1. Mammographie. 1.1 Röhre:

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1 1 1. Mammographie Röhre: Der Lagerungstisch/ Gerät Streustrahlenraster Belichtungstechnik Stereotaktische Biopsie: Digitale Mammographie Mammographie ist die radiologische Untersuchung der Brust (Mamma) sowohl der weiblichen als auch der männlichen. Anatomie: Die Mamma besteht aus Fett-, Bindegewebe und Drüsengewebe und Haut. Die Mamma reicht von der knöchernen Thoraxwand bis zur Mamille, wobei das Drüsengewebe immer mamillennah liegt. Die Forderung besteht nun darin, diese Gewebe und evtl. Kalk so darzustellen, dass man sie differenzieren kann. Mit den normalen, uns bis jetzt bekannten Anlagen ist das nicht möglich, da Kontrastauflösung und Ortsauflösung nicht ausreichen, sondern es werden spezielle Anlagen dafür benötigt. Die Anforderungen an die Aufnahmetechnik der Mamma sowohl für Screening als auch für Diagnostik sind daher extrem hoch. Der Wunsch, kleinste Kontrastunterschiede abzubilden, zwingt zur Anwendung einer deutlich weicheren Strahlung als in der übrigen Röntgendiagnostik. Der Spannungsbereich liegt daher in der Mammographie in der Regel zwischen nur etwa 25 und 30 kv. Da nicht nur kleinste Kontrastunterschiede, sondern auch Objekte teil bis zu einer Größe von nur etwa 0,05 mm (Mikrokalk) abgebildet werden sollen, müssen kleinste Brennflecke eingesetzt werden. Standard ist heute der Brennfleck mit Nennwert 0,3 mm, für Vergrößerungen der Nennwert von 0,15 mm. Die Untersuchung kann im Liegen, Sitzen und Stehen durchgeführt werden. Somit ist es erforderlich, dass die Aufnahmeeinheit sehr variabel sein muss. Da die Mamma wie fast alle Objekte in 2 Ebenen aufgenommen wird, muss das System auch schwenkbar sein, meist um 270 Grad. Die Aufnahmerichtungen sind: cranio-caudal oder umgekehrt also caudo-cranial und medio- lateral bzw. latero- medial. Zum Teil hat sich auch die schräge Aufnahme unter 45 Grad als zweite Ebene durchgesetzt, da hier der axilläre Anteil besser dargestellt wird.(schwenkbereich / in 15 0 Stufen) 1.1 Röhre: Für die Darstellung dieser Weichteile hat sich besonders Molybdän als Anodenmaterial durchgesetzt. Die Aufnahmespannung beträgt 23KV bis 35 KV. In dem Bereich von 23KV 30KV kommt die charakteristische Kα und Kβ Eigenstrahlung des Molybdäns hinzu. Röhre besitzt eine Drehanode mit dem Fokus 0,3mm ( 0,4mm) und wenn es sich um eine Doppelfokusröhre handelt, sowohl den 0,3mm Fokus und dazu den 0,1mm Fokus. Das Röhrenaustrittsfenster besteht aus Beryllium, das dieses weiche Strahlung passieren lässt. Das Filter besteht ebenfalls aus Molybdän und die Gesamtfilterung ist wesentlich geringer als die 2,5mm Al- Gleichwert, der sonst bei den Diagnostikröhren vorgeschrieben ist. Gleichzeitig wird allerdings auch die maximale Spannung dadurch auf 49KV festgelegt. Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass nicht das gesamte symmetrische Strahlenfeld ausgeblendet wird, sondern es steht nur der Halbe Strahlenkegel kathodenseitig zur Verfügung. Der Senkrechtstrahl verläuft parallel zur Brustwand. Durch den Heel Effekt an der Anodenseite nimmt die Dosisleistung der Strahlung mit der Dicke der Mamma ab. (Dickenausgleich) (Weitere Vorteile gegenüber normalem Strahlenkegel: Strahlenhygiene, Streustrahlung)

2 2 Es gibt auch Mammographie Röhren, die Wolfram als Anodenmaterial besitzen. Die Fokus- Größen betragen ebenfalls 0,3 mm und evtl. 0,15 mm zusätzlich. Diese Röhren werden i.w. mit Wolfram vorgefiltert. Es gab immer die unterschiedlichen Meinungen über das optimale Anodenmaterial für die Mammographie. Die einen favorisieren das Molybdän wegen seiner Eigenstrahlung im niedrigen KV Bereich, die anderen sind für Wolfram, da bei dickeren Mammae die KV über 30KV zur Anwendung kommen und in diesem Bereich Wolfram die kontrastreicheren Aufnahmen liefert. Auf Grund dieser unterschiedlichen Gesichtspunkte gibt es jetzt Röhren, die zwei Brennfleckbahnen besitzen, wobei die eine Molybdän und die andere Wolfram als Material hat. Auf jeder Brennfleckbahn sind die beiden Fokusgrößen vorhanden, so dass man eine 4 Foken Röhre hat. Je nach Material wird auch automatisch der dazu gehörige Filter eingeschwenkt. Es werden bis zu drei verschiedene Filterkombinationen verwendet (Mo/Mo, Mo/Rh und W/Rh) zur Optimierung des Kontrastes und der Dosis für verschieden große und verschieden dichte Gewebe verwendet.

3 3 1.2 Der Lagerungstisch/ Gerät besitzt eine extrem strahlendurchlässige Abdeckung aus Kohlefaser. Dieses Material wird auch im Flugzeugbau verwendet, es ist auch sehr stabil. In der Mammographie kommen zwei Formate zur Anwendung 18cm x 24cm und 24cm x 30cm. Für jedes Format gibt es einen extra Lagerungstisch und dazugehörig die entsprechende Kompressionsplatte. Diese lässt sich im allgemeinen motorisch in der Höhe variieren. Am Anfang der Lagerung befindet sie sich in der oberen Position, danach wird sie heruntergefahren bis sie etwa mit einer Kraft von 15 Kilopond ( u.u. mit Sensor Überwacht) auf der Mamma ist. Dieser Wert kann verändert werden. Die Kompressionsplatte komprimiert und fixiert, letzteres ist besonders bei der lateralen Aufnahme wichtig. Die Kompression dient zur Reduktion der Streustrahlen, da die Mamma in ihrer Dicke verringert wird. Ab einer Kompressionsdicke von etwa 3 cm reicht diese Art der Streustrahlen Minderung nicht aus, sondern man benötigt wieder ein Streustrahlenraster Heutige Geräte zeichnen sich durch vielfältige Einstellmöglichkeiten aus 1.3 Streustrahlenraster Dieses ist natürlich auch speziell an die Applikation angepasst. Die Dicke der Bleilamellen ist wesentlich dünner, sie beträgt 16µm, dar Raster wird bewegt. Das Schachtverhältnis ist 4,7 oder 5 und die Linienzahl pro cm um die 30 und die Fokussierung ist etwa die 65cm, da der Fokus Film Abstand 60cm oder 65cm im allgemeinen ist. Die Rasterschachtel besteht nicht aus Aluminium sondern ebenfalls aus Kohlefaser. Je nach Gerätetyp lässt sich der Raster hinein oder aus dem Aufnahmefeld schieben bzw. muss man den Aufnahmetisch wechseln. 1.4 Belichtungstechnik Da wir es bei den Mammographie Anlagen mit lauter Besonderheiten es zu tun haben, ist natürlich auch die Belichtungsautomatik speziell ausgelegt. Wir haben keine drei Messfelder zur Verfügung, sondern nur eins, das man in seiner Position verändern kann. Die Form des Messfeldes ist ungefähr ein Halbkreis und dieser sollte immer mamillennah liegen, da sich hinter der Mamille das Drüsengewebe befindet, das am meisten absorbiert und für die Diagnose wichtig ist. Meist gibt es drei Positionen für das Messfeld. Diese Positionen sind auf der Kompressionsplatte aufgezeichnet, damit man erkennen kann, in welcher Position man das Messfeld schieben muss. Das Messfeld selbst befindet sich hinter der Aufnahmekassette und dadurch ist eine Spannungsabhängigkeit verursacht. Die Belichtungsautomatik der normalen Röntgendiagnostik schaltet so ab, dass bei jeder Aufnahme dieselbe Dosis auf den Film einfällt, sie Messen nur die Strahlenmenge und berücksichtigen nicht auch die Strahlenqualität. Daher können sie in der Mammographie Schwankungen des Filmkontrastes nicht mit Sicherheit verhindern. Man muss diese Schwankungen mit dem Schwärzungsrändel ausgleichen durch plus oder negativ Stellung. Besser geht es natürlich mit einem Belichtungsautomaten, der nach einem erweiterten Prinzip arbeitet. Er misst nicht nur die Strahlenmenge, sondern stellt auch die hinter dem Objekt (Mamma plus Kassette ) vorhandene Strahlenqualität (Spektrum) fest. Daraus berechnet er die Strahlenmenge, die für eine optimale Filmdichte erforderlich ist. Dies schließt praktisch Fehlbelichtungen aus. Wie funktioniert dieses Prinzip? Die Messzelle besteht aus zwei Halbleiterdetektoren mit einem dazwischen liegenden Filter. Die Absorption des Filters bewirkt, dass mit dem unteren Detektor eine kleinere Dosis gemessen wird als mit dem oberen. Der Unterschied zwischen beiden Messwerten hängt aber sehr von der Strahlenqualität, d.h. eingestellten kv und der Aufhärtung der Strahlung durch das Objekt ab. Daher kann aus dem Verhältnis die Strahlenqualität und die Objektdicke berechnet werden. Darauf basierend wird die Dosis und somit das Abschaltsignal festgelegt.

4 4 Bei einigen Geräten hat man noch die Möglichkeit Vergrößerungsaufnahmen anzufertigen. Da der Fokus Film Abstand fest ist, wird eine zusätzliche Lagerungsplatte aufgesteckt, die in etwa 20cm vom Aufnahmetisch entfernt ist. Man erreicht dadurch eine Vergrößerung von m = 1,5 (60 / 40 = 1.5). Dies allein reicht natürlich nicht aus um eine bessere Darstellung zu erhalten, man braucht auch einen kleineren Fokus und zwar den 0,1mm. Da man nur von einem kleinen Bezirk eine Vergrößerungsaufnahme anfertigt, ist der Streustrahlenanteil wieder klein und man arbeitet ohne Raster, so dass die Aufnahmezeiten nicht zu lang werden. Meist benutzt man eine Aufnahmesystem einer höheren Empfindlichkeitsklasse. Beim Generator handelt es sich meist um einen Multipuls-(früher 12 Puls Generator). Das Bedienpult ist hinter der Strahlenschutzwand angebracht, die sich in unmittelbarer Nähe des Gerätes befindet. Im Gegensatz zu den besprochenen Bedienpulten der Generatoren kann man hier keine Messfelder anwählen sondern es wird optisch angezeigt, in welcher Position sich das Messfeld befindet, dann gibt es auch nur die Wahl von 2 Empfindlichkeitsklassen. Der kleine Fokus kann nur bei Vergrößerungstechnik angefordert werden. Der Teil der programmierten Technik bezieht sich auf die unterschiedliche KV-Werte je nach Mammadicke. Die kv Abstufung geht um 1 KV. Die Mammographie Kassette weist ebenfalls Besonderheiten auf: An der Scharnierseite fehlt die Lichtfalle, die Vorderseite ist wesentlich Strahlen transparenter. Dann wird im allgemeinen nur eine Rückfolie eingeklebt und dazu eine einschichtigen Film verwendet( Auflösung!). 1.5 Stereotaktische Biopsie: Vor der Biopsie ist die Bestimmung der exakten Lage der interessierenden (suspekten)stelle erforderlich. Hierfür gibt es den stereotaktischen Zusatz. Es werden zwei Aufnahmen mit jeweils bzw gegenüber dem vertikalen Strahlengang hergestellt. Mittels eines Rechners werden die genauen Koordinaten bestimmt und angezeigt und die Einstichtiefe berechnet. Neuere Geräte haben dafür einen kleinformatigen digitalen Bildwandler und können das Bild quasi in Realtime anzeigen und erlauben auch Zielaufnahmen mit höchster Auflösung 1.6 Digitale Mammographie Diese Entwicklung der letzten Jahre kann das Problem der geringen Kontraste im dichten Drüsengewebe beheben. Auf dem Markt sind bereits digitale Vollfeld-Mammographiegeräte mit einem Detektor auf der Basis von amorphen Selen. Dabei werden die Röntgenquanten vom Selen absorbiert und pixelweise direkt in ein elektrisches Signal umgewandelt, das dann digitalisiert und zu einem Bildprozessor weiter geleitet wird. Dies ermöglicht einen sehr gute MÜF und einen hohen Dynamikumfang in der digitalen Mammographie und eine sehr hohe Graustufenauflösung durch Fensterung.

5 5 Die Quantenabsorption mehr als doppelt so hoch wie bei der (digitalen-) Filmaufnahme, so dass hier ein Dosiseinsparungspotential von mindestens 50% besteht. Es ist auch naheliegend, dass Mikrokalk im sehr dichten Gewebe mit der digitalen Technik besser zur Darstellung gebracht werden kann. Indikationen für die digitale Mammographie sind: 1.sehr dichtes mastopathisches Gewebe 2. Bestrahltes Gewebe nach brusterhaltenden Eingriffen und 3. Bei dichten Brüsten junger Patientinnen. Durch hohe Kontrastauflösung in digitaler Technik lassen sich Verkalkungen in selbst diesen sehr strahlendichten Geweben noch erkennen. Ab 2004 wurde für die Mammographie auch das synthetische Schichten interessant. Von der Fa. Hologic eingeführt, wird es auch von anderen Herstellern geliefert (Frauenklinik Erlangen). Diese Tomosynthese erlaubt es, mit nur einer Aufnahme verschiedene Schichtbilder nachträglich zu generieren. (Siehe auch Kapitel Schichten)