Kvalitet slike i doza zračenja u analognoj i digitalnoj mamografiji

Kvalitet slike i doza zračenja u analognoj i digitalnoj

mamografiji

- diplomski rad -

Mentori: Kandidat:

dr Olivera Ciraj-Bjelac Ivana Stanković

dr Nataša Todorović

Novi Sad, 2012.

UNIVERZITET U NOVOM SADU

PRIRODNO-MATEMATIČKI

FAKULTET

DEPARTMAN ZA FIZIKU

Sadržaj

1. Uvod....................................................................................................................................3

1.1. Osnovne karakteristike i značaj mamografije...............................................................3
1.2. Anatomija dojke...........................................................................................................5
1.3. Interakcija x-zračenja i tkiva dojke..............................................................................7
1.4. Osnovne karakteristike mamografskog pregleda i tipovi mamografije...........................9

2. Osnovi fizike mamografije....................................................................................................12
  2.1. Analogna mamografija...................................................................................................12
2.1.1. Rendgen-aparat....................................................................................................12
  2.1.1.1. Rendgenska cev i spektar x-zračenja...................................................12
  2.1.1.2. Kolimacija x-zračenja i kontrola rasejanog zračenja.............................17
2.1.2. Prijemnik slike u analognoj mamografiji – film/ekran sistem............................19
2.1.2.1. Karakteristike dizajna film/ekran sistema u analognoj mamografiji.......19
  2.1.2.2. Uređaj za automatsku kontrolu ekspozicije (AEC) u mamografiji..........21
  2.1.2.3. Obrada filma............................................................................................23
  2.1.2.4. Uslovi posmatranja mamograma.............................................................24
  2.2. Tehnika uvećanja u mamografiji...................................................................................24
  2.3. Digitalna mamografija...................................................................................................26
2.3.1. Prijemnik slike u digitalnoj mamografiji - detektor.............................................27
2.3.2. Obrada, prikaz i uslovi posmatranja digitalne slike dojke...................................33
3. Kvalitet slike u mamografiji.................................................................................................34
  3.1. Fizički kvalitet slike.......................................................................................................34
  3.2. Klinički kvalitet slike.....................................................................................................39
4. Doza x-zračenja u analognoj i digitalnoj mamografiji.........................................................43
5. Osiguranje i kontrola kvaliteta u mamografiji......................................................................46
6. Poređenje analogne i digitalne mamografije........................................................................51
7. Zaključak..............................................................................................................................55
Literatura...................................................................................................................................56
Biografija..................................................................................................................................58
Ključna dokumentacijska informacija......................................................................................59

Učestalost karcinoma dojke je porasla od 641.000 slučajeva u 1981. do 1.6 miliona slučajeva
u 2010. Češći je u razvijenim zemljama, ali je zastupljen u svim populacijama. Australija,
Severna Amerika i zapadna Evropa imaju najveću učestalost smrti usled ove bolesti u svetu.

Može da se javi i kod muškaraca, ali znatno ređe- 1% ljudi obolelih od ove bolesti su
muškarci. To je najčešći karcinom kod žena, drugi najčešći karcinom koji uzrokuje smrt kod
žena. Obuhvata oko 25% karcinoma kod žena.

Slika 2: Najčešći karcinomi kod žena.

Mamografija je danas najbolji način za rano otkrivanje raka dojke kod žena starijih od 35-40
godina, a to je doba iznad koje učestalost raka dojke počinje naglo da raste. Kod žena starijih
od 40 godina, redovnim mamografskim pregledima rak dojke se može otkriti i do dve godine
pre nego što tumor toliko naraste da se može napipati u dojci.

Preventivni pregledi mamografijom, usled otkrivanja raka dojke i rane intervencije, mogu
smanjiti rizik od smrtnosti kod žena. Kada je karcinom dojke otkriven u ranoj fazi, stopa
petogodišnjeg preživljavanja je skoro 97%!

Mamografija se upotrebljava kao:

klinička mamografija - u dijagnostici nejasnih kliničkih nalaza kod žena sa
simptomima karcinoma dojke,

mamografija za rano otkriće raka dojke - u dijagnostici klinički okultnog karcinoma -
karcinoma koji se još nije proširio i koji se ne može napipati u dojci,

skrining mamografija - kod žena koje nemaju simptoma.

Skrining mamografija

je program mamografskog snimanja svih žena jedne države, gde je

osnovni kriterijum za snimanje starost žene. Skrining programe su prve počele da izvode
Sjedinjene Američke Države, još ’70-ih godina, čime su smanjili smrtnost od raka dojke za
30%. Obavezna mamografska snimanja, kao deo skrining programa, sprovode

se u SAD i

zemljama EU kao zakonska obaveza po pozivu.

U Srbiji je 2010. godine pokrenut projekat „Unapređenje skrininga i prevencije raka dojke“
koji je realizovan tokom 2011. godine. U Srbiji skrining raka dojke podrazumeva pozivanje
zdravih žena starosti od 45 do 69 godina koje treba da budu podvrgnute mamografskom
snimanju dojki jedanput na svake dve godine. Da bi skrining program bio uspešan, potrebno
je da se odazove više od 70 % pozvanih žena!

Od zemlje do zemlje ima varijacija u preporukama za mamografski pregled dojki žena koje
imaju između 40 i 49 godina, ali se svi slažu da ženama preko 50-te a pogotovo preko 60-te
godine, mamografija donosi više koristi nego rizika. I u Srbiji sve se više govori o temi
prevencije, što je za svaku pohvalu.

Tabela 1:

Koristi i štetnosti skrininga

(

JAMA

, 2010; 303:164-165).

Brojevi su aproksimacije

i važe za žene sa prosečnim rizikom, a odnose se na skrining svake ili svake druge godine

tokom 10 godina.

Korist

Starost žena

40-49 godina 50-59 godina

Smanjena mogućnost umiranja od

raka dojke tokom 10 godina

Bez skrininga

Sa skriningom

3.5/1000

5.3/1000

3.0/1000

4.6/1000

Izbegavanje smrti usled

karcinoma dojke zbog skrininga

tokom 10 godina

0.5/1000

0.7/1000

Šteta

Lažno pozitivan skrining test koji

zahteva biopsiju

60-200/1000

50-200/1000

Nepotrebna dijagnoza i terapija

(operacija, hemoterapija, ili

zračenje) karcinoma dojke

1-5/1000

1-7/1000

Značaj mamografije je u ranom otkrivanju karcinoma dojke. Ako se rano otkrije, u vrlo
visokom procentu je izlečiva bolest.

Rano otkrivanje spasava život.

1.2.

Anatomija dojke

Ženska dojka je parni organ čija je glavna funkcija stvaranje i lučenje mleka. Sastoji se od

mlečnih žlezda

okruženih

masnim i vezivnim tkivom

. Zadnja strana dojke leži na prednjoj

strani velikog grudnog mišića.

Mlečna žlezda zauzima središnji i najveći deo tela dojke i uronjena je u masno tkivo. Sastoji
se od 15-20 režnjeva, koji imaju manje odsečke koje zovemo lobuli. Tanki kanalići nazvani
duktusi povezuju režnjeve i lobule, u kojima se za vreme dojenja stvara mleko. Mleko koje
žlezde izlučuju izlazi kroz kanaliće na bradavicu dojke.

Bradavica je okružena tamnije

pigmentisanim područjem kože, koje zovemo areola. Masnog tkiva nema u bradavici, a
neposredno ispod kože bradavice nalaze se kružna glatka mišićna vlakna povezana sa
istovetnim mišićnim snopovima areola dojke. Njihova kontrakcija dovodi do erekcije
bradavica, a ritmične kontrakcije podstiču lučenje mleka pri dojenju.

Slika 3: Anatomija dojke.

Dojke skoro po pravilu nisu simetrične, najčešće je desna dojka nešto manja od leve. Oblik i
veličina dojke su individualni i promenljivi, a zavise od razvijenosti i oblika mlečne žlezde i
masnog tkiva, na šta imaju uticaj hormoni estrogen i progesteron. Za vreme trudnoće dolazi
do kontinuiranog povećavanja inače sitnih lobusa koji za vreme dojenja proizvode mleko. U
menopauzi

se postepeno gubi žlezdano tkivo u dojkama i povećava se procenat masnog tkiva.

U mamografiji, rendgenskom prikazivanju unutrašnje strukture dojke, male varijacije u
gustini tkiva dojke zahtevaju primenu visokokontrastnih metoda sa niskim energijama x-
zračenja (Ex<35 keV).

1.3.

Interakcija x-zračenja i tkiva dojke

X-zraci su elektromagnetni talasi talasne dužine od 1 pm do 0,1 nm. Medicinska primena se
zasniva na specifičnim interakcijama upadnih fotona x-zraka sa atomima različitih tkiva.
Rendgenska slika se dobija iz parametara snopova koji su transmitovani kroz telo.

Kada je x-zrak emitovan iz rendgenske cevi medicinskog uređaja, on se usmerava kroz
ispitivani deo tela. Pri energijama x-zraka koje se koriste u radiološkoj dijagnostici moguće su
tri vrste interakcija rendgenskog zraka i tkiva:

Elastično rasejanje: foton x-zračenja menja pravac kretanja bez gubitka energije.

Fotoelektrični efekat: foton x-zračenja predaje celokupnu energiju atomu tkiva i
nestaje. Izgubljena energija fotona se troši na izbacivanje elektrona iz elektronskog
omotača atoma (energiju veze elektrona) i njegovu kinetičku energiju.

Neelastično rasejanje (Komptonov efekat): foton x-zračenja gubi deo svoje energije
koja se troši na izbacivanje elektrona atoma tkiva, a sam foton menja pravac kretanja.

Način interakcije zavisi od energije fotona i atomskog sastava tkiva. Fotoelektrični efekat je
dominantan za fotone energija manjih od 80 keV, a verovatniji je za teške atome u tkivu koji
se nalaze u kostima (Ca). Komptonovo rasejanje preovladava kod fotona većih energija i
verovatnije je za lakše atome u mekom tkivu (O i C).

Slika 7: Interakcija x-zračenja i materije.

Mamogram

, rendgenska slika, nastaje na sledeći način. Fokus rendgenske cevi mamografa se

ponaša kao tačkasti izvor x-zraka. Dojka koja se ispituje rendgenskim zracima je sastavljena
od atoma različite atomske težine (različitog koeficijenta apsorbcije x-zraka).