Ergebnisse aus drei Monaten Konstanzprüfung an Röntgeneinrichtungen im Bayerischen Mammographie-Screening

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1 C. Blendl 1 A. Klug 1 R. Lohmann 1 C. Moll 1 J. Schädlich 1 Ergebnisse aus drei Monaten Konstanzprüfung an Röntgeneinrichtungen im Bayerischen Mammographie-Screening D. Blaser 2 Bavarian Mammography Screening: Results of Consistency Tests in X-Ray Units Zusammenfassung over Three Months Ziel: Diese Untersuchung sollte klären, ob in einem flächendeckenden Screening die Anforderungen des EPQC bzw. der DIN E an die technische Bildqualität für arbeitstägliche, wöchentliche und monatliche Prüfungen eingehalten werden können. Die Toleranzanforderungen verschiedener Prüfpositionen des EPQC sollten auf Redundanz und statistische Absicherung geprüft werden. Methodik: Es wurden arbeitstäglich Prüfkörperaufnahmen mit Filmen einer Emulsionsnummer erstellt. Zusätzlich wurde ein Sensitometerstreifen nach DIN aufbelichtet. Wöchentlich wurden an der FH Köln die Aufnahmen densitometrisch vermessen und visuell inspiziert. Ergebnis: Eine retrospektiv durchgeführte Analyse der Datensätze zeigte, dass alle untersuchten Einrichtungen bei Verwendung von Filmen jeweils einer Emulsionsnummer wesentliche Anforderungen an die Bildqualität einhalten können. Einige Toleranzanforderungen des EPQC sind in sich nicht konsistent bzw. umfassen redundante Prüfungen. Eine erweiterte Datenanalyse liefert zusätzliche Erkenntnisse zum Zustand einer Röntgeneinrichtung, welche in der nach EPQC durchgeführten Konstanzprüfung unberücksichtigt bleiben. Schlussfolgerungen: Die z. T. erheblichen Schwankungen der Filmverarbeitung erfordern eine tägliche Prüfung. Arbeitstägliche Prüfkörperaufnahmen sind nur in den ersten 4 5 Wochen nach Inbetriebnahme einer Einrichtung Abstract Purpose: To find out whether the quality requirements in daily, weekly or monthly tests of the European protocol for the quality control of the physical and technical aspects of mammographic screening (EPQC) can be maintained when screening the population of a large area. Furthermore, to check the specific tolerances of different test positions given by the EPQC for redundancy and statistical correlation. Materials and Methods: Daily test images were obtained with an additional exposition of a sensitometric step wedge according DIN Weekly densitometry and visual inspection were performed at the University of Applied Sciences, Cologne. Results: All units were able to maintain basic requirements on image quality as long as films of the same batch number were used. Some tolerance requirements of the EPQC are inconsistent and redundant. Conclusion: The occasionally considerable fluctuations of film processing require a daily check on the processing conditions. Daily test images of the units are only obligatory in the first 4 to 5 weeks of a new operation. All test results should be analyzed retrospectively in an independent test laboratory with emphasis on the statistical behavior of the unit. The tolerances prescribed by the EPQC are not always consistent and should be adapted to today s scientific standard when applied in mammography screening centers. Medizinphysik und Technik 1 Institutsangaben 1 Fachhochschule Köln, Fakultät für Informations-, Medien- und Elektrotechnik (IME), Institut für Medien- und Phototechnik (IMP) 2 Kassenärztliche Vereinigung Bayern (KVB), München Danksagung Der Kassenärztlichen Vereinigung Bayerns sei für die finanzielle Unterstützung gedankt, die diese Untersuchung zu Beginn des Bayerischen Mammographie-Screenings ermöglicht hat, der Firma Schulte-Warstein (Planilux) für die Leihgabe eines dezidierten Mammographie-Filmbetrachtungsgerätes, der Firma Siemens und Herrn Dr. med. P. Eydam und einigen anderen für die Spende eines gebrauchten Mammographiegerätes an die Fachhochschule Köln. Korrespondenzadresse Prof. Dr. C. Blendl Fachhochschule Köln, Fakultät für Informations-, Medien- und Elektrotechnik, Institut für Medien- und Phototechnik Betzdorfer Straße Köln cblendl@mail.fo.fh-koeln.de Bibliografie Fortschr Röntgenstr 2004; 176: 1 10 Georg Thieme Verlag KG Stuttgart New York DOI /s ISSN

2 notwendig. Prüfergebnisse sind retrospektiv in einer Messstelle unter statistischen Gesichtspunkten zu analysieren. Die Toleranzanforderungen des EPQC sind z. T. in sich nicht konsistent und sollten in Screening-Zentren dem Stand von Wissenschaft und Technik angepasst werden. Key words Mammography screening image quality quality control Medizinphysik und Technik 2 Einleitung Mit der Veröffentlichung des European protocol for the quality control of the physical and technical aspects of mammography screening, (EPQC) [1] wurden Anforderungen an Mammographieeinrichtungen veröffentlicht, die im allgemeinen Konsens als technische Mindestanforderung angesehen werden. Die durch den Druck der Öffentlichkeit angestoßene Überarbeitung von nationalen und internationalen Normen [2 4] erzwang eine weitestgehende Übereinstimmung bei den Anforderungen und Prüfmethoden zwischen EPQC und Normen [5]. Für die vier zugelassenen Screeningprojekte in der BRD (Stand Oktober 2003) war die vollständige Anwendung der European Guidelines, z. B. Doppelbefundung und andere verfahrenstechnische Bedingungen wie die Nachmessung der Ergebnisse von Konstanzprüfungen im wöchentlichen Takt durch eine externe, vom Betreiber unabhängige Messstelle, eine Zulassungsvoraussetzung. In einem dreimonatigen Pilotprojekt des Bayerischen Mammographie-Screenings (BMS) der Kassenärztlichen Vereinigung Bayerns (KVB) im 2. Quartal 2003 sollte untersucht werden, ob und unter welchen Voraussetzungen die ersten 12 Teilnehmer die Anforderungen des EPQC, insbesondere an die Konstanz der Einrichtung, einhalten können. Trotz mehrjähriger Anwendung des EPQC an verschiedenen Stellen wurde bislang keine detaillierte Datenanalyse unter dem Gesichtspunkt messtechnischer und statischer Gesetzmäßigkeiten von Prüfergebnissen vorgelegt. Bisherige Publikationen, z. B. in [6, 7], zeigen i. d. R. Zusammenfassungen von Prüfergebnissen, befassen sich aber nicht mit der oben dargestellten Problemstellung. Eigene Untersuchungen an verschiedenen Mammographie-Einrichtungen zeigten, das die mittlere opt. Dichte (D) in einem zu großen Bereich liegt [8]. Eine Klärung der obigen Fragestellung hat Einfluss auf die Anzahl bzw. Prüfhäufigkeit und die Art der Prüfungen und damit auch auf die Kosten, die durch Konstanzprüfungen nach EPQC bzw. Normen verursacht werden. Sowohl das EPQC wie auch DIN- Normen sind nur Leitfäden, die durch wissenschaftliche Erkenntnisse fortgeschrieben werden müssen. Gesetzliche Regelungen und Zulassungsbedingungen für Screeningprojekte und die kurative Mammographie müssen so offen bleiben, dass Optimierungen kontinuierlich vorgenommen werden können. Material und Methoden Datenerhebung Als Rahmenbedingungen für die Anfertigung von Prüfkörperaufnahmen wurde festgelegt, dass der Sensitometerstreifen zur Kontrolle des Zustandes der Filmverarbeitung nach DIN [9] auf die Prüfkörperaufnahme (PK-Aufnahme) aufzubelichten war. Als Prüfkörper sollte vorzugsweise der Prüfkörper nach DIN V (Abb. 1), hilfsweise der nach DIN ( ), verwendet werden. Ein Beispiel einer Prüfkörperaufnahme ist in Abb. 2 dargestellt. Filme einer Emulsionsnummer waren über einen Zeitraum von mindestens 4 Wochen zu verwenden. Ein Wechsel der Emulsionsnummer war mitzuteilen. Ein einheitlicher Prüftakt mit täglichen und wöchentlichen PK- Aufnahmen wurde festgelegt. Für jede Kammer der Belichtungsautomatik (BA) war arbeitstäglich eine Prüfkörperaufnahme mit einer Röntgenröhrenspannung von 28 kv, Molybdän-Anode und -Zusatzfilter in BA-Technik anzufertigen. Die Prüfkörperdicke musste 46 mm Plexiglas (PMMA) betragen. Wöchentlich waren zusätzliche PK-Aufnahmen mit 20 und 60 mm PMMA anzufertigen. Zusätzlich war bei der Standardaufnahme wöchentlich die Dosis zu messen. Die Dichte der PK-Aufnahme mit 46 mm PMMA-Dicke musste betragen: 1,8 D PK-Aufnahme 1,4. Die Einstellung der Korrekturtaste der Belichtungsautomatik, die zur Erzielung der Dichteanforderung notwendig war, musste dokumentiert werden. Sämtliche PK-Aufnahmen wurden wöchentlich zur Nachmessung und Bewertung der Ergebnisse an das Institut für Medien- und Phototechnik der Fachhochschule Köln geschickt. Hinweise zur Qualitätsoptimierung waren zu befolgen und ggf. erfolgte Eingriffe sollten dokumentiert werden. Datenverarbeitung und -analyse Die 21 Stufen aller Sensitometerstreifen wurden mit einem Densitometer (Typ Darklight duo, Fa. medset) gemessen; die Messwerte wurden automatisch in eine Excel -Datei eingelesen, in der alle weiteren Berechnungen durchgeführt wurden. Zur Bestimmung der sensitometrischen Kenngrößen, die nach EPQC berechnet werden müssen, wurden in der Dichtekurve mittels geometrischer Mittelwertbildung zwischen zwei Keilstufen des Sensitometerstreifens zusätzliche Stützstellen berechnet. In der logarithmierten Nettodichtekurve können zwei Messwerte mit sehr guter Näherung in sehr enger Anlehnung an die Theorie der Dichtekurve [10] linear interpoliert werden. Damit können die methodischen Ungenauigkeiten bei der Bestimmung von sensitometrischen Kenngrößen nach EPQC deutlich verkleinert werden, d. h., die Schwankungen entsprechender Kenngrößen beruhen im Wesentlichen auf Schwankungen der Filmkennlinie und werden nicht durch die Methode der Bestimmung entsprechender Kenngrößen beeinflusst. In der Prüfkörperaufnahme wurden sowohl die Dichten gemessen, welche in den zur Bestimmung des Bildkontrastes vorhandenen Fräsungen entstehen (siehe Abb. 1: Prüfkörper nach DIN V bzw. DIN E Position 4, 6 und 7), wie auch an Position 5 und 9 (9: Bereich für die Messung der Dichte der PK-Aufnahme). Die Dichten der Positionen 4, 5, 6, 7 und 9 wurden mit Hilfe des auf die Prüfkörperaufnahme aufbelichteten Sensitometerstreifens in Werte für die logarithmische, relative Belichtung (logh rel. ) umgeformt. Von allen Messgrößen und abgeleiteten Kenngrößen (bei filmtechnischen Größen für jeweils eine Emuslsionsnummer) wurden Mittelwerte und Median sowie die Streuung als

3 Medizinphysik und Technik Abb. 2 Prüfkörperaufnahme mit aufbelichtetem Sensitometerstreifen. Abb. 1 Prüfkörper nach DIN E Strukturplatte 240 mm 180 mm 6 mm, Acrylglas 2. Bohrungen für Passstifte 3. 7 Einfräsungen ø 5,5 mm als Niedrigkontrastobjekte, Tiefen 0,1 mm, 0,15 mm, 0,2 mm, 0,25 mm, 0,3 mm, 0,35 mm und 0,4 mm; Tiefentoleranz jeweils 0,02 mm 4. Bereich erhöhter Strahlungsschwächung; 3,5 mm Acrylglas + 2,5 mm Polytetrafluorethylen (PTFE) 5. Mittenmarkierung 6. Stufe in der Strukturplatte, 3 mm tief 7. Aussparung in der Strukturplatte 8. Kugelreihen zur Prüfung der thoraxwandseitigen Begrenzung der Abbildung; jeweils 5 aneinander liegende Stahlkugeln ø (2 0,1) mm in Sackloch, äußere Kugel bündig 9. Bereich für die Messung der optischen Dichte 10. kontrastgebendes Gitter als Orientierungshilfe; Fräsungen 2 mm breit und 1,5 mm tief 11. Bleistrichraster mit Liniengruppen von 8 Lp/mm, 10 Lp/mm, 13 Lp/ mm und 16 Lp/mm, je einmal senkrecht und parallel zur thoraxwandseitigen Kante angeordnet; Bleifolie (30 5 ) m dick, Linien (10 2 ) mm lang, je Liniengruppe mindestens 3 Schlitze in der Bleifolie 12. Aussparung in der Strukturplatte zur Positionierung eines Dosimeter-Detektors 13. Schwächungskörper 240 mm 180 mm 40 mm, Acrylglas 14. thoraxwandseitiger Anschlag 15. Passstifte zum Aufsetzen der Strukturplatte 2-s-Wert (95 % Vertrauensbereich) gebildet. Die Toleranzen wurden auf den Mittelwert bezogen, der sich durch Mittelung von mehreren Werten ergab (mindestens 5). Die Mittelwerte wurden immer retrospektiv ermittelt, da die in Abnahme- oder Initialprüfungen nach EPQC ermittelten Bezugswerte immer von den so bestimmten Mittelwerten abwichen (zur Problematik der Festlegung von Bezugswerten siehe [11]). Die Bewertung von Toleranzüberschreitungen wurde so vorgenommen bzw. war mit den Medizinphysikexperten der KVB so festgelegt worden: a) 2-s-Wert Toleranzbreite: kein Warnhinweis, auch wenn einzelne Werte geringfügig über der retrospektiv gebildeten Toleranzgrenze lagen; b) 1,5 Toleranzbreite 2-s-Wert > Toleranzbreite: Warnhinweis möglichst mit Hinweisen zur Qualitätsoptimierung; c) 2-s-Wert > 1,5 Toleranzbreite: massive Toleranzüberschreitung mit der Konsequenz des unmittelbaren Eingriffs in die Einrichtung (dieser Fall ist nicht aufgetreten). ¾nderungen des Strahlenkontrastes Um eine Aussage darüber zu erhalten, in welcher Beziehung ¾nderungen des Strahlenkontrastes, ausgedrückt als DlogH-Werte (logh 1/rel. logh 2/rel. = DlogH) mit ¾nderungen der Röntgenröhrenspannung U (kv) oder einer Zusatzfilterung (m Al) stehen, wurden an einer Mammographie-Einrichtung (Mammomat C, Fa. Siemens AG) PK-Aufnahmen mit Spannungswerten zwischen 23 und 40 kv in Mo-/Mo-Kombination mit Al-Zusatzfiltern (0, 100, 200, 300, 400 m Al in einem Reinheitsgrad von 99,999 %) zur Bestimmung der jeweiligen Werte für logh rel. aus den Dichten der Positionen 4, 5, 6, 7 und 9 im Prüfkörper nach DIN angefertigt. Die Bestimmung der Aluminium-Halbwertsschichtdicke (Al-HWD in m Al) für jeden Wert der Spannung erfolgte über Dosismessungen mit einem geeichten Dosimeter (Fa. PTW, Typ: Dali) bei unterschiedlicher Zusatzfilterung 3

4 Medizinphysik und Technik 4 (m Al). Die Spannung wurde invasiv gemessen. Damit sollte geprüft werden, ob und wie DlogH-Werte zur Überprüfung der Konstanz der Strahlenqualität geeignet sind. Visuelle Prüfungen in PK-Aufnahmen Zusätzlich wurden visuelle Prüfungen vorgenommen. Zum einen wurden bei einer PK-Aufnahme pro Woche die vertikalen bzw. horizontalen Pb-Strichraster-Abbildungen unter Verwendung einer geeigneten Lupe (Fa. Edmund Industrial Optics, USA; Vergrößerungsfaktor 8 10) beurteilt, sofern ein Prüfkörper nach DIN V vorhanden war. Andernfalls wurden die Drahtnetze aus dem Prüfkörper nach DIN ( ) [13] beurteilt. Zum anderen wurde bei allen PK-Aufnahmen geprüft, ob die Anforderung nach Abbildung von drei Stahlkugeln in allen vier Positionen eingehalten wurde. Die visuellen Beurteilungen wurden in einem angedunkelten Raum an einem Filmbetrachtungsgerät durchgeführt, das die Anforderungen der DIN [14] und die des EPQC an die maximale Leuchtdichte erfüllte (Fa. Planilux, Modell DXHM mit L max 7000 cd/m 2 ). Ergebnisse Von den Sensitometerstreifen nach DIN wurden für jede Emulsionsnummer betreiberspezifisch die Mittelwerte und die 2-s-Streuung von Dichten der einzelnen Keilstufen und der sensitometrischen Parameter gebildet. Mit 7 ausgewählten Datensätzen, die zum einen eine hinreichend lange Laufzeit von mindestens drei durchgehenden Wochen aufwiesen und bei denen zum anderen keine Zweifel an einer eindeutigen Zuordnung von Herstelldatum und Beschriftung bestanden, wurden weitere Berechnungen durchgeführt. Als Ausschlusskriterium wurde eine fehlende Korrelation der Dichte der PK-Aufnahme mit derjenigen des Sensitometerstreifens angewendet, wenn die Abweichungen der Filmverarbeitung größer als DD = 0,20 waren, d. h. deutlich über den hochfrequenten Schwankungen der Filmverarbeitung lagen (siehe unten). Es wurde versucht, durch Anwendung eines Tiefpassfilters verschiedene Anteile der Streuungen zu separieren. Der Filter wurde unter folgender Modellannahme gebildet: Die chemische Aktivität (elektrochemisches Potenzial) des Entwicklerbades und damit die Dichte an einer Keilstufe am Tage x ist durch den chemischen Zustand des Entwicklerbades der vorhergehenden Tage beeinflusst. Bei einer geschätzten Regenerierquote des Entwicklers von ca. 600 ml/m 2 Film und einem Tagesdurchsatz von ca. 5 m 2 Film ergibt sich, dass das Tankvolumen des Entwicklerbades einmal pro Woche ausgetauscht wird und damit die zurückliegenden 4 Tage mit unterschiedlichen Faktoren gewichtet auf den aktuellen Tageswert Einfluss nehmen: D Tagx-gkorrigiert =D Tagx Faktor 1 + D Tagx-1 Faktor 2 + D Tagx-2 Faktor 3 usw. (Faktor 1 = 0,355, Faktor 2 = 0,278, Faktor 3 = 0,200, Faktor 4 = 0,123, Faktor 5 = 0,05; mit Summe aller Faktoren = 1 und einer linearen Abnahme der Faktoren über die 5 Arbeitstage) Die Abweichungen der gemessenen Dichtewerte von den gefilterten Dichtewerten werden verursacht durch Einflüsse, die im Messverfahren begründet liegen: Schwankungen der Sensitometerbelichtung, die Wiederholgenauigkeit der Dichtemessung, kurzzeitige Abweichungen der Entwicklerbadtemperatur usw. Aus diesen Dichtedifferenzen wurde die 2-s-Streuung berechnet. Die Werte der 2-s-Streuung von Dichten wurden zur besseren Vergleichbarkeit mit anderen Werten mittels der Dichtekurve in Werte der 2-s-Streuung von logh rel. -Werten umgeformt. Die Werte beschreiben das hochfrequente Rauschen des sensitometrischen Messverfahrens, das durch den Betreiber kaum beeinflussbar ist. Aus den gefilterten Werten lässt sich ein mittelfrequentes Rauschen der Filmverarbeitung bestimmen, das durch stark abweichende Durchsatzmengen (m 2 Film/Tag) vom durchschnittlichen Durchsatz verursacht ist, auf den die Regenerierquoten bezogen sind, z. B. durch starke Häufung der Untersuchungen an wenigen Tagen in der Woche. Durch eine gleichmäßige und hohe Auslastung der Filmverarbeitung kann das mittelfrequente Rauschen nahezu eliminiert werden. Eine nicht optimale Anpassung der Regenerierquoten an den durchschnittlichen Tagesdurchsatz ließe sich als niederfrequentes Rauschen, als Drift, bezeichnen. Als Bezugsdichte für den Empfindlichkeitsindex wurde in Abweichung zum EPQC und zur DIN nicht eine Dichte für den Empfindlichkeitsindex bei D» 1,2 gewählt, sondern die Dichte einer Sensitometerstufe, die möglichst nahe bei der mittleren Dichte der Prüfkörperaufnahme liegt. Dies ist notwendig, um gleichartige und annähernd gleich große Auswirkungen der Filmverarbeitung auf die Dichte von Sensitometerstreifen und auf die Dichte von Prüfkörperaufnahmen sicherzustellen. Nur unter dieser Voraussetzung, d. h. beim Vorliegen zumindest ähnlicher lokaler Gradienten [12], verhält sich das System etwa linear. Wie in Abb. 3 dargestellt und in Tab.1 mit 7 Datensätzen ausgeführt, zeigt sich, dass abgesehen von den Schwankungen der Minimaldichte D min und dem linearen Gradienten (zwischen den Nettodichten 1 und 2) bei allen anderen Kenngrößen folgendes Verhältnis zwischen EPQC-Muss-Toleranz und Streuung besteht: 2,5-s-Wert» Toleranzbereich. Der Stand der Technik lässt sich damit so beschreiben, dass in ca. 98 % aller Fälle die EPQC- Toleranzen eingehalten werden können. Für den linearen Gradienten muss die Toleranzgrenze aufgeweitet werden, wenn sie ebenfalls als 2,5-s-Wert behandelt werden sollte. Die Ursache dafür liegt darin, dass bei der Festlegung der Toleranzgrenzen im EPQC Filme verwendet wurden, die deutlich flacher waren als Mammographiefilme, die heute Verwendung finden. Für die Schwankungen des D min -Wertes gilt, dass die densitometrische Bestimmung hier relativ großen Einfluss nimmt. Solange die Werte für D min aber unter D = 0,25 liegen, ist dieser Wert ohne große Bedeutung für die Bildqualität. Die in Tab. 1 dargestellten Werte zeigen auch, dass für jede Kenngröße gilt, dass sich Bestwert (geringste Schwankungen) und schlechtester Wert etwa um den Faktor 2 unterscheiden. Die in Abb. 3 vorhandene Spalte FV berechnete Werte wurde zur Kontrolle eingefügt und wird aus den Werten für das hochfrequente und mittelfrequente Rauschen gebildet: Wurzel aus den Quadratsummen. Die gute Übereinstimmung im Hinblick auf die Erfordernisse der Bildqualität zeigt, dass das Modell der Bildung eines Tiefpassfilters eine geeignete Methode zur Analyse von Schwankungen der Filmverarbeitung darstellt. Die Anwendung der Autokorrelationsfunktion scheiterte an der zu geringen Datenmenge der jeweiligen Datensätze. Gleiches gilt für die Bestätigung oder Falsifizierung einer Drift in den Datensätzen, die durch die Größe der mittelfre-

5 Tab. 1 Konstanzprüfung der Filmverarbeitung: Vergleich von Toleranzgrößen nach EPQC bzw. DIN und gemittelten 2-s-Werten von 7 Datensätzen (1, 2, 6, 7, 8, 13b, 13e); Datensätze Prüfgröße Toleranzwert Einheit b 13e Mittelwerte DlgH DH (%)* 1 FV-Messwerte k. A. 2s D 0,145 0,176 0,134 0,234 0,110 0,231 0,259 0,184 0,039 9,3 FV hochfrequent k. A. 2s D 0,078 0,150 0,095 0,112 0,065 0,125 0,123 0,107 0,022 5,3 FV mittelfrequent k. A. 2s D 0,116 0,120 0,080 0,183 0,082 0,186 0,203 0,139 0,029 6,9 FV berech. Werte k. A. 2s D 0,140 0,193 0,124 0,214 0,105 0,224 0,237 0,177 0,037 8,9 PK-Messwerte k. A. 2s D 0,124 0,122 0,113 0,096 0,099 0,134 0,148 0,119 0,025 5,9 PK-FV korr. k. A. 2s D 0,164 0,158 0,104 0,166 0,128 0,205 0,212 0,162 0,034 8,2 D min D min < 0,25 D 0,160 0,220 0,166 0,142 0,219 0,202 0,213 0,189 Streuung D min 2s D < 0,03 2s D 0,043 0,042 0,056 0,039 0,036 0,049 0,046 0,044 DD max DD < 0,30 DD zu Mittelwert D max 0,146 0,139 0,092 0,105 0,305 0,145 0,153 0,155 G 1 (0,25 2) * 2 < 0,3 DG 1 =G 1i G 1Mittelwert 0,121 0,259 0,186 0,317 0,127 0,277 0,394 0,240 G 2 (1 2) * 2 < 0,4 DG 2 =G 2i G 2Mittelwert 0,222 0,383 0,288 0,523 0,310 0,487 0,557 0,396 G 3 (0,8 1,5) * 2 k. A. 0,189 0,517 0,266 0,423 0,203 0,363 0,610 0,367 G 4 (1,8 2,5) * 2 k. A. 0,326 0,729 0,382 0,309 0,369 0,680 0,498 0,470 E rel. (logh rel für D netto = 1) < 0,05 DlogH 0,034 0,034 0,024 0,045 0,027 0,042 0,043 0,036 EI DIN DD 0,20 DD zu Mittelwert D EI 0,151 0,116 0,113 0,248 0,077 0,145 0,227 0,154 0,032 7,7 KI DIN DD 0,20 D zu Mittelwert KI 0,103 0,186 0,101 0,054 0,058 0,120 0,101 0,103 lok. Grad (1,5 1,7) * 2 k. A. 4,397 6,205 4,996 4,125 4,822 4,380 4,438 4,766 * 1 DH (%) = (10 DlogH 1) 100 * 2 In der jeweiligen Klammer werden Angaben zu den Nettodichten gemacht, zwischen denen der jeweilige Gradient zu bilden ist Medizinphysik und Technik Wert 0,500 0,450 0,400 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,184 0,107 0,139 2 Sigma Toleranz 0,177 0,119 0,162 0,189 0,250 0,044 0,030 0,155 0,300 0,240 0,300 0,396 0,400 0,367 0,470 0,036 0,050 0,154 0,200 0,103 0,200 Abb. 3 Konstanzprüfung der Filmverarbeitung: Vergleich von Toleranzgrößen nach EPQC bzw. DIN und gemittelten 2-s-Werten von 7 Datensätzen (siehe auch Tab. 1). 5 0,000 FV Messwerte FV hochfrequent FV mittelfrequent FV berech. Werte PK Messwerte PK -FVkorr. Dmin Streuung Dmin Dmax G1(0,25-2) G2(1-2) G3(0,8-1,5) G4(1,8-2,5) Erel EI DIN KI DIN σ-werte und Toleranzen quenten Schwankungen nicht feststellbar waren. Der Zustand der Filmverarbeitung, ausgedrückt durch die gefilterten Dichtewerte der Sensitometerstreifen, d. h. bereinigt von den hochfrequenten Schwankungen, sollte sich auch auf die Dichten der Prüfkörperaufnahme übertragen, wenn die Sensitometerstreifen auf die Prüfkörperaufnahme aufbelichtet werden. Erkennbar werden diese mittelfrequenten Schwankungen der Filmverarbeitung in den Prüfkörperaufnahmen aber erst, wenn sie deutlich größer sind als die Wurzel aus der Summe der Quadrate der hochfrequenten Schwankungen der Filmverarbeitung und der Röntgenexposition. Die gefilterten Dichtewerte der Sensitometerstreifen wurden in Bezug auf die mittlere Dichte an das Niveau der Prüfkörperaufnahmen angepasst. Die Messwerte der mittleren Dichte von Prüfkörperaufnahmen wurden von den theoretischen Dichten subtrahiert. Aus den Messwerten und aus den Differenzen wurden 2-s-Werte gebildet. Diese Werte beschreiben im Wesentlichen die Wiederholgenauigkeit der Röntgenbelichtung einschließlich der allgemeinen Messunsicherheiten des Verfahrens, einmal ohne den Einfluss der Filmverarbeitung korrigiert zu haben (PK-Messwerte) und zum Zweiten unter Einbeziehung der mittelfrequenten Dichteabweichungen der Filmverarbeitung berechnete Werte (theor. PK- Werte). Zwei Beispiele des geschilderten Verfahrens sind in

6 Medizinphysik und Technik 6 Abb. 4 dargestellt. Ausgedrückt als prozentuale Schwankung einer Belichtung liegen alle Werte nahe beieinander: 2s FV mittelfrequent ca. 7 % und 2-s PK-Aufn. ca. 6 8%. Es lässt sich feststellen, dass bei normenkonformem Betrieb einer Einrichtung keine der Komponenten eine deutlich dominierende Rolle spielt, d. h., die Systeme sind bezüglich ihrer Schwankungen optimiert. Alle Einrichtungen erfüllten die zentrale Anforderung an die mittlere Dichte der Prüfkörperaufnahmen. Nachdem die hochfrequente Schwankung der Filmverarbeitung und die Schwankungen der Dichte der Prüfkörperaufnahmen voneinander unabhängig sind, kann sich eine Abweichung der Dichte, verursacht durch die Filmverarbeitung, nur dann signifikant auf die Dichte der Prüfkörperaufnahme übertragen, wenn die Abweichung deutlich größer als der jeweilige 2-s-Wert ist. Bildkontrast In der Konstanzprüfung nach DIN werden die Dichten der Positionen 4, 5, 6, 7 und 9 im Prüfkörper zur Bestimmung von Kontrastmaßen verwendet. Die 2-s-Streuung der Dichtedifferenzen D7 D4 (Tab. 2) und D6 D4 beträgt etwa die halbe Toleranzbreite. Die Toleranzanforderung ist gegenüber allen anderen visuelle optische Dichte D 1,90 1,80 1,70 1,60 1,50 Anforderungen deutlich weicher. Die Dichten sind abhängig vom Zustand der Filmverarbeitung, der Belichtung (mas) und von der verwendeten Emulsionsnummer. Die Differenzen der logh rel. - Werte sollten nur von der bei der Aufnahme verwendeten Strahlenqualität abhängig sein. Aus diesen DlogH-Werten sollten Rückschlüsse auf Streuungen des für die PK-Aufnahme verwendeten Wertes für die Röntgenröhrenspannung gezogen werden können bzw. bei einer vorliegenden Drift auf eine Aufhärtung oder es sollte auf falsche Filter geschlossen werden können. Ein Rückschluss auf die Absolutgröße der verwendeten Röntgenröhrenspannung ist nur bedingt möglich, da in den so bestimmten Strahlenkontrast in Bildempfängerebene weitere Größen eingehen. Die wesentlichen sind: Genauigkeit und Abstufung der Keilkonstanten des verwendeten Betreiber-Sensitometers [11], Selektivität des verwendeten Rasters und härtungsäquivalente Aluminium-Halbwertsschichtdicke (Al-HWD) der nach Durchtritt durch die Kompressionsplatte in den Prüfkörper einfallenden Strahlung. Mit der arbeitstäglichen Bestimmung von DlogH-Werten ist in Erweiterung des EPQC-Prüfumfanges eine kontinuierliche Überwachung der Strahlenqualität durchgeführt worden. Aus dem Wert für DlogH zwischen den Positionen 4 und 7 (DlogH D4 D7 ) wurde eine abgeleitete Größe gebildet. DlogH D4 D7 eignet sich von den möglichen Differenzen am besten, da diese Abb. 4 Ein Beispiel des Verlaufs von Dichten des Sensitometerstreifens und der Prüfkörperaufnahme sowie des Verlaufes gefilterter Dichten für die Sensitometerstreifen und die Prüfkörperaufnahmen: akzeptierter Datensatz. b Ein Beispiel des Verlaufs von Dichten des Sensitometerstreifens und der Prüfkörperaufnahme sowie des Verlaufes gefilterter Dichten für die Sensitometerstreifen und die Prüfkörperaufnahmen: verworfener Datensatz. 1,40 1, a Anzahl Tage d 2 1,9 1,8 FV-geglättete Werte FV-Messwerte theor. PK-Werte PK-Messwerte visuelle optische Dichte D 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 b Anzahl Tage d

7 Anzahl DlogH D4 D7 DD D4 D7 Datensatz PK-Aufn. 2-s-Streuung Mittelwert DD 2-s-Streuung Tab. 2 DD von D4 D7 und Strahlenkontrast DlogH D4 D7 sowie zugehörige 2-s-Streuung verschiedener Datensätze 2/2 b 23 0,034 0,264 1,492 0,163 2/3 b 26 0,023 0,291 1,567 0,081 4/1 b 51 0,036 0,342 1,358 0,099 4/1 e 36 0,024 0,347 1,371 0,050 7/1 b 19 0,032 0,295 1,202 0,095 8/2 b 49 0,015 0,319 1,535 0,073 9/1 b 28 0,016 0,322 1,531 0,064 11/1 b 27 0,030 0,341 1,329 0,124 11/1 e 22 0,035 0,336 1,305 0,098 13/1 b 40 0,050 0,278 1,164 0,118 13/1 e 38 0,042 0,279 1,177 0,112 Mittelwert 33 0,030 0,310 1,366 0,097 Toleranz 0,20 Differenz am größten ist und auf ¾nderungen des Strahlenkontrastes, die z. B. durch eine ¾nderung der Röntgenröhrenspannung bei der Aufnahme verursacht wurden, am sensitivsten reagieren muss. Das Verhältnis von Größe der ¾nderung und Unsicherheit bei der Bestimmung dieses Strahlenkontrastes, das Signal-Rausch-Verhältnis, ist am günstigsten. Das Rauschen wird durch Spannungsschwankungen und insbesondere durch die Unsicherheit bei der Bestimmung der logh rel. -Werte von D4 und D7 verursacht. Der durchschnittliche Wert von DlogH D4 D7 mit Kompressionsplatte im Strahlengang beträgt 0,310 mit einem 2-s-Wert von ca. 0,031, d. h., das SNR des abgeleiteten Messwertes beträgt durchschnittlich 10: 1. Auch hier wurde festgestellt, dass zwischen den Systemen mit der geringsten 2-s-Schwankung und den mit den größten Schwankungen erhebliche Unterschiede bestehen. Allerdings ist durch die i. d. R. ausreichend große Anzahl von Messwerten die Unsicherheit des jeweiligen Mittelwertes sehr klein (u = s/n 0,5 ) und kann damit sehr gut für die Verfolgung der Langzeitstabilität der Strahlenqualität verwendet werden. Die wiederholte Bestimmung der Strahlenqualität über die Bestimmung der Al-HWD ist dadurch überflüssig. Zudem ist die vorgenommene Bestimmung eines relativen Wertes für den Strahlenkontrast weit genauer als die dosimetrische Bestimmung der Al-HWD. In der Laboruntersuchung wurde festgestellt (Abb. 5), dass durch eine ¾nderung der Spannung um ein kv der Strahlenkontrast von DlogH D4 D7 um 0,0057/kV im Bereich von kv (bei einem Mittelwert für den Strahlenkontrast von 0,251 bei 28 kv) geändert wird. Wenn die 2-s-Schwankung von 0,031 für D loghd4 D7 durch diesen Wert von 0,0057 dividiert wird, erhält man die Größenänderung für eine ¾nderung der Spannung, die eintreten muss, damit eine Spannungsänderung sicher erkannt werden kann: 0,031/0,0057» 5. Damit wird deutlich, dass die mit der geschilderten Methode auftretenden Schwankungen bei der Einzelbestimmung des Strahlenkontrastes zu groß sind, um damit Spannungsschwankungen von etwa einem kv sicher zu detektieren. Das Ergebnis bedeutet aber auch, dass unvermeidbare Kontrastschwankungen des Aufzeichnungssystems Film und Filmverarbeitung so groß sind, dass sie kleine Spannungsschwankungen von wenigen kv überlagern bzw. Spannungsschwankungen von 2 3 kv (konservative Schätzung: halber Kontrast lghd4-d7 0,350 0,300 0,250 ohne AL 100µm 200µm 300µm 400µm Kompr.-Pl. 0, Röhrenspannung [kv] Abb. 5 Der Zusammenhang zwischen Al-Zusatzfilterungen bzw. der Verwendung der Kompressionsplatte und dem Strahlenkontrast DlogH D4 D7 an einer Mammographie-Einrichtung. Wert von 0,031/0,0057» 5) sich nicht signifikant auf die erzielbare Bildqualität auswirken können. Die Mittelwerte für den Strahlenkontrast DlogH D4 D7 decken eine sehr breite Spanne ab, von 0,264 (im eigenen Labor bei einer gealterten Röhre sogar 0,251) bis 0,347, d. h., der Wert für den Strahlenkontrast zwischen verschiedenen Einrichtungen kann um knapp 30% variieren. Diese Größe ist durch die Verwendung von Filmen einer Emulsionsnummer über einen längeren Zeitraum aber sehr genau zu bestimmen. Durch den Vergleich von Messwerten, die in einem größeren zeitlichen Abstand gewonnen wurden, kann eine Drift der Strahlenqualität sicher festgestellt werden. Die kontinuierliche und automatisiert vorzunehmende Bestimmung der Größe DlogH D4 D7 kann die jährliche Prüfung der Al-HWD ersetzen. Nachdem kein Zusammenhang zwischen Al-HWD und Strahlenkontrast besteht (Abb. 6), kann der Schluss gezogen werden, dass die Al-HWD gut dafür geeignet ist, die Parenchymdosis oder die Oberflächendosis bzw. Einfalldosis zu bestimmen. Aber es kann kein Schluss gezogen werden, welcher Wert für den Strahlenkontrast (DlogH D4 D7 ) in Bildempfängerebene vorliegt. Die Ergebnisse der kv/pmma-dickenanpassung sind in Tab. 3 abgebildet. Die DIN-Anforderungen werden nur im Mittel eingehal- Medizinphysik und Technik 7

8 Medizinphysik und Technik 8 Strahlenkontrast loghd4-d7 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,415 0,410 0,405 Strahlenqualität Mo/Mo 18*24 Strahlenqualität Mo/Mo 24*30 0,400 Al-HWD (µmal) 0,395 0,390 0,385 Abb. 6 Der Zusammenhang zwischen der Aluminium-Halbwertsschichtdicke (Al-HWD in m Al ermittelt in Initialprüfungen nach EPQC) und dem Strahlenkontrast DlogH D4 D7 an verschiedenen Mammographie-Einrichtungen. ten (nur zwei Werte für die mittlere Ablage überschreiten die Toleranz in Tab. 3 grau hinterlegt); um diese mittlere Ablage herum zeigen die Messergebnisse aber eine relativ breite Streuung. Als mittlere Ablage wird die Dichtedifferenz zwischen den Mittelwerten der Aufnahmen mit 46 mm PMMA (Standardaufnahme) und mit 20 bzw. 60 mm PMMA bezeichnet. Dieser Wert ist mit einer angemessen kleinen Unsicherheit behaftet, da einige Datensätze bis zu 11 Wochen PK-Aufnahmen aus Filmen mit derselben Emulsionsnummer umfassen: u = ca. 0,03 (Angabe von u in D). Die Unsicherheit der mittleren Ablage beträgt u = 2s/n 2. Der 2-s-Wert kann erst nach ca. 20 bis 25 Messergebnissen als stabil betrachtet werden. Dies hat zur Folge, dass konsolidierte Ergebnisse zur kv/pmma-dickenanpassung erst nach mehreren Wochen vorliegen. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Bezugsdichte nicht mit einer 40 mm PMMA-Dicke ermittelt wurde, sondern mit 46 mm PMMA. Dies sollte die Ergebnisse bezüglich der mittleren Ablage nur unwesentlich verändern, für die 2-s-Streuung sollte es keinen Einfluss haben. Für die Streuung der Messwerte um die mittlere Ablage herum gilt: 2,5-s-Wert» Toleranzbereich. Dies führt aber im Zusammenspiel mit der mittleren Ablage der Dichtedifferenz von null dazu, dass ein erheblicher Teil der Prüfergebnisse außerhalb der Toleranz liegt. Die Toleranz kann nur dann sicher eingehalten werden, wenn die Summe aus mittlerer Ablage und 2-s-Streuung um diese Ablage kleiner als DD 0,15 ist. Dies konnte nur bei einigen Datensätzen beobachtet werden (in Tab. 4 fett geschriebene Daten). Von diesen haben die Einrichtungen 11 und 13 zwei Formate, von denen jeweils ein Format in Toleranz, das zweite Format außerhalb liegt bzw. die Anpassung der Dichte nur in eine Richtung erfolgreich vorgenommen wurde. Die erste bzw. die ersten beiden Ziffern in der Spalte Datensatz der Tab. 2 kennzeichnen die Einrichtung. Nur bei zwei von 7 Einrichtungen bzw. 11 Datensätzen kann die Toleranz mit hoher Wahrscheinlichkeit eingehalten werden (gesamte Zeile kursiv und fett). Bei den anderen Datensätzen ist die Unsicherheit der mittleren Ablage aufgrund der zu geringen Anzahl von Prüfungen noch so hoch, dass statistisch gesicherte Aussagen nur in den Grenzen von etwa 0,04 u 0,02 möglich sind. Dennoch ist es andererseits nicht besonders wahrscheinlich, dass durch eine weitere Stabilisierung der mittleren Ablage mit mehr Messergebnissen viele Einrichtungen die oben dargestellte Anforderung (DD 0,15 2-s-Streuung + mittl. Ablage) erfüllen werden. Die 2-s-Streuung bei Datensätzen, die mit einer Röhrenspannung von 28kV und mit 46 mm PMMA erstellt wurden, beträgt ca. DD = 0,10 und mehr (Tab. 3), ermittelt mit einer hinreichend großen Anzahl von PK-Aufnahmen. Dieser Wert dürfte auch bei den beiden anderen Spannungsbereichen anzusetzen sein und liegt signifikant über der densitometrischen Messunsicherheit. Die meisten Einrichtungen erfüllen die Anforderung an die kv/ PMMA-Dickenanpassung nicht. Visuelle Prüfungen in PK-Aufnahmen Bei der Prüfung auf mögliche Veränderungen des visuellen Auflösungsvermögens, die nicht festgestellt werden konnten, wurde aber bemerkt, dass die Abbildung von drei Stahlkugeln in einer Einrichtung keineswegs konstant ist. Eine bestandene Abnahmeprüfung, bei welcher der Film sorgfältig in die Kassette eingelegt wurde, ist keine Gewähr dafür, dass unter den Bedingungen der Tab. 3 kv / PMMA-Dickenkompensation; Datensätze wie in Tab. 2 wöchentliche Prüfung: kv/pmma-dickenkompensation 25kV/20 mm PMMA 28kV/46 mm PMMA 30kV/60 mm PMMA D 25/20 D 28/46 2-s-Wert Anzahl n D Zentrum (D 28/46) 2-s-Wert Anzahl n D 28/46 D 30/60 2-s-Wert Anzahl n 0,173 0, ,607 0, ,063 0, ,108 0, ,566 0, ,150 0, ,069 0, ,558 0, ,068 0, ,087 0, ,622 0, ,070 0, ,143 0, ,693 0, ,065 0, ,056 0, ,649 0, ,053 0, ,016 0, ,645 0, ,068 0, ,053 0, ,527 0, ,142 0, ,076 0, ,594 0, ,134 0, ,092 0, ,535 0, ,062 0, ,054 0, ,489 0, ,177 0,249 7 Mittelwert 0,105 0,119 Toleranz 0,15 0,15

9 Kostanzprüfung, die mehr dem regulären Patientenbetrieb ähnelt, diese Anforderung sicher eingehalten werden kann. Dieser Befund zeigt, dass es notwendig ist, die vollständige Abbildung der Stahlkugeln wöchentlich, besser täglich, zu kontrollieren. Zusammenfassend lassen sich die Ergebnisse so darstellen, wobei die Zuordnung von s-werten und Toleranzgrenzen in groben Rundungen erfolgt ist: Filmverarbeitung 2,5-s-Wert EPQC- bzw. DIN-Toleranzanforderung bei D min,g1 (0,25 2), bei der relativen Empfindlichkeit E rel und beim Empfindlichkeitsindex (EI) nach DIN ; Ausnahmen sind: G lin (1 2) und D min -Streuung mit 2-s-Wert EPQC-Toleranzanforderung und D max und Kontrastindex KI nach DIN mit 4-s-Wert EPQC-/DIN-Toleranzanforderung Prüfkörperaufnahme a) mittlere Dichtemesswerte: 2,5-s-Wert EPQC-/DIN-Toleranzanforderung b) Bildkontrast D7 D4 und D6 D4: 4-s-Wert EPQC-/DIN-Toleranzanforderung c) kv/pmma-dickenanpassung: 2,5-s-Wert der Streuung um die mittlere Ablage EPQC-/DIN-Toleranzanforderung; die mittlere, systematische Ablage liegt unter DD 0,15 zum Zielwert; die Anforderung DD 0,15 (2,5-s-Streuung + mittl. Ablage) wird nur von wenigen Einrichtungen erfüllt. d) Strahlenkontrast: 2-s-Wert 10% der Messgröße: Dies entspricht einer kv-schwankung von bis zu 5 kv; die kleine Unsicherheit des Mittelwertes erlaubt aber im zeitlichen Verlauf das sichere Erkennen einer möglichen Drift. e) visuelle Prüfungen: ¾nderungen des visuellen Auflösungsvermögens (LP/mm) wurden nicht festgestellt; die Abbildung von 3 Stahlkugeln kann schwanken. Diskussion Es lässt sich feststellen, dass die Toleranzgrenzen für Kenngrößen, die als wesentlich für die Bildqualität angesehen werden können und welche die mittlere Dichte und das Kontrastübertragungsverhalten beschreiben, als 2,5-s-Wert (Vertrauensbereich ca. 98 %) interpretierbar sind. Damit wird der Stand der Technik beschrieben. Abweichende Beziehungen zwischen s-werten und Toleranzgrenzen sollten bei Überarbeitungen des EPQC bzw. von Normen bzw. bei der Anwendung dieser Leitlinien an die 2,5-s-Größe angepasst werden. Erst dann können die verschiedenen Kenngrößen und ihre Toleranzen als untereinander konsistent betrachtet werden. Die Vielzahl der Kenngrößen zur Beschreibung des Einflusses der Filmverarbeitung auf die Übertragungseigenschaften des Subsystems Film und Filmverarbeitung erscheint überflüssig [15] und sollte vereinfacht werden. Zum einen sollte D min gemessen werden und zum anderen sollte als Empfindlichkeitsindex der Filmverarbeitung die Dichte einer Stufe des Sensitometerstreifens herangezogen werden, welche möglichst nahe bei D = 1,6 liegt. Dies ist notwendig, um annähernd gleich große Auswirkungen der Filmverarbeitung auf die Dichte von Sensitometerstreifen und auf die Dichte von Prüfkörperaufnahmen zu erzielen. Eine messtechnisch sichere Erfassung und Verfolgung des Strahlenkontrastes in Bildempfängerebene z.b. DlogH D4 D7 sind nach EPQC nicht vorgesehen. Aus der festgestellten großen Streuung (von bis zu 30%) bei moderater Streuung der Al-HWD leitet sich die Notwendigkeit ab, den Zusammenhang zwischen diesen Größen an verschiedenen Einrichtungen zu untersuchen. Dazu gehören Untersuchungen zum Streustrahlenanteil in Bildempfängerebene und zur Selektivität verschiedener Mammographieraster. Eine Richtgröße oder ein Toleranzband für den Wert des Strahlenkontrastes kann zum gegenwärtigen Stand noch nicht angegeben werden. Wie weiter oben ausgeführt, bereitet die messtechnisch sichere Erfassung der Einstellung der kv/pmma-dickenanpassung Probleme. Beim Übergang vom Entwurf der DIN zur Norm wurde das Verfahren geändert, was aber an den messtechnischen Schwierigkeiten nichts ändern, sondern sie noch verschärfen wird. Es besteht die Notwendigkeit, mit Filmen einer Emulsionsnummer weit mehr Datensätze zu erzeugen, als dies gegenwärtig in EPQC und DIN vorgesehen ist, um sicher beurteilen zu können, ob die systematischen Abweichungen zum Zielwert und die 2-s-Streuungen (bzw. 2,5-s-Streuungen) die Anforderungen einhalten. Die hohe Streuung der Messwerte berührt für diese Prüfposition auch die Ergebnisse einer Abnahmeprüfung, die dadurch ebenfalls als sehr unsicher zu bewerten sind. Insgesamt leiten sich aus dieser Untersuchung mehrere Konsequenzen ab: 1. In den ersten ca. vier bis fünf Wochen nach einer Abnahmeprüfung bzw. einer Teilabnahmeprüfung, welche die Schaltwerte für die BA betroffen hat, sind täglich auch die Prüfungen bezüglich der kv/pmma-dickenanpassung für jede BA-Kammer durchzuführen. Mit 25 Messwerten kann die mittlere, systematische Ablage genau genug bestimmt werden: Unsicherheit u = 2s/25 2 = 0,10/5 = 0,02. Damit besteht spätestens nach diesem Zeitraum Klarheit darüber, ob die Einrichtung die Anforderungen des EPQC bzw. der DIN an die Wiederholgenauigkeit einhält und ob ggf. Nachbesserungen oder Justagen bei systematischen Ablagen erforderlich sind. Nach EPQC bzw. DIN wird dieser Kenntnisstand erst nach 6 9 Monaten erreicht. Durch eine hohe Prüfdichte in längerem zeitlichen Abstand kann leichter und auch gesicherter eine Aussage darüber gewonnen werden, ob eine Drift unterschiedlicher Kenngrößen in einer Einrichtung vorliegt. Selbst bei Verwendung von Filmen einer Emulsionsnummer über mehrere Wochen und wöchentlichen Kontrollen der kv-/pmma-dickenanpassung wird die Unsicherheit des Mittelwertes der jeweiligen Dichten so groß, dass ein Trend von Kenngrößen nicht sicher erfasst werden kann. Die Taktung nach EPQC oder DIN kann dies nur im Ausnahmefall leisten. Die Prüfintervalle des EPQC wurden für mobile Einrichtungen entwickelt und können deshalb nicht optimal für stationäre Einrichtungen sein. 2. Alle Prüfkörperaufnahmen sind in einer geeigneten Messstelle bezüglich aller erfassbaren Prüfpositionen, z. B. Veränderungen der Strahlenqualität DlogH D4 D7, und unter Einbeziehung der Prüfergebnisse aus den jährlichen Konstanzprüfungen unter statistischen Gesichtspunkten auszuwerten. In den nachfolgenden Wochen und Monaten würde eine monatliche Prüfkörperaufnahme bei täglicher Prüfung der Filmverarbeitung ausreichend sein. Beim Medizinphysik und Technik 9

10 Medizinphysik und Technik 10 Wechsel von Filmen einer Emulsionsnummer auf eine andere sollten durch überlappende Messungen mit PK-Aufnahmen größere Einflüsse unterschiedlicher Emulsionsnummern erfasst und, falls notwendig, ausgeglichen werden. 3. Der Zyklus der ersten 4 5 Wochen mit hoher Prüfdichte und externer, statistischer Auswertung sollte nach einem Jahr (ggf. mit reduziertem Aufwand), spätestens nach zwei Jahren, wieder durchgeführt werden. Alle zwischenzeitlich angefertigten Prüfkörperaufnahmen und stichprobenartig die Sensitometerstreifen sind dabei ebenfalls zu messen. Die Ergebnisse des ersten Prüfzyklus bzw. vorangegangener Prüfzyklen sind für Vergleichszwecke heranzuziehen. 4. Die zusätzliche Auswertung von Prüfkörperaufnahmen in einer nachgeschalteten Messstelle, die im EPQC für Screeningstellen verbindlich vorgeschrieben ist, sollte auch in Einrichtungen angewendet werden, die kurative Mammographie-Untersuchungen durchführen. Dies gilt insbesondere für die ersten Wochen nach Inbetriebnahme und die Wiederholung dieses Prüfzyklus nach einem Jahr bzw. spätestens nach zwei Jahren. 5. Die statistische Behandlung der Messergebnisse erlaubt eine automatische Fehleranalyse und die Behandlung von geringfügigen und größeren Toleranzüberschreitungen, deren Bewertung ansonsten einem mehr oder weniger Fachkundigen nach unklaren Entscheidungskriterien überlassen bleibt. Zudem kann die Qualität einer Einrichtung unter dem Gesichtspunkt der Wiederholgenauigkeit quantifiziert werden und Rankinglisten können erstellt werden. Für die automatisierte Bewertung der Einrichtungen in einer Messstelle wird folgendes Schema vorgeschlagen: a) grüner Bereich: 2,5-s-Wert Toleranzbreite (I) und alle Einzelwerte 3-s-Bereich (1,2 Toleranzbreite) (II); b) gelber Bereich: 2,5-s-Wert 1,2 Toleranzbreite; alle Einzelwerte 1,5 Toleranzbreite: Warnhinweis möglichst mit Hinweisen zur Qualitätsoptimierung; c) roter Bereich: 2,5-s-Wert > 1,2 Toleranzbreite: massive Toleranzüberschreitung mit der Notwendigkeit des unmittelbaren Eingriffs in die Einrichtung. Die hier aus Messdaten abgeleiteten Verfahren und Fristen stehen scheinbar im Widerspruch zu entsprechenden Beschlüssen des Länderausschusses, welcher die in der DIN empfohlenen Fristen als verbindlich erklärt hat. Das hier aus Messwerten abgeleitete Verfahren beinhaltet initial eine vertiefte und beschleunigte Datenanalyse unter Einbeziehung einer Messstelle (kein bindender Bestandteil der Beschlüsse des Länderausschusses) bei späterer erheblicher Entlastung des Betreibers. Somit geht das hier empfohlene Verfahren über die durch den Länderausschuss geforderte Qualität deutlich hinaus und steht dadurch nach Meinung der Autoren nicht im Gegensatz zu der geforderten Mindestqualität, die durch die Behörden gefordert wird. Literatur 1 European protocol for the quality control of the physical and technical aspects of mammography screening. Third Edition, December 2002, EUROPEAN COMMISSION. 2 DIN E ( ). Sicherung der Bildqualität in röntgendiagnostischen Betrieben. Konstanzprüfung an Röntgen-Einrichtungen für die Mammographie. Berlin: Beuth, DIN V ( ). Sicherung der Bildqualität in röntgendiagnostischen Betrieben Teil 152: Abnahmeprüfung an Röntgen- Einrichtungen für Mammographie. Berlin: Beuth, DIN EN ( ). Bewertung und routinemäßige Prüfung in Abteilungen für medizinische Bildgebung Teil 3 2: Abnahmeprüfungen Abbildungsqualität von Röntgeneinrichtungen für die Mammographie. Berlin: Beuth, Technische Qualitätssicherung Mammographie. European Protocol for the Quality Control of the Physical and Technical Aspects of Mammography Screening und die Abnahme- und Konstanzprüfung nach DIN im Vergleich. 2003, II Performance of Mammographic Equipement in the UK Breast Screening Programme in 1998/99, 2000, NHSBSP Publication No 45, Sheffield. 7 Beckers SW, Schutten MC, Geertse TD et al. Results of Technical Quality Control in the Dutch Breast Screening Programme (2001/2002). Nijmegen, August Blendl C. Die optische Dichte von Prüfkörperaufnahmen verschiedener Mammographie-Einrichtungen bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen. Der Radiol 2002; 42: DIN ( ). Sicherung der Bildqualität in röntgendiagnostischen Einrichtungen, Konstanzprüfung der Filmverarbeitung. Berlin: Beuth, Hada H, Kawasaki M. Critical sizes of development Centers in Chemically Sensitized Emulsions. J of Imag Sc 1985; 29 (2): West MS, Spelic DC. Using light sensitometry to evaluate mammography film performance. Med Phys 2000; 27: Blendl C. 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