Медицинский физик (МФ) проводит независимую оценку всех компонентов цепи выполнения FFDM: маммографа, приемника излучения, рабочей станции радиолога и лазерного принтера (если применяется). В зависимости от используемого руководства по КК МФ проводит оценку оборудования, выполняя 11 или 24 испытания.
МФ проводит оценку оборудования в соответствии с руководством по КК, выбранным медицинским учреждением (предоставленным производителем оборудования или Руководством по контролю качества цифровой маммографии ACR 2016 г.), и выполняет специальные процедуры проверки следующих функций оборудования.
• Оценка сборки маммографа.
• Генератор.
— Точность и воспроизводимость пикового напряжения (кВп).
— Оценка качества пучка излучения: измерение слоя половинного ослабления.
— Входная экспозиционная доза молочной железы, воспроизводимость АЕС, средняя доза на железу и скорость радиационного выхода.
— Воспроизводимость дозы облучения.
• Производительность системы.
— АЕС (автоматическое управление экспозиционной дозой/фототаймер).
— Разрешение системы.
— Оценка артефактов системы.
— Фантом для оценки качества изображения.
о S/N.
о C/N.
а) Оценка сборки маммографа. МФ проводит осмотр оборудования, чтобы убедиться в механической целостности маммографа, а также в том, что рентгеновская трубка и приемник цифрового изображения готовы к безопасной эксплуатации. Этот осмотр включает оценку устойчивости оборудования, плавность движения без препятствий движущимся частям, исправность механических замков и фиксаторов и отсутствие вибрации приемника. В ходе осмотра также подтверждается выполнение следующих требований обеспечения безопасности и надежности оборудования для пациента и оператора.
• Точность градуировки шкалы определения толщины компримированной молочной железы. Важность оценки толщины компримированной молочной железы очень велика, поскольку эта функция может повлиять на выбор напряжения рентгеновской трубки и результирующую дозу облучения. В соответствии с требованиями MQSA точность шкалы определения толщины компримированной молочной железы должна составлять ±0,5 см, а ее воспроизводимость — ±0,2 см (рис. 1).
Рисунок 1. Медицинский физик измеряет отклонение пластины устройства для компрессии и оценивает точность измерения толщины компримированной молочной железы
• Пациент и оператор при движении не соприкасаются с острыми или неровными краями компонентов оборудования.
• Автоматический сброс функции сжатия может быть отменен с сохранением компрессии молочной железы (и этот статус отображается).
• Аварийный сброс компрессии в ручном режиме может быть активирован в случае сбоя питания.
• В случае сбоя питания подставка рентгеновской трубки и поддерживающая платформа остаются неподвижными.
• Световое поле освещено должным образом.
• Пластины компрессионного устройства молочной железы плоские и параллельны поддерживающей платформе (если иное не указано производителем).
б) Оценка качества пучка: измерение слоя половинного ослабления. Мера HVL определяет дополнительную степень фильтрации, необходимую для снижения интенсивности дозы облучения в 2 раза от ее первоначального значения, и является определяющим фактором качества пучка. HVL пучка рентгеновских лучей должен быть достаточным для сведения к минимуму дозы облучения пациента, но не настолько высоким, чтобы уменьшить возможную контрастность качественных маммограмм.
HVL определяется путем выполнения рентгеновского облучения с аттенюатором (аттенюатор — это электронное устройство, которое уменьшает амплитуду или мощность сигнала без существенного искажения его формы). В данном случае — алюминиевые листы толщиной 0,1 мм, размещенные на пути рентгеновского луча (рис. 2). Показатели рентгеновского облучения измеряются в ионизационной камере. Затем эти фиксированные показатели используются для расчета HVL.
Рисунок 2. Испытание слоя половинного ослабления. Обратите внимание, что при определении слоя половинного полуослабления используют свинцовый щиток, закрывающий детектор, ионизационную камеру и листы алюминия
Величина HVL выражается в миллиметрах алюминия, поэтому значение обычного HVL может читаться как 0,38 мм Al. Оно используется для расчета средней дозы на железу.
Критерии производительности: для рентгеновских трубок, вольтаж которых менее 50 кВп, расчетное значение HVL должно составлять (измеренное пиковое напряжение, выраженное в кВп/100) мм Al. Например, при пиковом напряжении, равном 28 кВп, значение HVL должно составлять не менее 0,28 мм Al.
Примечание. При проведении испытаний генератора приемник излучения закрывают свинцовым щитком. Это необходимо для защиты детектора от повторного облучения.
в) Входная экспозиционная доза молочной железы, воспроизводимость автоматического управления экспозиционной дозой, средняя доза на железу и скорость радиационного выхода:
1. Воспроизводимость автоматического управления экспозиционной дозой (воспроизводимость экспозиции) и входная экспозиционная доза молочной железы. Физик выполняет это испытание, чтобы измерить экспозиционную дозу молочной железы или входную кожную экспозиционную дозу. При этом во время облучения фантома, который симулирует выполнение исследования у среднего пациента (толщина компримированной молочной железы, на 50% состоящей из жировой и на 50% из железистой ткани, составляет 4,2 см), он использует фототаймер.
Выход рентгеновской трубки и количество энергии, выделяемой на единицу массы воздуха, описывают с помощью кермы воздуха. В ходе этого испытания также определяют способность устройства стабильно воспроизводить одно и то же значение кермы воздуха при выполнении нескольких экспозиций.
В ходе этого испытания физик выполняет несколько снимков фантома, при этом ионизирующая камера расположена в непосредственной близости в рентгеновском поле (рис. 3). При этом используется компрессия силы, применимой в рутинной клинической практике. При каждой экспозиции фиксируются доза облучения ионизирующей камеры (мР) и сила тока (мАс). Величина входной кожной экспозиционной дозы используется наряду с HVL для расчета средней дозы на железу.
Рисунок 3. (А) Сбор данных о дозе облучения осуществляется путем использования фантома и ионизационной камеры для расчета средней дозы на железы. (B) Рентгенограмма фантома и ионизационной камеры
Критерии производительности: воспроизводимость АЕС и кермы воздуха входной экспозиционной дозы молочной железы. Коэффициент вариации кермы воздуха (при облучении) и силы тока (мАс) не должен превышать 0,05.
2. Средняя доза на железу. Средняя доза на железу представляет собой расчетное значение, полученное из измеренного HVL и входной экспозиционной дозы молочной железы, полученного в результате выполнения двух предыдущих испытаний. Она представляет собой количество энергии, поглощенной железистой тканью молочной железы усредненного размера и тканевого состава при однократном рентгеновском облучении. Эта величина выражается в миллигреях (мГр) или миллирадах (мрад).
Критерий производительности: средняя доза на усредненную молочную железу (толщина компримированной молочной железы, на 50% состоящей из жировой и на 50% из железистой ткани, составляет 4,2 см) не должна превышать 3 мГр, или 0,3 рад (300 мрад), на один снимок.
3. Скорость радиационного выхода. Скорость радиационного выхода определяет эффективность рентгеновской трубки. Она измеряется в мР/с. Измерение выходного радиационного сигнала гарантирует, что прибор при каждой экспозиции выдает согласованный луч, а также что рентгеновская трубка может производить достаточное для получения качественного изображения количество лучей за приемлемый промежуток времени.
Измерение радиационного выхода проводят при расположении ионизационной камеры примерно на 4,5 см выше поверхности поддерживающей платформы — на предполагаемой высоте расположения верхней точки компримированной молочной железы. Устройство для компрессии размещают внутри луча прямо над зондом. Измеренный выходной сигнал — это энергия рентгеновского излучения, которая достигает молочной железы при выполнении визуализации в клинических условиях. Поскольку фантом не размещают в пучок с зондом, рассеяние не может повлиять на показания выходного сигнала устройства.
Продолжительность получения снимка, определяемая физиком, должна быть достаточной для достижения дозы облучения не менее 2400 мР, но менее 3 с.
Критерий производительности: при использовании Мо/Мо скорость радиационного выхода маммографа должна составлять минимум 7 мГр/с (800 мР/c). При использовании W/Rh она должна составлять 230 мР/c. Кроме того, устройство должно поддерживать минимальную среднюю скорость радиационного выхода в течение 3 с.
г) Точность и воспроизводимость пикового напряжения. Это испытание проводится для определения точности пикового напряжения (кВп): его значения на контрольной панели представляют собой фактическое постоянное пиковое напряжение, производимое рентгеновской трубкой. Для измерения выходного пикового напряжения используют вольтметр (рис. 4). При рентгенологическом исследовании используют клинически значимые настройки значений пикового напряжения.
Рисунок 4. Точность и воспроизводимость результатов определения пикового напряжения. Инструмент измерения пикового напряжения прилежит к свинцовому щитку под устройством для сжатия. Устройство на полу питает вольтметр, измеряющий пиковое напряжение, передавая показания на дисплей медицинского физика
• Самое низкое значение пикового напряжения, которое может зафиксировать испытательное оборудование.
• Наиболее часто используемое в клинической практике значение пикового напряжения.
• Наибольшее значение пикового напряжения, используемое в клинической практике.
По величине зарегистрированных значений судят о точности и воспроизводимости этого параметра. Фактическое значение пикового напряжения может отличаться от указанного, но эти различия не могут превышать стандарты, определенные MQSA.
Критерии производительности:
- Точность: допустимое отклонение фактического пикового напряжения от указанного или выбранного составляет ±5%.
- Воспроизводимость: для большинства используемых в клинической практике значений пикового напряжения коэффициент вариабельности воспроизводимости не должен превышать 0,02.
д) Разрешение системы (пространственное разрешение). Детализация изображения подразумевает сочетание количественных показателей пространственного и контрастного разрешения, которые отражают качество изображения. Понятие пространственного разрешения относится к способности системы визуализации разделять объекты небольшого размера, расположенные близко друг к другу, и дифференцировать их. Согласно требованиям MQSA, единственной характеристикой фокального пятна может быть именно разрешение системы.
Пространственное разрешение отдельных установок для маммографии можно оценить с помощью контрольной полосы высокого разрешения, позволяющей определить минимальное разрешение (рис. 5). Предельное пространственное разрешение цифрового маммографа составляет примерно 10 пар линий/мм в контактном режиме. При визуализации контрольная полоса должна быть ориентирована в соответствии с руководством по КК параллельно/ перпендикулярно или под углом 45° по отношению к оси «анод-катод». Пространственное разрешение будет различаться в зависимости от расположения контрольной полосы. Разрешение системы необходимо оценить в двух режимах: контактном и с использованием увеличения.
Рисунок 5. (А) Контрольная полоса, расположенная на устройстве для компрессии, которая сжимает два однородных акриловых блока, расположенных на детекторе. (B) Изображение контрольной полосы, полученное медицинским физиком и выведенное на монитор. (C) Изображение контрольной полосы, которое медицинский физик оценивает в режиме увеличения для определения значения пар линий на миллиметр, которое демонстрирует пространственное разрешение
В ходе просмотра изображения физик оценивает контрольную полосу и определяет наименьшую группу пар линий/мм, которую можно различить. Она представляет собой наибольшее количество различимых пар линий/мм. Существует общепринятое мнение о том, что разрешение лучше оценивает ФПМ системы, однако специалисты признают, что оценка предельного пространственного разрешения (с помощью контрольной полосы) — более простой и приемлемый метод тестирования производительности детектора.
1. Функция передачи модуляции. Резкость оптической системы визуализации характеризует показатель, называемый ФПМ, известный как пространственно-частотная характеристика. ФПМ — это мера передачи контраста от объекта исследования на его изображение. В техническом смысле ФПМ представляет собой пространственно-частотную характеристику системы визуализации или ее компонента. Это контрастность данной пространственной частоты относительно низких частот.
Высокие пространственные частоты соответствуют предельной детализации изображения. Чем больше значение, тем мельче детали и четче изображение. Другими словами, этот показатель определяет, насколько точно детектор передает детали объекта на изображении. На сегодняшний день определение этого показателя внесено в программу КК, проводимого МФ, оборудования производства компании GE и Planmed.
е) Автоматическое управление экспозиционной дозой: производительность автоматического управления экспозиционной дозой (фототаймер). Конструкция АЕС в процессе выполнения рентгеновской FFDM позволяет детектору выполнять роль многоэлементного датчика, полностью поглощающего пучок рентгеновских лучей. Технология АЕС крайне необходима, поскольку позволяет операторам оборудования обеспечивать оптимальную бесперебойную дозу облучения молочной железы независимо от ее толщины или состава. Устройство работает путем автоматического управления пиковым напряжением, силой тока и фильтрацией для достижения желаемой дозы облучения приемника излучения.
Если устройство «понимает», что требуемая доза уже была доставлена, оно прекращает облучение. Поскольку детектор способен определять состав ткани более чем одного отдела молочной железы, он может выровнять дозу облучения участков с высокой маммографической плотностью. В отличие от оценки АЕС в прошлом оптической плотности, передовая технология детекторов рентгеновской FFDM позволяет использовать разные методы оценки АЕС и может включать функцию контроля плотности, воспроизводимость экспозиции, сигнал, экспозицию и S/N или С/N.
Процесс испытания АЕС детекторов рентгеновской FFDM определяется руководствами производителя или Руководством по контролю качества цифровой маммографии ACR 2016 г. В качестве примера испытания производительности АЕС приведены рекомендации из нескольких источников.
В ходе оценки определяется производительность функции автоматического управления экспозиционной дозой, а также:
• проверяется соответствие соотношения сигнала и шума детектора для разного диапазона толщины молочной железы;
• оценивается возможность компенсации экспозиции функцией АЕС;
• оценивается производительность АЕС во всех возможных режимах работы (контактный, с увеличением, томография).
1. Производительность функции автоматического управления экспозиционной дозой при работе с фантомами различной толщины. Для того чтобы оценить способность АЕС обеспечивать постоянство S/N при исследовании молочных желез любых размеров, МФ получает изображения трех или четырех акриловых фантомных блоков толщиной 2 см каждый, размер которых позволяет покрыть область АЕС (рис. 6). Снимки выполняются в режиме АЕС в обычных клинических условиях. Получают отдельные изображения блоков толщиной 2, 4 и 6 см (иногда 8 см).
Рисунок 6. Последовательность автоматического управления экспозиционной дозой оценивается медицинским физиком с помощью однородных блоков толщиной 2 см, покрывающих детектор автоматического управления экспозиционной дозой в диапазоне от 2 до 6 см. Испытание автоматического управления экспозиционной дозой с использованием блоков толщиной (А) 2 см и (B) 6 см
В форму испытания КК вносится необходимая информация о процессе облучения: режим АЕС (например, автофильтр), пиковое напряжение, мишень, фильтр, фокальное пятно, шаг контроля плотности, сила тока и расположение датчика АЕС. Разновидность испытания выполняется в режиме увеличения. МФ рассчитывает результаты и анализирует отклонения от индекса воздействия или значения S/N для всех испытанных значений толщины молочной железы и рабочих режимов, после чего определяет приемлемую производительность.
2. Производительность функции автоматического управления экспозиционной дозой на различных этапах компенсации плотности. Для оценки возможности компенсации экспозиции функцией АЕС МФ выполняет несколько снимков акрилового фантома толщиной 4 см с фиксированным датчиком АЕС в выбранном режиме АЕС в стандартных клинических условиях. Для каждого изображения шаги компенсации АЕС сменяют друг друга до тех пор, пока не будут исчерпаны. Количество экспозиций зависит от производителя приемника излучения и может, например, включать выполнение снимков со значением шага плотности от -3 до +3.
Соответствующие данные о каждой экспозиции регистрируются в форме КК. Для того чтобы определить приемлемость производительности, МФ рассчитывает результаты и сравнивает итоговые значения для каждой экспозиции с определенным производителем диапазоном для каждого шага плотности.
ж) Оценка артефактов системы. Система FFDM приемлемой производительности в процессе проведения испытания должна обеспечивать получение однородного по интенсивности изображения, без артефактов. При проведении испытания по оценке артефактов, которое выполняет МФ, целостность приемника излучения устанавливается в ходе постоянного периодического контроля качества, выполняемого специалистом по КК, целью которого является обеспечение способности системы к визуализации без артефактов.
Для проведения испытания на наличие артефактов МФ использует акриловый фантом с равномерным затуханием, размер которого позволяет полностью закрыть поверхность приемника излучения (рис. 7). Разные производители приемников излучения могут рекомендовать разные типы фантомов. Перед испытанием необходимо убедиться, что поверхности детектора и фантома чистые. После этого фантом укладывают на детектор для последующей его визуализации, используя поочередно большое и малое фокусные пятна и все комбинации «мишень-фильтр».
Рисунок 7. Акриловый однородный фантом размером 24x30 см, закрывающий активный детектор маммографа
Источником артефакта может стать любое препятствие на пути пучка рентгеновских лучей. Дефекты приемника излучения, пыль в головке трубки или на фильтре (рис. 8) или дефекты акрилового фантома — вот лишь несколько возможных причин появления артефактов на маммограмме. Если в ходе испытания МФ обнаруживает артефакты, при анализе результатов испытания он может определить их источник. Источники артефактов многочисленны: рентгеновское оборудование, детектор изображений, рабочая станция радиолога, принтер DICOM (если применимо) или фантом, используемый для проведения испытания.
Рисунок 8. Однородный дисплей испытания плоского поля позволяет обнаружить пыль и другие артефакты на пути рентгеновского луча. (А) Планарное изображение, полученное VA в ходе выполнения приемочного испытания, позволяет обнаружить загрязнения на фильтре рентгеновской трубки. (B) Артефакт крупным планом. (C) Инженер по медицинскому оборудованию удаляет загрязнение с фильтра рентгеновской трубки. (D) Скорректированное планарное изображение без артефакта
1. Артефакт от гостинга (ghosting, ghost — «призрак»). При эксплуатации рентгеновских аппаратов прямого преобразования, в которых используются пластины селена, полная очистка детектора изображения от предыдущего изображения или изображений может представлять некоторые трудности, что приводит к появлению артефактов от гостинга (рис. 9). Контуры предыдущих изображений маммограммы визуализируются как артефакт от гостинга и часто видны при проведении испытания в плоском поле. С увеличением срока эксплуатации детектора явления гостинга могут усиливаться. До сих пор нет единого мнения насчет того, каким образом этот шум влияет на диагностическое качество изображения, если влияет вообще.
Рисунок 9. Артефакты от гостинга — это результат неполного очищения приемника излучения. (А) При визуализации плоского поля очевидно нарушение однородности изображения. (B) На снимке молочной железы пациентки появляется затемнение, как если бы экспозиция была выполнена дважды
Однако в случае подозрения на наличие этого артефакта рекомендовано проведение этого испытания МФ.
Критерии оценки артефактов от фантома приведены в данной статье ниже, в описании испытаний, выполняемых специалистом по КК.
з) Испытание качества фантомных изображений:
• S/N.
• C/N.
Испытание качества изображения оценивает цепочку, обеспечивающую получение изображения, гарантируя приемлемое качество. Оно помогает выявлять изменения качества снимков с течением времени и оценивать их на наличие артефактов. На качество изображения влияют несколько элементов, которые оцениваются при испытаниях качества изображения. К ним относятся S/N и С/М. Хотя руководства по КК всех производителей приемников излучения и Руководство по КК цифровой маммографии ACR 2016 г. требуют оценки качества одних и тех же элементов при перечисленных ниже испытаниях, проводимых МФ, в их оценке существуют различия.
• Испытания в обоих режимах: контактном и режиме увеличения.
• Подсчет волокон, пятен и объемных образований.
• Параметры приемки волокон, пятен и объемных образований.
• Тип одобренного FDA фантома для проведения аккредитации, который используется при испытании.
• Методы определения S/N и C/N.
При испытании МФ получает снимки одобренного FDA фантома, предназначенного для аккредитации. Визуализацию фантома выполняют в режиме (например, автофильтр), который обычно используется при скрининговом исследовании молочной железы, на 50% состоящей из жировой, на 50% — из железистой ткани, толщина которой после сжатия составляет 4,2 см.
Оценка структур, видимых на фантомном изображении, в сочетании с приемлемыми значениями S/N и C/N, подтверждает разрешение устройства и адекватные уровни S/N и C/N.
1. Соотношение сигнала и шума. S/N — это отношение мощности сигнала к мощности шума, искажающего этот сигнал. Проще говоря, S/N сравнивает уровень необходимого сигнала с фоновым шумом. Чем выше это соотношение, тем менее выражен фоновый шум.
S/N влияет на качество изображения. S/N — это количественная мера информации, получаемой при анализе рентгенограммы. Качество изображения тем выше, чем больше сигнал по отношению к фоновому шуму. Фоновый шум состоит в основном из квантового шума (который определяется уровнями радиационного воздействия) и в меньшей степени — из фиксированного количества электронного шума (который присущ конструкции оборудования).
2. Соотношение контраста и шума. Контрастность изображения относится к способности системы визуализации дифференцировать различные структуры на рентгеновском изображении благодаря восприятию различий их кажущейся интенсивности сигнала. C/N, как и S/N, является мерой качества изображения. Как и в случае 8/М, чем выше С/М, тем менее выражен фоновый шум и тем лучше качество изображения. С/М представляет собой отношение разницы между интенсивностью сигнала объекта и его фона к шуму, искажающему сигнал. Оно характеризует, насколько хорошо дифференцируется объект от его окружения.
Новообразование молочной железы может плохо визуализироваться из-за его размера и плотности на фоне шума, мешающего отображению ткани груди.
С/М определяет способность системы визуализировать малозаметные кальцинаты в плотной ткани молочной железы по отношению к фоновому шуму. МФ находит исходное значение С/М для каждого отдельного маммографа, определяя значение приемочных параметров для последующих регулярных испытаний, проводимых специалистом по КК. В ходе последующей периодической оценки С/М специалист регистрирует результаты в виде процента изменения от исходного значения, определенного МФ.
Для того чтобы измерить S/N и С/М, МФ (или программное обеспечение, предоставленное производителем оборудования) помещает 014 в определенные места внутри фантома, предназначенного для оценки качества изображения (рис. 10). Для расчета S/N необходимо знать величины среднего фонового сигнала и стандартного отклонения (шума) фонового сигнала.
Рисунок 10. (А) На рентгенограмме фантома цифровой полноформатной маммографии видны области, представляющие интерес, предназначенные для оценки соотношения контраста и шума и соотношения сигнала и шума, которые расположены в полости соотношения контраста и шума (указано стрелкой) и за ее пределами (круг). (B) Снимок фантома цифровой полноформатной маммографии, выполненный в режиме увеличения, позволяющий оценить объекты испытания. (C) Рентгенограмма оригинального акрилового фантома для аккредитации с областями, представляющими интерес, внутри акрилового диска (указано стрелкой) и за его пределами, предназначенными для оценки соотношения контраста и шума и соотношения сигнала и шума
• Для того чтобы рассчитать S/N, средний фоновый сигнал делят на стандартное отклонение фонового сигнала.
• Для расчета С/М необходимо, кроме двух перечисленных выше величин, значение среднего сигнала объекта. Для того чтобы рассчитать С/М, разницу величин сигнала объекта и фонового сигнала делят на стандартное отклонение фонового сигнала.
Программное обеспечение некоторых производителей оборудования для маммографии автоматически рассчитывает значения S/N и C/N в пределах ОИ и выдает эту информацию МФ. Оценка этих же параметров выполняется специалистом по контролю качества в ходе проведения периодических испытаний производительности оборудования на предмет получения качественных изображений. Другие же производители оборудования для выполнения маммографии требуют от МФ и специалистов по КК вручную рассчитывать значения S/N, C/N и отклонения от исходного значения. Тема S/N и C/N более подробно рассмотрена в отдельной статье на сайте - просим Вас пользоваться формой поиска по сайту выше.
3. Тип фантома для оценки качества изображения. С момента вступления в силу MQSA для оценки качества изображения требуется использовать фантом, предназначенный для аккредитации, одобренный FDA. Он представляет собой модель усредненной молочной железы, на 50% состоящей из жировой ткани, на 50% — из железистой, толщина которой при сжатии составляет 4,2 см. В восковую вставку фантома встроены объекты для проведения испытаний: волокна, группы пятен и объемные образования, имитирующие кальцинаты и опухоли, обнаруженные в ткани молочной железы. До 2017 г. модель фантома, разработанного для испытания экранно-пленочных маммографов, оставалась единственным, предназначенным для аккредитации фантомом, используемым для оценки качества изображения.
Его размеры (см. рис. ниже) составляли 10,2 см (длина) х 10,8 см (ширина) х 4,5 см (высота). Внутри него были расположены шесть волокон, пять групп пятен микрокальцинатов и пять объемных образований, расположенных в восковой вставке.
Оригинальный фантом, предназначенный для аккредитации Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (США) экранно-пленочных маммографов, который используется в ходе процедур контроля качества цифровой полноформатной маммографии и аккредитации учреждений, руководствующихся программой контроля качества, предложенной производителем приемника излучения
Размер этих объектов постепенно уменьшался от самого большого до самого маленького, начиная с хорошо заметных при выполнении визуализации и заканчивая трудноразличимыми даже на самом современном оборудовании. На рис. 11 представлены фантом, используемый для аккредитации маммографа, схема расположения объектов испытания в восковой вставке и рентгенограмма фантома. В зависимости от производителя при эксплуатации фантома может потребоваться использование акрилового диска. Его диаметр составляет 1 см, а толщина равна 4 мм. Он располагается поверх фантома (если применимо) между двумя самыми большими волокнами.
Рисунок 11. (А) Оригинальный фантом Американского колледжа радиологии для аккредитации на детекторе маммографа. Обратите внимание на положение фантома. (B) Схема расположения и размер различных объектов испытания, встроенных в оригинальный фантом Американского колледжа радиологии для аккредитации маммографа. (C) Рентгенограмма оригинального фантома Американского колледжа радиологии для аккредитации маммографа, на которой видны объекты испытания: волокна, группы пятен и объемные образования. Диск диаметром 1 см расположен между двумя волокнами наибольшей толщины. Необходимость использования акрилового диска при проведении испытания качества изображения определяет производитель оборудования
Согласно требованиям MQSA, медицинские учреждения, принявшие программу КК, предложенную производителем оборудования, в процессе оценки качества изображения должны использовать фантомы для аккредитации маммографов типа, представленного на рис. 11, в соответствии с указаниями: с акриловым диском или без него.
Научный поиск, выполненный в ходе исследования ACRIN DMIST, показал, что фантомы, предназначенные для аккредитации экранно-пленочного оборудования, не подходят для осуществления процедур контроля качества новой технологии FFDM. Согласно мнению исследователей, фантом, разработанный для оценки FFDM, позволяет получить лучшее представление о качестве изображения, полученного на соответствующем оборудовании. В июле 2016 г. фантом для аккредитации цифровых маммографов был одобрен FDA (см. рис. ниже). Использование этого фантома обязательно в медицинском учреждении, предоставляющем услуги по выполнению двухмерной визуализации молочной железы. Оно использует в своей работе Руководство по КК цифровой маммографии ACR 2016 г., размещенное на веб-сайте организации 29 июля 2016 г.
Фантом, разработанный для аккредитации Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (США) устройств для цифровой полноформатной маммографии. Его используют в медицинских учреждениях, применяющих в своей работе Руководство по контролю качества цифровой маммографии Американского колледжа радиологии 2016 г.
Как и в случае оригинального фантома для аккредитации аналогового оборудования, фантом ACR для испытания цифрового маммографа представляет собой модель усредненной молочной железы, на 50% состоящей из жировой ткани, на 50% — из железистой, толщина которой при сжатии составляет 4,2 см. Его размеры составляют 19 см (длина) х 31 см (ширина) х 4,1 см (высота), что позволяет закрыть большую часть активной области детектора ПУПИ. Благодаря большему размеру однородный фантом теперь также можно использовать для оценки наличия артефактов при эксплуатации оборудования. В восковую вставку фантома встроены шесть волокон, шесть групп пятен микрокальцинатов и шесть объемных образований, которые имитируют кальцинаты и опухоли, обнаруженные в ткани молочной железы.
Размер этих объектов постепенно уменьшается от самого большого до самого маленького, начиная с хорошо заметных при использовании оборудования меньшей производительности и заканчивая трудноразличимыми даже на самых современных аппаратах. Сразу над восковой вставкой расположена полость C/N. Она используется для измерения и расчета S/N и C/N. На рис. 12 представлены фантом ACR для аккредитации цифрового маммографа, схема расположения объектов испытания в восковой вставке, таблица размеров объектов, используемых при проведении испытания, и рентгенограмма фантома.
Рисунок 12. (А) Фантом Американского колледжа радиологии для аккредитации оборудования для цифровой полноформатной маммографии на приемнике излучения. Обратите внимание на размер фантома в сравнении с приемником излучения. Фантом Mammo цифровой полноформатной маммографии™ производства Gammex, компании Sun Nuclear Company. (B) Схема расположения разных объектов испытания, встроенных в фантом, для аккредитации оборудования для цифровой полноформатной маммографии, одобренный Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (США). (C) Таблица размеров объектов испытания, встроенных в фантом, для аккредитации оборудования для цифровой полноформатной маммографии, одобренного Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (США). (D) Рентгенограмма фантома Американского колледжа радиологии для аккредитации оборудования для цифровой полноформатной маммографии, демонстрирующая видимые объекты испытания: волокна, группы пятен и объемные образования. Темный круг указывает на расположение полости соотношения контраста и шума
Согласно FDA, изображение фантома должно получить хотя бы минимальный балл, определенный АО и принятый FDA в соответствии с 900.3(d) или 900.4(a)(8).
• В соответствии с критериями ACR для успешного прохождения аккредитации на изображении оригинального фантома ACR для аккредитации должны визуализироваться как минимум четыре волокна наибольшего размера, три наибольших группы пятен и три наибольших объемных образования.
• В соответствии с критериями ACR для успешного прохождения аккредитации на изображении фантома ACR для аккредитации цифрового оборудования должны визуализироваться как минимум два волокна наибольшего размера, три наибольших группы пятен и два наибольших объемных образования.
Различия в проходных баллах между двумя фантомами объясняются адаптацией к различиям в размерах объектов испытания. Баллы оригинального фантома, используемого для аккредитации, равные 4, 3, 3 соответствуют баллам 2, 3, 2, полученным при использовании фантома для аккредитации цифрового оборудованияя.
и) Оценка коллимации: соответствие поля рентгеновского излучения и светового поля приемнику излучения и выравнивание компрессионного устройства. Оценка аппарата/механизма коллимации рентгеновского поля позволяет гарантировать равномерное облучение всей плоскости приемника излучения и избежать напрасного воздействия рассеянного излучения на пациентку.
Приемлемые характеристики этого механизма позволяют оператору определить точность захвата ткани и убедиться в надлежащем уровне радиационной безопасности пациентки. МФ проводит это испытание, получая «изображение» размера и положения рентгеновского поля над приемником излучения. Оно может отображаться на экране КР, хроматической пленке (самопроявляющейся) производства компании GAF или на электронном рентгеновском детекторе (рис. 13).
Рисунок 13. Медицинский физик проводит испытание соответствия поля рентгеновского излучения, светового поля и выравнивания коллиматора, используя аттенюатор и самопроявляющуюся пленку, чувствительную к экспозиции в условиях испытания контроля качества цифрового изображения
Для определения соответствия поля рентгеновского излучения световому полю, выравнивания рентгеновского излучения на приемнике излучения и выравнивания компрессионного устройства относительно грудной клетки выполняются сравнительные измерения между границами края. Оценку проводят на полях облучения большого и малого размера. Если компрессионное устройство размером 18x24 см оснащено функцией смещения влево и вправо, оценка должна быть проведена во всех его положениях.
Критерий производительности: допустимое отклонение светового поля, поля рентгеновского излучения, компрессионное устройство приемника излучения установлены следующими стандартами MQSA.
• Отклонение рентгеновского поля от светового поля: сумма любых несовпадений краев светового поля и поля рентгеновского излучения по длине или ширине визуально определяемого поля в плоскости поверхности платформы, поддерживающей молочную железу, не должна превышать 2% от РИД.
• Отклонение рентгеновского поля от краев приемника излучения: компонент коллимации должен позволять рентгеновскому полю простираться до края приемника излучения, обращенного к грудной стенке. Рентгеновское поле не должно распространяться за любой из краев приемника излучения дальше чем на 2% от РИД.
• Выравнивание края компрессионного устройства, обращенного к грудной стенке, по отношению к приемнику излучения: край компрессионного устройства, обращенный к грудной стенке, не должен выходить за край приемника излучения, обращенного к грудной стенке более чем на 1% от РИД при проведении испытания компрессионного устройства, устройства для сжатия молочной железы, размещенного над поддерживающей платформой на расстоянии, эквивалентном средней толщине сжатой груди. На изображении не должна быть видна тень вертикального края устройства для сжатия.
Согласно требованиям MQSA, в случае выхода результатов испытаний за допустимые пределы необходимо выявить источник проблемы. Корректирующие действия надлежит выполнить в течение 30 дней после проведения испытания.
к) Сила компрессии. Испытание силы компрессии входит в оценку сборки маммографа, которую проводит МФ. Используя либо бытовые аналоговые весы (приемник изображения и устройство сжатия защищены прокладкой), либо откалиброванный пенопластовый блок для компрессии, прикладывается и измеряется максимальная сила автоматической компрессии. Кроме того, если применимо, определяется сила компрессии вручную, по крайней мере, до 45 фунтов.
Критерий производительности: максимальная сила автоматической компрессии должна находиться в пределах 25-45 фунтов (12-20 даН, 111-200 Н).
л) Испытание отображения маммограмм в электронном виде: мониторы и рабочие станции (медицинский физик):
1. Контроль качества рабочей станции просмотра изображений. Наиболее важным звеном в цепочке цифровой визуализации является взаимодействие между устройством для получения изображений и RWS для отображения изображений. Для того чтобы гарантировать, что изображение на дисплее является истинным представлением объекта и не содержит артефактов, МФ должен провести тщательную оценку характеристик монитора до начала его использования в клинической практике (МЕЕ) и затем проводить ее ежегодно. Как и в случае с маммографом, внесение изменений в конструкцию RWS или ремонт крупных ее компонентов требует проверки МФ перед введением его в эксплуатацию.
Контроль качества RWS, используемой при маммографии (чаще всего это жидкокристаллический дисплей), осуществляется в соответствии с планом КК, который коррелирует с соответствующим стандартом MQSA, представленным в табл. 1.
Согласно этим стандартам, при оценке МФ и специалист по КК должны придерживаться руководства по КК производителя приемника излучения или Руководства по КК цифровой маммографии ACR 2016 г. На качество изображения на RWS влияют несколько факторов. Устройства отображения, используемые в медицинской визуализации, настраиваются с помощью стандартной функции отображения оттенков серого (grayscale standard display function) DICOM, разработанной Национальной ассоциацией производителей электрооборудования. Эти стандарты обеспечивают визуальную согласованность различных устройств отображения, используемых для интерпретации результатов рентгенологических исследований. МФ оценивает производительность следующих характеристик монитора: яркость, контраст, однородность, разрешение и артефакты.
Яркость определяет количество света, излучаемого поверхностью или экраном монитора. Яркость дисплея оценивают, чтобы определить, насколько точно калибровка шкалы оттенков серого монитора соответствует стандарту стандартной функции отображения оттенков серого DICOM. Яркость монитора (L) (luminance) характеризуется диапазоном значений яркости от минимального (Lmin) до максимального (Lmax) с установленными стандартами уровня белого маммографического дисплея не менее 420 кд/м2 (кандела/метр2). Это требует постоянства значения контраста в пределах диапазона яркости.
При оценке МФ значения контраста должны соответствовать рекомендациям TG18 Американской ассоциации медицинских физиков (рис. 14). Каждый из уровней яркости, определенных в испытании стандартной функции отображения оттенков серого, не должен отклоняться от ожидаемых целевых значений яркости более чем на 10%. Профессиональные маммографические мониторы медицинского класса обычно оснащены встроенной технологией, которая компенсирует изменение яркости пикселей. МФ оценивает также показатели однородности изображения на поверхности дисплея. При использовании фотометра и шаблона испытания UNL80 TG18 ААРМ отклонения яркости изображения по всей поверхности дисплея должны быть менее 15% (рис. 15).
Рисунок 14. Согласно шаблону рабочей группы № 18 Американской ассоциации медицинских физиков, при проведении испытания яркости дисплея для отображения электронных снимков медицинский физик использует фотометр. (А) Шаблон TG18-LN8-01 Американской ассоциации медицинских физиков для оценки Lmin, и (B) Шаблон TG18-LN8-18 Американской ассоциации медицинских физиков для оценки Lmax. (C) Программное обеспечение, поставляемое производителями дисплеев в электронном виде, обеспечивает проведение испытания яркости с помощью графических индикаторов «Пройдено/Не пройдено»
Рисунок 15. (А) Шаблон испытания TG18-UNL-80 Американской ассоциации медицинских физиков для оценки однородности дисплея, отображающего снимки, который медицинский физик использует вместе с фотометром. (B) Медицинский физик с помощью фотометра измеряет яркость монитора в четырех его углах и в центре, что позволяет оценить однородность дисплея
Помимо прочего, МФ оценивает также разрешение и наличие артефактов в системе дисплея, для чего использует шаблон испытания TG18 ААРМ (рис. 16). На рис. ниже показан образец испытания КК TG18 ААРМ, используемый для оценки RWS. На рис. 17 перечислены некоторые параметры, оцениваемые при использовании тестового шаблона TG18 КК. Начиная с исследования ACRIN DMIST, для оценки качества изображения рекомендуется использование более полного шаблона испытания КК TG18 ААРМ, разработанного после его начала, которое часто берут за основу МФ.
Рисунок 16. Медицинский физик оценивает рабочую станцию радиолога с помощью шаблона контроля качества рабочей группы № 18 Американской ассоциации медицинских физиков
(А) Шаблон испытания контроля качества рабочей группы № 18 Американской ассоциации медицинских физиков, разработанный рабочей группой № 18 Американской ассоциации медицинских физиков для оценки электронного дисплея. (B) Шаблон испытаний Общества инженеров кино и телевидения, разработанный Обществом инженеров кино и телевидения для оценки электронных дисплеев
Рисунок 17. Описание элементов электронного дисплея, которые оцениваются с помощью шаблона контроля качества рабочей группы № 18 Американской ассоциации медицинских физиков
Шаблон SMPTE все еще достаточно часто используется специалистами по КК при оценке дисплея и принтера, а потому он включен в перечень испытаний КК, проводимых специалистом по КК, приведенный в отдельной статье на сайте - просим Вас пользоваться формой поиска по сайту выше.
2. Среда рабочего кабинета радиолога, интерпретирующего маммограммы. Освещенность — это свет, падающий на поверхность или на монитор. Ее часто называют окружающим освещением. Это важный фактор оценки отражения и бликов, а также подходящего для описания снимков освещения. Для достижения наилучших результатов интерпретации результатов маммографии требуется баланс яркости и освещенности. Недостаточное окружающее освещение приводит к утомлению глаз радиолога, а избыточное — снижает видимый контраст. Окружающее освещение должно быть стабильно неярким. Результаты испытания с фотометром, которое выполняет МФ, не должны выходить за пределы диапазона 20-45 люкс, а отражение бликов от других поверхностей монитора должно быть сведено к минимуму.
Следует соблюдать инструкции руководства по КК, касающиеся условий освещения кабинета, где установлена RWS. Обычно они требуют от МФ составления схемы помещения относительно бликов и оценки окружающего освещения.
3. Рабочая станция получения изображений. AWS, необходимая лаборанту для получения и оценки изображений, также должна быть проверена МФ. На AWS отображаются информация, которую оценивает лаборант, сведения об укладке/компрессии, контрасте и движении пациентки. Хотя монитор AWS не используется для описания снимков, он должен удовлетворять тем же требованиям, что и монитор радиолога, то есть эти мониторы похожи друг на друга. Для оценки мониторов лаборанта (AWS) допустимо проведение тех же процедур, которые МФ выполняет с RWS. В зависимости от требований руководства по КК при оценке монитора AWS МФ могут быть проведены следующие испытания.
• Оценка чистоты: необходимо убедиться, что на поверхности монитора нет пыли, отпечатков пальцев или следов, которые могут помешать полноценному просмотру изображения.
• Оценка по шаблону КК TG18 ААРМ или SMPTE.
— Заметны 0-5% контрастных пятен?
— Заметны 95-100% контрастных пятен?
— Оценка качества буквенно-цифровых указателей: насколько хорошо и отчетливо они видны?
— Резкость пар линий в четырех углах и центре изображения.
— Оценка диапазона указателей шкалы оттенков серого — видимое различие между шагами.
• Испытание яркости. При выполнении оценки AWS МФ может также провести следующие испытания, для которых необходим фотометр. — Определение минимальной и максимальной яркости.
— Однородность яркости.
Оценка может также включать проверку соответствия стандартной функции отображения оттенков серого DICOM и поиск артефактов.
м) Контроль качества лазерного принтера - медицинский физик. Согласно заявлению FDA, сделанному 18 ноября 2015 г., решение о техническом обслуживании лазерного принтера, используемого для распечатки маммограмм, остается на усмотрение медицинского учреждения.
Изменения в отрасли — постепенный отказ от использования экранно-пленочного оборудования и более широкое внедрение в практику DBT, результаты которого интерпретируются исключительно путем оценки электронных изображений, — повлияли на решение FDA об исключении раздела, посвященного КК принтеров, из инспекции FDA. В случае если в службе маммографии медицинского учреждения используется лазерный принтер, с помощью которого распечатываются снимки, процедура КК этого оборудования должна соответствовать стандартам MQSA, представленным в табл. 1.
При оценке производительности МФ и специалист по контролю качества должны следовать требованиям КК производителей приемников излучения, КК производителей лазерных принтеров или Руководства по КК цифровой маммографии ACR 2016 г. К стандартным испытаниям лазерного принтера, выполняемым МФ, относят оценку пространственного разрешения, геометрической точности и измерение оптической плотности шкалы оттенков серого.
