а) Введение. Процесс маммографии начинается с укладки молочной железы с целью захвата как можно большего ее объема для визуализации. Укладка молочной железы, подготовка к рентгеновскому экспонированию и получению изображения — это этапы процесса визуализации.
Лаборант-профессионал понимает, как использовать сильные стороны конструктивных особенностей маммографа с максимальной отдачей, сводя к минимуму недостатки.
Хотя некоторые пациентки пытаются во время маммографии самостоятельно укладывать молочную железу, это должен делать лаборант. Кроме того, ему необходимо контролировать работу маммографа.
Новая эра маммографии началась в США в конце 1960-х гг. с появлением первого специализированного маммографа производства компании CGR. Она продолжала развиваться в начале 1970-х гг. с появлением первой одноэмульсионной пленки с одноэкранной записывающей системой производства компании DuPont. Это десятилетие прошло под девизом снижения лучевой нагрузки.
Пленочные изображения превратились в низкодозные системы «экран-пленка». Для того чтобы конкурировать с ними, возникла необходимость преобразования методов электрорентгенографии для снижения дозы облучения при ее проведении.
В 1980-х гг. на смену обычным рентгеновским аппаратам и методам электрорентгенографии пришли специализированные аппараты для экранно-пленочной маммографии, позволяющие получать изображение более высокого качества при меньшей дозе облучения. Хотя преимущества маммографии были очевидны, результаты скрининговых исследований показали необходимость модернизации процесса визуализации.
В рамках Общенациональной оценки тенденций в области рентгеновского излучения, проведенной в 1985 г., оценивали дозы облучения и качество изображения в 232 центрах США. Результаты оказались тревожными (табл. 1). Только 64% медицинских учреждений имели необходимые условия обработки изображения.
В 1986 г. Galkin и соавт. (Филадельфия) провели исследования в 29 специализированных медицинских учреждениях, оказывающих услуги по выполнению маммографии, и обнаружили большие различия условий обработки изображения. Так, в 41% случаев было показано неприемлемое изменение производительности фотопроцесса в течение 15-дневного периода. Доза облучения варьировала от 26 до 260 млрд за снимок.
В 1980-х гг. ACS реализовало Национальную программу скрининга по осведомленности о раке молочной железы. ACS было обеспокоено рекомендацией женщинам выполнять рутинную маммографию, поскольку качество многих исследований было низким. ACS начало сотрудничество с ACR. К 1986 г. ACR разработал и начал пилотное тестирование МАР, задача которой заключалась в обеспечении качества маммограмм.
Эта добровольная программа была реализована в 1987 г. Первые годы работы МАР показали большую вариабельность исследуемых компонентов. «На основании данных сертификации ACR и других исследований мы пришли к выводу, что качество изображения и доза сильно различаются, а методы контроля качества намного ниже рекомендованных стандартов... Существует кризис качества выполнения маммографии».
Ожидаемо, что 1990-е гг. стали эпохой улучшения качества изображения, производительности оборудования и навыков интерпретации: качества изображений, контроля качества и обеспечения качества. В 1991 г. был принят Закон о равноправии женщин при получении ими медицинской помощи, после чего в 1992 г. стало реальностью вступление в силу MQSA.
MQSA регламентирует четыре раздела: а) форму инспектирования медицинского учреждения; б) фантомное изображение; в) клиническое изображение и г) характеристики оборудования. По решению главы Министерства здравоохранения и социальных служб США контроль за исполнением MQSA оставлен за FDA.
Неспокойной эпохой стали 2000-е гг. Начало было многообещающим: 2 января 2000 г. FDA одобрило цифровую маммографию, 11 февраля 2011 г. — DBT. Технология создания изображения постоянно совершенствуется. Однако в октябре 2015 г. ACS выпускает новые рекомендации, ошеломившие членов медицинского сообщества, занимающихся вопросами маммографии: частота выполнения скринингового исследования сокращена с ежегодного до 1 раза в 2 года.
Текущая диагностическая практика достигла точки, когда стало возможным выявление рака молочной железы на 0 стадии (DCIS), но совершенно неожиданно рекомендации по выполнению маммографии были изменены (табл. 2).
б) Маммограф. Маммограф имеет только одно назначение — обнаруживать минимальные изменения в ткани молочной железы и визуализировать ее с максимально возможной четкостью. Маммограммы позволяют выявлять патологические новообразования на самой ранней стадии, когда лечение дает наилучшие результаты. Идеального маммографа, выполняющего все в любых ситуациях, не существует, поэтому необходимо идти на компромисс.
В клинической практике для диагностики рака молочной железы используются различные технологии: рентгенография (маммография), УЗИ, радиоизотопное исследование, КТ, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и МРТ. Каждая из этих процедур выполняется на специальных аппаратах. Некоторые из них считаются альтернативой рентгеновским аппаратам — «золотому стандарту» выполнения маммографии.
Другие модальности и их применение описаны в отдельных статьях на сайте - просим Вас пользоваться формой поиска по сайту выше. Настоящая и последующие статьи на сайте помогут читателям понять важнейшие операционные и конструктивные особенности рентгеновского маммографического аппарата и его связь с процессом получения цифровых изображений.
В 1986 г. Национальный совет по радиационной защите и метрологии утвердил рекомендации, требующие при выполнении экранно-пленочной маммографии использования специализированного оборудования. Специализированный маммограф — это единственный аппарат, разработанный для визуализации тканей молочной железы с целью раннего распознавания рака.
В настоящее время ассортимент цифрового оборудования очень разнообразен — от маммографических аппаратов ограниченного функционала по доступным ценам до дорогостоящих аппаратов со множественными эффективными опциями. Конструкция некоторых из них предусматривает наличие дополнительных приспособлений.
Хотя назначение всех специализированных маммографов состоит в том, чтобы отображать на мониторе компьютера необходимую клиническую информацию, производители могут разрабатывать и проектировать свое оборудование с небольшими различиями, чтобы оно соответствовало уникальным техническим требованиям выполнения цифровой маммографии.
Каждый производитель пытается учесть несколько факторов, влияющих на выполнение исследования, таких как выбор цифровых детекторов, удобство для работы лаборантов кабинета маммографии и, что наиболее важно, индивидуальность разнообразия пациенток. В последнее понятие входят возраст, анатомические особенности, в том числе форма и размер молочной железы, а также уникальное поведение человека.
Некоторые маммографы оснащены автоматизированными функциями; работа на других аппаратах может потребовать регулировки основных операционных параметров. Каждое учреждение должно выбирать оборудование, наилучшим образом соответствующее его потребностям и бюджету. Какие факторы необходимо учитывать при выборе маммографа?
в) Производительность. В этой статье на сайте основное внимание уделяется техническим конструктивным особенностям оборудования, которые влияют на создание изображения. Самое важное качество, которое должен знать лаборант, — это понимание и освоение главных факторов для получения высококачественных диагностических изображений.
Хотя эргономические, или психотехнические, факторы, такие как цвет, стиль, количество и расположение управляющих элементов, имеют важное значение, в настоящей статье они не обсуждаются подробно. Тем не менее эти особенности оборудования необходимо учитывать, даже если они не влияют напрямую на получение изображения.
Выбор оборудования — это компромисс между характеристиками последнего и бюджетом учреждения. Цена не должна быть единственным фактором, определяющим выбор маммографа. К аспектам, которые необходимо учитывать, относятся следующие.
г) Пространство. Кабинет для выполнения исследования должен вмещать рабочую станцию получения изображений, а также быть достаточно просторным для свободного перемещения лаборанта и необходимого размещения пациентки. Дополнительная площадь может потребоваться при маммографии пациенткам в кресле-каталке, а также для хранения некоторых расходных материалов и (или) принадлежностей к оборудованию.
д) Электротехнические требования. Следует обеспечить надлежащее электропитание маммографа. Некоторые устройства подключаются к розеткам, другие — требуют установки трехфазной проводки или проводки 220 В. В любом случае рекомендуется выделение отдельной линии.
е) Эргономика. Аппарат должен быть удобным как для пациентки, так и для лаборанта. Основные составляющие стандартного маммографа представлены на рис. ниже.
Специализированный маммограф
Практикум. Посмотрите на рис. выше, прочтите текст и ответьте на следующие вопросы.
1) Назовите как можно больше составляющих маммографа с С-дугой и опишите функцию каждой из них.
2) Назовите как можно больше составляющих рабочей станции получения изображений и опишите функцию каждой из них.
1. С-дуга. Диапазон передвижения С-дуги по вертикали должен быть достаточным как для высоких женщин (примерно 6 футов), так и для пациенток в положении сидя. Минимальный диапазон перемещения составляет от 66 до 140 см над полом. Пространство под ПУПИ должно оставаться открытым и свободным, чтобы при необходимости пациентка во время выполнения исследования могла сидеть.
С-дуга должна вращаться минимум на 180°. Точка, в которой С-дуга соединяется с башней (воротником), должна быть изоцентрической. Это необходимо для того, чтобы при перемещении из СС- в MLO-проекции не нужно было настраивать ее высоту. В настоящее время на большинстве маммографов С-дугу при переходе с проекции СС на проекцию MLO необходимо опустить на несколько дюймов.
2. Электронные управляющие элементы. Электронные управляющие элементы по обеим сторонам С-дуги облегчают лаборанту регулировку высоты С-дуги, а также подъем и опускание компрессионного устройства во время позиционирования пациентки. Поручни или ручки необходимы для поддержания неподвижности пациентки в неудобном положении. Ручки для пациентки должны отличаться от ручек для лаборанта, на которых расположены переключатели управления движениями С-дуги.
3. Расстояние между компрессионным устройством и приемником. Это расстояние (при расположении компрессионного устройства как можно выше от ПУПИ) должно быть достаточным для укладки молочной железы женщины с ожирением при визуализации в MLO-проекции, при визуализации области молочной железы с увеличением, для подъема компрессионного устройства над иглой во время предоперационной локализации или при выполнении стереотаксической кор-биопсии в вертикальном положении. Минимальная его величина составляет 20 см.
4. Кожух рентгеновской трубки и лицевой щиток. Эта область устройства должна быть как можно меньшего размера. Это облегчит позиционирование головы пациентки при контактной визуализации и визуализации с увеличением в СС-проекции. В аппаратах DBT более широкий лицевой щиток должен быть установлен на стационарной С-дуге, а не на подвижном кожухе трубки. Это сводит к минимуму контакт пациентки с кожухом трубки и лицевым щитком.
5. Ножное управление. При укладке дистанционное ножное управление вертикальным перемещением С-дуги и компрессионного устройства освобождает руки лаборанта. Сжатие молочной железы, выполняемое путем ножного управления, должно быть минимальным. Финальный этап этой процедуры всегда необходимо осуществлять с помощью ручного управления.
Такая тактика позволяет лаборанту выполнять сжатие в соответствии с собственной субъективной оценкой упругости молочной железы. Нога, расположенная на ножной педали на полу, не чувствует сопротивления ткани.
6. Поддерживающее устройство приемника излучения. ПУПИ имеет фиксированный размер около 24x30 см. Прошли те времена, когда аналоговые маммографы были укомплектованы двумя платами разных размеров (18x24 см и 24x30 см). Цифровые приборы оснащены ПУПИ одного размера.
Размер компрессионного устройства теперь контролирует размер поля рентгеновского облучения. Компрессионное устройство размером 18x24 см используется при исследовании молочной железы небольшого размера, устройство размером 24x30 см — при маммографии молочной железы большого размера.
Коэффициент прохождения рентгеновских лучей на нижнюю поверхность приемника излучения не должен превышать 0,1 мР/экспозицию. Это защищает живот пациентки от облучения при визуализации молочной железы в СС-проекции, а также предотвращает прохождение рентгеновских лучей через ПУПИ сквозь соседние стены, когда С-дуга находится под углом для визуализации в косой или боковой проекции. По этой причине необходимость изоляции стен кабинета маммографии материалами из свинца отсутствует.
7. Рабочая станция получения изображений. Рабочая станция получения изображений — это часть маммографического аппарата, где расположены элементы управления рентгеновским излучением. Для лаборанта это центр управления, потому что именно отсюда компьютеру подаются команды для получения и обработки изображений.
• Программное обеспечение компьютера должно быть легкодоступным для чтения и настройки.
• Разрешение монитора должно составлять 3 МПК. Это позволит визуализировать микрокальцинаты, неровные границы объемного образования, выполнить интервенционные процедуры и оценить изображение на наличие артефактов от движения.
• Все приборы должны быть оснащены функцией АЕС. После завершения облучения на рабочей станции должны отображаться использованные технические факторы.
• На этой панели должно быть расположено вспомогательное устройство сброса сжатия. Аппарат должен быть оснащен функцией отключения этого устройства разблокировки во время процедуры локализации иглы или кор-биопсии.
ж) Технические возможности:
1. Выбор плотности. Эта функция, оставшаяся от аналоговой эпохи, по сути, не работает при создании цифровых изображений. При цифровой визуализации функция выбора плотности дает команду АЕС выдавать большую или меньшую дозу рентгеновского излучения.
2. Напряжение в киловольтах. Диапазон напряжения трубок с мишенью из молибдена составляет 24-35 кВп с приращением не более 1 кВп. Меньшие значения используют при рентгенографии образцов тканей, больше — при визуализации в отдельных проекциях. Диапазон напряжения трубок с мишенью из родия и вольфрама составляет 28-45 кВп с приращением не более 1 кВп.
3. Выбор силы тока, измеряемой в миллиамперах. Сила тока, измеряемой в мА, может быть постоянной или переменной. Если значение мА автоматически уменьшается при увеличении кВп, это должно происходить за пределами диапазона настроек, обычно используемых при выполнении маммографии, — от 25 до 35 кВп.
4. Выбор времени. В течение какого времени (от минимального до максимального) возможно облучение? При краткосрочном облучении во время исследования небольшой молочной железы с преобладанием жировой ткани необходимо убедиться, что продолжительность экспозиции достаточна, чтобы линии сетки решетки не были видны.
5. Расстояние между источником и детектором изображения. Минимальное расстояние между источником и детектором изображения (РИД) составляет 55 см и более при контактной визуализации и 60 см и более при визуализации с увеличением. У большинства современных маммографов РИД составляет от 65 до 70 см.
6. Коллиматоры. Пластины коллиматора расположены внутри кожуха рентгеновской трубки. Они автоматически открываются или закрываются в зависимости от размера установленного компрессионного устройства. Рентгеновское поле может выходить за пределы ПУПИ по краю грудной стенки, но не более чем на 2% РИД.
7. Световое поле. Яркость источника света должна составлять 160 лк или более. Смещение рентгеновского/свето-вого поля может составлять максимум 2% РИД.
В отличие от обычных рентгеновских процедур, при которых поле рентгеновского облучения коллимируется таким образом, чтобы оно соответствовало размеру отображаемой части тела, при маммографии в СС- и MLO-проекциях коллимация не допускается. По этой причине включение полевого света выполняется только для проверки, не присутствует ли посторонняя часть тела пациентки в световом поле.
• Для СС-проекции — плечо по латеральному краю молочной железы, подбородок — по медиальному.
• Для MLO-проекции — противоположная молочная железа.
8. Шкала толщины молочной железы. Шкала толщины сжатия должна иметь точность 0,5 см. АЕС учитывает состав молочной железы и ее толщину после сжатия.
9. Участок выравнивания. Фокусное пятно, компрессионное устройство и приемник излучения должны быть точно выравнены по краю грудной стенки, чтобы обеспечить включение тканей заднего отдела молочной железы в полном объеме.
10. Автоматический выбор условия экспозиции. На специальном постэкспозиционном дисплее, которым должны быть оснащены все маммографы, отображаются технические факторы: кВп, мАс, материал мишени, фильтр, размер фокусного пятна, размер компрессионного устройства, а также то, использовалась ли решетка. Преимущество этой функции заключается в создании изображения в течение короткого времени для исключения размытости изображения и (или) уменьшения дозы облучения без ущерба для качества снимка.
11. Управление экспозиционной дозой. Как правило, маммограф имеет две кнопки или два рычага управления облучением, либо лаборанту необходимо нажимать на педаль рабочей станции получения изображений (Acquisition Workstation — AWS). Эта функция гарантирует, что оператор оборудования может сделать снимок только тогда, когда он полностью находится вне поля рентгеновского излучения.
12. Экран для защиты от рентгеновского излучения. Лаборанту необходим экран для защиты от рентгеновского излучения. Экран выступает в качестве эквивалента затухания не менее 0,08 мм электрода на 35 кВп или на максимальное кВп, если это значение меньше, которое распространяется от <15 см над полом до высоты не менее 1,85 м, а также имеет достаточную ширину (не менее 0,6 м), чтобы препятствовать распространению рассеянного рентгеновского излучения от молочной железы и маммографа, которое в противном случае может подвергнуть лаборанта опасности.
Он позволяет ограничить облучение лаборанта до уровня ниже 0,1 мЗв/нед из расчета 40 пациентов в день, 5 дней в неделю. Если экран подвижный, его необходимо заблокировать на время получения изображения, чтобы предотвратить облучение, если он не установлен должным образом.
13. Фильтрация. Фильтрация с помощью рентгеновской трубки устраняет мягкое излучение. Энергии его фотонов недостаточно, чтобы проникнуть в ткань молочной железы, поэтому они не вносят никакого вклада в создание изображения, но увеличивают дозу облучения пациентки. Кроме того, фильтрация уменьшает жесткое излучение: фотоны с более высокой энергией менее контрастны. Фильтрация дает монохроматические характеристические длины волн.
При использовании нескольких фильтров аппарат должен четко отображать, какой фильтр установлен при выполнении конкретного исследования.
14. Резервный таймер. Резервный таймер завершает облучение звуковым или визуальным индикатором. Рекомендуемые пределы составляют от 250 до 600 мАс. Требования к режиму увеличения будут различаться.
15. Автоматическое управление экспозиционной дозой. Это устройство должно поддерживать экспозиционную дозу постоянной независимо от используемой настройки кВп, толщины сжатой молочной железы и (или) соотношения ее железистого и жирового компонентов.
АЕС должно быть в состоянии определить, будет ли превышено время на резервном таймере, и, если да, должен иметь возможность прекратить облучение пациентки в течение 50 мс или 5 мАс.
16. Возможность локализации иглы. Компрессионное устройство с возможностью локализации иглы имеет либо несколько отверстий круглой формы, либо одно прямоугольное. Компрессионное устройство с круглыми отверстиями фиксирует молочную железу во время введения иглы. Следует соблюдать осторожность, поднимая устройство над канюлей иглы. При использовании компрессионного устройства с возможностью локализации иглы молочная железа проходит через отверстие и во время введения иглы жесткость ее фиксации снижается.
Выполнение сжатия достаточной силы невозможно при визуализации очагов поражения небольшого размера или очагов низкой плотности. Подъем компрессионного устройства над канюлей иглы должен быть беспрепятственным.
з) Факторы получения изображения. Возможность получения качественного изображения является наиболее важным фактором при выборе и использовании оборудования. Несмотря на то что пространство, которое занимает маммограф, простота замены принадлежностей для визуализации и наличие дублирующих электронных элементов управления могут быть важными факторами, ни один из них не оказывает прямого влияния на создание изображения.
Краткая информация о шести наиболее важных для получения хорошего изображения функций конструкции/визуализации представлена в табл. 3. Каждая из них подробно обсуждена в отдельных статьях на сайте - просим Вас пользоваться формой поиска по сайту выше. Понимание взаимосвязи между этими шестью функциями позволяет лаборанту максимально использовать сильные стороны маммографа и минимизировать его недостатки.
