erstellt und ausgewertet. Ergebnis: Die Bestimmung der Kenngrößen erfolgt in einer Genauigkeit von unter 2 %. Damit sind die Genauigkeitsanforderungen für die Ermittlung obiger Kenngrößen erfüllt, die in Bildqualitätsänderungen eingehen, welche durch eine Dosisänderung von 25 % verursacht werden. Die visuellen Auswertungen bedürfen etwa einer Verdoppelung der Dosis, um Bildqualitätsunterschiede signifikant zu detektieren. Schlussfolgerungen: Es wird ein Verfahren vorgestellt, wie einrichtungsunabhängig (CR- und DR-Systeme) dosiskorrelierte Toleranzen von Kenngrößen für die Konstanz- und Abnahmeprüfung festgelegt werden müssen. Für die Abnahmeprüfung kann ein Verfahren angewendet werden, das auf visuelle Prüfungen zur Bestimmung der Beschaffenheit von Mammografie-Einrichtungen verzichtet.

Abstract

Aim: To test whether image processing methods are suitable for detecting differences in the image quality of digital mammography units and whether the methods are more sensitive than visual test methods like the evaluation of CDMAM test images. Methods: Test images according to PAS 1054 were acquired with CR and DR systems and analyzed automatically. Only parameters were used that are obligatory for calculating the detective quantum efficiency (DQE), the noise power spectrum (NPS), the spatial resolution (MTF, modulation transfer function), and the averaged glandular dose (AGD). The derived value, the NEQ index, is linked to the noise equivalent quanta (NEQ). Additionally CDMAM test images were acquired and evaluated at one CR and one DR system. Results: The accuracy of the evaluated values is in the range below of 2 %. The accuracy requirements are fulfilled to establish values for detecting changes in image quality related to changes in dose no greater than one exposure value. If a visual evaluation of test images is used, a significant difference in image quality can only be detected when the dose is doubled. Conclusion: A method is proposed for establishing dose-correlated tolerances for values used in constancy and acceptance tests independently of the type of mammography unit (CR and DR systems). A method which abstains from visual tests for establishing the performance of digital mammography units could be used in acceptance tests.

Literatur

• 1 Blendl C, Herman K P, Mertelmeier T. PAS 1054: Anforderungen und Prüfverfahren für digitale Mammographie-Einrichtungen. Berlin; Beuth-Verlag 2005
  Google Scholar
• 2 EPQC, European protocol for the quality control of the physical and technical aspects of mammography screening. Addendum Digital Mammography (ADM), Forth Edition,. European commission 2006
  Google Scholar
• 3 ICRU Report 54: Medical Imaging – The Assessment of Image Quality,. Bethesda (USA); 1996
  Google Scholar
• 4 IEC 62 220 – 1-2, Medical electrical equipment – Characteristics of digital X-ray imaging devices – Part 1: Determination of the detective quantum efficiency – Section 2: Mammography detectors. 2007
  Google Scholar
• 5 Dance D R. et al . Monte Carlo calculation of conversion factors for the the estimation of mean glandular breast dose.  Phys Med Biol. 1990;  35 1211-1219
  Google Scholar
• 6 ImageJ. http://rsbweb.nih.gov/ij/ (Zugriff in 2007)
  Google Scholar
• 7 Bankmann I N. Handbook of Medical Imaging – Processing and Analysis. San Diego; Academic Press 2000
  Google Scholar
• 8 Lenzen H. Gerätetechnische Qualitätssicherung im digitalen Mammographie-Screening in Deutschland aus Sicht der Referenzzentren, BMU: Internationaler Erfahrungsaustausch zur technischen Qualitätssicherung im digitalen Mammographie-Screening,. 2007 www.bmu.de
  Google Scholar
• 9 Karssemejier N, Thijsen M AO. Determination of Contrast-Detail Curves of Mammography Systems by automated Image Analysis. Doi K, Giger ML, Nishikawa RM, Scmidt RA Digital Mammography Amsterdam; Elsevier 1996: 155-160
  Google Scholar
• 10 Thomas J A, Chakrabarti K, Romanyukha A. Contrast-Detail Phantom Scoring Methodology.  Med Phys. 2005;  3 807-814
  Google Scholar
• 11 Performance of Mammographic Equipement in the UK Breast Screening Programme in 1998 / 99. Sheffield; NHSBSP Publication 2000 45
  Google Scholar
• 12 Fletcher-Heath L, Van Metter R. Quantifying the Performance of Human and Software CDMAM Phantom Image Observer for the Qualification of digital Mammography Systems.  Proceedings of SPIE. 2005;  5745 486-498
  Google Scholar
• 13 Perez-Ponce H. et al .ECR 2007: Poster C-791
• 14 DIN V ENV 13 005, Leitfaden zur Angabe der Unsicherheit beim Messen bzw. „Guide to the expression of Uncertainty and Measurements (GUM)”, ISO, Genf 1995. Berlin; Beuth Verlag 1999
  Google Scholar
• 15 Schulz-Wendtland R. et al . Image Quality in conventional screen-film-system, digital phosphor storage plate mammography in magnification technique and digital mammography in CCD-technology.  Fortschr Röntgenstr. 2001;  173 965-968
  Google Scholar
• 16 Schulz-Wendtland R. et al . Experimentelle Untersuchungen zur Dosisreduktion durch Optimierung der Strahlungsqualität bei digitaler Vollfeldmammografie mit einem Detektor auf Selenbasis.  Fortschr Röntgenstr. 2007;  05 487-491
  Google Scholar
• 17 Weigel S. et al . Digital Mammography Screening: Average Glandular Dose and First Performance Parameters.  Fortschr Röntgenstr. 2007;  09 892-895
  Google Scholar
• 18 Bosmanns H. MoniQA-Programm zur visuellen Inspektion von elektronischen Displays. Leuven, Belgien; 2006
  Google Scholar
• 19 Blendl C, Mohr M. MonitorSFR – SFR-Messungen an BWGs, DGMP-Jahrestagung, Regensburg. 2006 39: 40
  Google Scholar

Prof. Christian Blendl

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