PRIME: Giảm tia tán xạ bằng phần mềm

Whitepaper PRIME: Giam tia tan xa bang phan mem cho phép chup nhu anh ky thuat so khong dung manh (grid) Giup giam lieu ma khong anh huong den chat luong hinh anh SIEMENS Tài li eu nghien cuu khoa hoc tham khao cua Tien si Dejan Danilovic va Astrid Hamann Healthineers PRIME: Giảm tia tán xạ bằng phần mềm cho phép chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng mành PRIME: Giảm tia tán xạ bằng phần mềm cho phép chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng mành Thực hiển bởi Tiến sĩ Dejan Danilovic và Astrid Hamann 1. Liều tia trong chụp nhũ ảnh kỹ thuật số là gì và tại sao yếu tố này quan trọng? 2. Phương pháp đánh giá liều tia và chất lượng hình ảnh trong chụp nhũ ảnh 3. Công nghệ PRIME: Giảm tia tán xạ cho phép chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không cần dùng mành ở liều thấp hơn 4. Xác nhận về mặt kỹ thuật và lâm sàng của Công nghệ PRIME 5. Kết luận Liều tia trong chụp nhũ ảnh kỹ thuật số là gì và tại sao yếu tố này quan trọng Đối với chụp X quang, thuật ngữ “liều tia” được sử dụng trong AGD là vấn đề được thảo luận thường xuyên trong nhũ ảnh, đặc biệt các ngữ cảnh khác nhau và có một số định nghĩa. Từ quan điểm là trong tầm soát, vì những lý do sau: của bệnh nhân, “liều tia” thường được dùng để chỉ liều cơ quan, 1. Đa số phụ nữ được khám tầm soát với tình trạng sức đề cập đến năng lượng bức xạ hấp thụ trên một đơn vị khối khỏe bình thường và không có triệu chứng. lượng mô. Trong nhũ ảnh, liều tuyến trung bình (Average Glandular Dose - AGD) là đại lượng mô tả năng lượng bức xạ hấp 2. Tia X năng lượng thấp (tia mềm) dễ hấp thụ bởi mô thụ. Đơn vị SI cho liều tia tính bằng Gray (1 Gy = 1 J/1 kg). hơn các dạng năng lượng bức xạ khác. Hình 1 minh họa các thông số liều chính trong nhũ ảnh. Một vú 3. Mô vú tuyến vú có độ nhạy tương đối cao với ung thư trung bình được giả định là bao gồm 50% mô mỡ và 50% mô do bức xạ gây ra, đặc biệt là ở phụ nữ trẻ. tuyến. Vì nguy cơ phát triển ung thư vú trong mô mỡ tương đối ít, liều lượng bức xạ chỉ liên quan đến liều tác động vào mô tuyến. Giảm liều bệnh nhân luôn là mục tiêu khi cải tiến kỹ thuật trong chụp AGD không thể đo được, do đó được tính toán xấp xỉ từ công nhũ ảnh, nhưng cần phải cân nhắc tác động của bất kỳ sự thay đổi suất của bóng X-quang và độ tải của bóng, sử dụng các yếu tố nào lên chất lượng hình ảnh. Lý tưởng nhất, AGD phải ở mức thấp điều chỉnh dựa trên mô phỏng Monte Carlo để tính phổ chiếu xạ nhất có thể đạt được mà chất lượng hình ảnh vẫn đảm bảo (ALARA - tia X, độ dày của vú và hiệu suất truyền tín hiệu-nhiễu của tấm as low as reasonably achievable) nhận ảnh (Detector), thường được mô tả theo định nghĩa là DQE detective quantum efficiency. - Liều tuyến trung bình (AGD) là liều xấp xỉ của cơ quan (ví dụ: bệnh nhân). AGD phải ở mức thấp nhất có thể đạt được mà chất lượng hình ảnh vẫn đảm bảo. Trang 1/10 Tài li eu nghien cuu khoa hoc tham khao cua Tien si Dejan Danilovic va Astrid Hamann PRIME: Giảm tia tán xạ bằng phần mềm cho phép chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng mành X-ray tube Ống tia X Air Kerma không có tán xạ ngược Liều chiếu xạ Tấm ép Liều bề mặt Air kerma với tán xạ ngược Liều tuyến trung bình = Liều cơ quan Liều bề mặt + hệ số chuyển đổi/ điều chỉnh Liều tuyến trung bình = Liều cơ quan Tấm nhận ảnh Liều bề mặt + hệ số chuyển đổi/ điều chỉnh Liều tại tấm nhận ảnh Hình 1: Tổng quan về các thông số liều chính trong chụp nhũ ảnh. 1.1 Tia X tán xạ Chụp nhũ ảnh thường yêu cầu chất lượng hình ảnh cao để phát Bài viết này mô tả cách tiếp cận mới để giảm tia tán xạ trong hình ảnh, hiện vi vôi hóa, khối u, biến dạng cấu trúc và các đặc điểm cho phép sử dụng liều tia thấp hơn và kết quả AGD thấp hơn so với khó nhận biết khác có thể là dấu hiệu ác tính. các giải pháp chống tia tán xạ thông thường, mà không ảnh Sự tán xạ tia X bởi mô vú là một quá trình vật lý làm giảm hưởng đến chất lượng hình ảnh. chất lượng hình ảnh [1]. Tán xạ có thể được mô tả bởi một tần số thấp và một tần số cao. Các thành phần tần số thấp làm giảm độ tương phản hình Sự tán xạ tia X bởi mô vú là một quá trình vật lý ảnh bằng cách thay đổi các giá trị độ lệch thêm vào cho giá trị làm giảm chất lượng hình ảnh. cường độ của hình ảnh. Các thành phần tần số cao làm giảm tỷ lệ tương phản-nhiễu (contrast-to-noise ratio CNR) vì tăng thêm nhiễu ngẫu nhiên. Trang 2/10 Tài li eu nghien cuu khoa hoc tham khao cua Tien si Dejan Danilovic va Astrid Hamann PRIME: Giảm tia tán xạ bằng phần mềm cho phép chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng mành Các phương pháp đánh giá liều và chất lượng hình ảnh trong chụp nhũ ảnh Theo hướng dẫn của Châu Âu, tổng liều bức xạ phát sinh trong sử dụng hệ số phát tia được chọn bởi bởi chương trình Kiểm một lần chụp nhũ ảnh không được vượt quá 2,5 mGy đối với soát phát tia tự động (AEC - automatic exposure control) theo độ độ dày ngực chuẩn là 4,5 cm [2]. Trong kỹ thuật chụp nhũ ảnh dày PMMA và air kerma bề mặt. Các giá trị AGD đạt được sau kỹ thuật số toàn trường (FFDM full-field digital đó được so sánh với giá trị AGD tối đa được chấp nhận và công - mammography), Liều tuyến trung bình (AGD) bởi nhũ ảnh bố bởi các nhà chức trách châu Âu. Phương pháp này cũng được thông thường khoảng 1 mGy mỗi vú và thấp hơn mức liều ở các sử dụng bởi Dance và cộng sự [5] để so sánh liều tia trong quy định trên. chụp Tomosynthesis vú (Chụp nhũ ảnh 3D kỹ thuật số). Liên quan đến đảm bảo chất lượng, AGD được sử dụng để Mặc dù AGD tính toán theo cách này đạt giá trị gần bằng với kiểm soát và so sánh hiệu suất của các hệ thống chụp nhũ ảnh liều bệnh nhân, nhưng các giá trị này không đồng nhất với nhau. khác nhau. Khi đo và so sánh liều, nên xem xét cả liều tia và Liều bệnh nhân phụ thuộc nhiều vào thông số phát tia AEC, chất lượng hình ảnh. được điều chỉnh dựa vào phần mô vú đặc. Vì phantom PMMA là Ba phương pháp thường được sử dụng để so sánh liều tia và đồng nhất, các tác động của AEC không ảnh hưởng đến liều chất lượng hình ảnh trong chụp nhũ ảnh: phantom CDMAM được áp dụng và không được biểu diễn trên các giá trị liều (Contrast detail mammography), phantom PMMA và dữ liệu phantom được tính toán. Hơn nữa, PMMA hơi đặc hơn so với lâm sàng. mô bị ép, đòi hỏi cần sử dụng các hệ số chuyển đổi trong tính toán 2.1 Phantom CDMAM (ví dụ: 70 mm PMMA tương đương với 90 mm mô vú nén). Phantom đánh giá độ chi tiết tương phản Nhũ ảnh (CDMAM - Contrast detail mammography), được minh họa trong Hình 2, UM.C. N. R diameter [mm] " :14 thường được sử dụng cho mục đích đảm bảo chất lượng Serial o hình ảnh trong chụp nhũ ảnh kỹ thuật số và cũng được sử dụng gold thickness [um] bởi Dịch vụ Y tế Quốc gia (NHS) ở Vương quốc Anh để so sánh chất lượng hình ảnh [3, 4]. Một phantom CDMAM bao gồm các chấm nhỏ làm từ vàng, có đường kính và độ dày khác nhau được sắp xếp theo ma trận 16 x 16. Để có thể đánh giá chất lượng hình ảnh, “độ dày ngưỡng” sẽ được sử dụng. Đây là độ dày tối thiểu để có thể nhìn thấy chấm vàng với đường kính diameter [mm] nhất định trên hình ảnh FFDM. Liều cần thiết khi chụp để hiển thị các chấm tròn dùng để so sánh liều tia cần thiết để đạt gold thickness [um] được cùng một chất lượng hình ảnh trên các hệ thống Hình 2: Phantom CDMAM của hệ thống Artinis được sử dụng chụp nhũ ảnh khác nhau. để đánh giá chất lượng hình ảnh trong chụp nhũ ảnh kỹ thuật số. Tuy nhiên, liều này không liên quan trực tiếp đến liều dùng trong các ca chụp nhũ ảnh vì đây đơn thuần là giá trị ngưỡng lý thuyết. Các thuộc tính của một hình ảnh lâm sàng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nữa và hình ảnh được tạo ra với mục đích phục vụ chẩn đoán. Như vậy, kết quả của phép đo trên phantom CDMAM cung cấp thông tin về liều tia cần thiết cho chất lượng hình ảnh trong điều kiện kỹ thuật, nhưng không phải về liều dùng cho bệnh nhân trong môi trường lâm sàng. 2.2 Phantom PMMA Để đánh giá AGD trong việc đảm bảo chất lượng, các hướng dẫn của Châu Âu khuyến cáo sử dụng phantom polymethyl- methacrylate (PMMA) được tạo thành từ các tấm PMMA xếp chồng lên nhau (Hình 3) [2]. Chúng hấp thụ bức xạ tương tự như Hình 3. Ví dụ về phantom PMMA mô vú thật. Phantom PMMA được ghi hình với số lượng các tấm khác nhau, tương ứng cho ngực mỏng và dày, và air kerma (năng lượng phát ra từ chùm tia X phát ra trong chiếu xạ chẩn đoán) được ghi cho mỗi độ dày. AGD được tính toán bằng cách Trang 3/10 Tài li eu nghien cuu khoa hoc tham khao cua Tien si Dejan Danilovic va Astrid Hamann PRIME: Giảm tia tán xạ bằng phần mềm cho phép chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng mành 2.3 Dữ liệu lâm sàng Liều thực tế được áp dụng cho bệnh nhân được tính gần đúng Mặc dù phương pháp này không chuẩn hóa trực tiếp cho chất lượng nhất trong phạm vi nghiên cứu lâm sàng, tối ưu với >1000 ca [6 hình ảnh, có thể kiểm tra độ chính xác chẩn đoán bằng cách sử -8]. AGD được ghi lại trong hình ảnh kỹ thuật số và tiêu đề DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) của dụng các thước đo chuẩn như tỷ lệ phát hiện và tỷ lệ gọi bệnh hình ảnh kỹ thuật số, do đó có thể phân tích và đánh giá số nhân quay lại đối với các ca chụp nhũ ảnh. Bằng cách này, liều tia lượng lớn các phép đo. Để phân tích cho các nghiên cứu như có thể được chuẩn hóa cho kết quả lâm sàng hơn là chất lượng vậy nên lựa chọn Tỷ lệ dân số tương đương, vì liều trên bệnh hình ảnh về mặt kỹ thuật. nhân có thể khác nhau giữa các vùng tầm soát khác nhau. Liều được tính trong quá trình thăm khám thực tế bao Ba phương pháp được sử dụng để so sánh liều là: gồm ảnh hưởng của mật độ vú trên các thông số phát tia phantom CDMAM, phantom PMMA và dữ liệu AEC đã chọn. lâm sàng (Bảng 1). Phantom CDMAM Phantom PMMA Nghiên cứu lâm sàng Giá trị đo Liều cần thiết để hiển thị AGD AGD độ dày ngưỡng của các chấm vàng Ưu điểm + Được chuẩn hóa cho + Bao gồm độ dày vú + Đo liều dùng cho chất lượng hình ảnh bệnh nhân thực tế + Ảnh hưởng của AEC được giải quyết + Chuẩn hóa độ chính xác chẩn đoán Nhược điểm Tiêu chuẩn hóa cho Vật liệu đồng nhất hạn chế ảnh Không được chuẩn hóa cho chất – – – chất lượng hình ảnh: hưởng của giải phẫu vú lên AEC lượng hình ảnh Giải phẫu vú không được (không có phantom) tính đến Cần số lượng lớn các phép đo – (bệnh nhân) Đánh giá liều ứng dụng thực tế + ++ – – Bảng 1: Tóm tắt các kỹ thuật đo lường để so sánh liều trong chụp nhũ ảnh kỹ thuật số. Trang 4/10 Tài li eu nghien cuu khoa hoc tham khao cua Tien si Dejan Danilovic va Astrid Hamann PRIME: Giảm tia tán xạ bằng phần mềm cho phép chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng mành Công nghệ PRIME: Giảm tia tán xạ bằng phần mềm cho phép chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng mành ở liều thấp hơn 3.1 Mành chống tán xạ Thông thường, mành chống tán xạ được đặt giữa vú và tấm chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng mành ở liều thấp hơn, nhận ảnh để giảm các hiệu ứng làm giảm chất lượng hình mà không ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh. Công nghệ PRIME ảnh do tia tán xạ. Tuy nhiên, mành không chỉ làm giảm tia ước tính vùng tán xạ bằng cách sử dụng các kernel tán xạ 2D [14, tán xạ mà làm giảm cả tia chính đến tấm nhận ảnh: làm giảm 15] được tạo thông qua mô phỏng Monte Carlo dựa trên các liều đến tấm nhận ảnh (Hình 1) [9]. thuộc tính đối tượng, hình học đối tượng và các thông số Liều đến tấm nhận ảnh thấp hơn do sự giảm liều của mành thu nhận (điện áp bóng và sự kết hợp bộ lọc / anode). Hình 4 cần được bù lại bằng liều chiếu xạ cao hơn, do đó làm tăng minh họa đơn giản hóa thuật toán PRIME. AGD (Hình 1). Hiệu chỉnh tác động tia tán xạ chỉ lâu hơn vài giây so với Quá trình 3.2 Giảm tia tán xạ bằng phần mềm Hậu xử lý hình ảnh tiêu chuẩn khi chụp có mành và sẽ không Nếu chụp nhũ ảnh được thực hiện mà không có ảnh hưởng đến dòng công việc bình thường trong quy trình chụp mành chống tán xạ, công nghệ giảm tán xạ bằng phần mềm tầm soát vú. (SBSC - software-based scatter correction) được sử dụng Vào năm 2013, Công nghệ PRIME đã được Cục Quản lý Thực như một phương thức mới làm giảm hiệu ứng tán xạ [10- phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ thông qua chứng nhận 510k. Đây là 12]. Các thuật toán SBSC ước tính thành phần tần số thấp tùy chọn khả dụng trên các hệ thống chụp Nhũ ảnh kỹ thuật số của tia tán xạ và loại bỏ nó khỏi hình ảnh thu được [13]. Ảnh Mammomat Inspiration (có thể nâng cấp) ở tất cả các quốc gia. hưởng của thành phần tán xạ tần số cao bị giảm gián tiếp bởi một lượng lớn bức xạ chính đến tấm nhận ảnh mà khi không Thuật toán PRIME (Progressive Reconstruction dùng mành. Intelligently Minimizing Exposure) Hiệu chỉnh tác động 3.3 Thuật toán PRIME Siemens Healthineers đã phát triển công nghệ PRIME tia tán xạ, giúp chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng (Progressive Reconstruction Intelligently Minimizing mành ở liều thấp hơn, mà không ảnh hưởng đến chất Exposure), một thuật toán SBSC chuyên dụng cho phép lượng hình ảnh. + Trừ (subtract) vùng tán xạ – Phân đoạn vú Vùng tán xạ được tính toán Cơ sở dữ liệu với các kernel tán xạ Hình ảnh đầu vào Hình ảnh vùng Hình ảnh đầu ra tán xạ Hình 4: Minh họa đơn giản hóa thuật toán PRIME để hiệu chỉnh tia tán xạ [13]. Công nghệ PRIME ước tính và loại bỏ thành phần tần số thấp của tia tán xạ trong quá trình thu nhận, sử dụng cơ sở dữ liệu với các kernel tán xạ 2D. Ảnh hưởng thành phần tần số cao của tia tán xạ được giảm gián tiếp thông qua một lượng lớn bức xạ chính đến Tấm nhận ảnh khi ghi hình không dùng mành. Trang 5/10 Tài li eu nghien cuu khoa hoc tham khao cua Tien si Dejan Danilovic va Astrid Hamann PRIME: Giảm tia tán xạ bằng phần mềm cho phép chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng mành Xác nhận về mặt kỹ thuật và lâm sàng của công nghệ PRIME 4.1 Giảm liều tia: Phantom và nghiên cứu lâm sàng của F. Dieselmann và cộng sự [13] Nghiên cứu trên phantom đã đánh giá khả năng giảm liều Kết quả: Hệ số giảm liều phụ thuộc vào độ dày vú nén bề mặt đáng kể khi ghi hình không dùng mành với Công nghệ tương đương ECBT (Hình 5). Nhìn chung, với độ dày của vú tăng, PRIME so với chụp tiêu chuẩn có mành, trong khi cùng CNR (tỉ lệ phần tán xạ [18] và độ nhiễu gia tăng, cần phải sử dụng nhiều tia tương phản:nhiễu). Nghiên cứu cũng đưa ra sự khác biệt về khả chính hơn (giảm liều ít hơn) để đạt được cùng một CNR khi năng hiển thị chi tiết-tương phản [2] đối với chụp không có mành sử dụng mành. ở mức giảm liều này so với chụp có mành. Hình 6 thể hiện đường cong chi tiết tương phản khi chụp có mành Phương pháp: Để nghiên cứu giảm liều, các tấm phantom PMMA so với không dùng mành đối với khoảng cách dày 30 mm. Các cặp (dày 20 – 70 mm, trong các bước 10mm) được đặt trên Tấm nhận đường cong được tương tự nhau cho tất cả các độ dày phantom, ảnh của hệ thống Mammomat Inspiration của Siemens và được cho thấy chất lượng hình ảnh tương tự nhau khi thực hiện cả hai phủ một phần bằng lá nhôm 0.2 mm. Ảnh được chụp với AEC có kỹ thuật chụp trong khi chụp không dùng mành lại giúp giảm sử dụng mành hoặc sử dụng thời gian phát tia khác nhau khi không liều tia. dùng mành để đạt được cùng chất lượng chùm tia (ví dụ điện áp Phần lâm sàng của nghiên cứu cho thấy việc chụp không có mành bóng và kết hợp bộ lọc/anode) như đối với AEC. CNR được xác giúp giảm liều trong điều kiện lâm sàng thực tế [13]. định cho hai vùng quan tâm – regions of interest (hình vuông Phương pháp: Trong 75 phụ nữ được gọi quay lại để chụp nhũ 1cm2 ), một được đặt bên trong và một ở bên ngoài khu vực lá ảnh chẩn đoán thêm sau khi tầm soát, hai lần chụp được thực nhôm [13]. Mỗi độ dày PMMA được chuyển đổi thành độ dày vú hiện trong cùng một lần nén, đầu tiên là ở chế độ AEC có mành, nén tương đương (ECBT - equivalent compressed breast sau đó không dùng mành và giảm liều bằng cách giảm thời tích thickness) [16]. Các yếu tố giảm liều đã được tính toán khi chụp số dòng bóng và thời gian dựa trên kết quả nghiên cứu trên không dùng mành (Hình 5). phantom, trong khi vẫn giữ tất cả các thông số chụp khác. Hình Trong một nghiên cứu về khả năng hiển thị chi tiết-tương phản, ảnh thu được khi không sử dụng mành được xử lý bằng Công hình ảnh thu được với phantom dày 20 – 70 mm bao gồm các khối nghệ PRIME trước khi sử dụng các thuật toán xử lý nhũ ảnh PMMA và CDMAM được đánh giá bằng phần mềm chấm điểm tự tiêu chuẩn [19]. động CDCOM [17]. Các đường cong chi tiết-tương phản được xây dựng cho từng độ dày phantom. 35 Phantom dày 30 mm, tương đương 32 mm độ dày vú bị ép Các giá trị đo Đường phù hợp (fit) 2.83 ......... ........ Có mành o 30 2.00 ℮ Không mành + SBSC (35% giảm liều) 1.42 1.00 25 0.71 0.50 20 0.36 0.25 Độ dày đĩa [mm] 0.20 Hệ số giảm liều [%] 15 0.16 0.13 0.10 0.08 10 -0 20 30 40 50 60 70 80 90 0.03 0.06 0.08 0.10 0.13 0.16 0.20 0.25 0.31 0.40 0.50 0.63 0.80 1.00 1.25 1.60 2.00 Độ dày vú tương đương [mm] Đường kính đĩa [mm] Hình 5: Giảm liều bề mặt khi chụp không dùng mành so với chụp có mành dao động từ 11% đến 35% như là một Hình 6: Cặp đường cong chi tiết tương phản (log-log plots) minh họa chức năng của ECBT (nghiên cứu phantom)* [13]. chất lượng hình ảnh tương đương nhau khi dùng mành và khi không dùng mành giúp giảm liều kết hợp với Công nghệ PRIME (nghiên cứu trên phantom) [13]. * PRIME được sử dụng cho độ dày tối đa của ngực là 7 cm sau khi nén Trang 6/10 Tài li eu nghien cuu khoa hoc tham khao cua Tien si Dejan Danilovic va Astrid Hamann PRIME: Giảm tia tán xạ bằng phần mềm cho phép chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng mành Trong lần đọc mù (blind reading) của các cặp hình ảnh sau đó, Giảm liều mà vẫn giữ nguyên chất lượng hình ảnh 5 bác sĩ chẩn đoán hình ảnh có kinh nghiệm đã so sánh hai hình theo thang điểm 7 (-3, -2, ..., +3) để phản ánh chất lượng hình ảnh. đã được xác nhận trong một nghiên cứu lâm sàng và Dựa trên các yếu tố thống kê sinh học, nhận định rằng kỹ thuật phantom đầu tiên với Công nghệ PRIME. chụp không dùng mành không thua kém ở bất kỳ mục nào được đưa ra dựa vào điểm trung bình > -0,3 theo thang điểm 7, được kiểm tra thống kê bằng kiểm định one-sided t-test với Các thể loại Trung Độ lệch chuẩn Giá trị P bình ngưỡng đặt ra là -0.3. Chất lượng hình ảnh tổng thể 0.07 0.31 < 10-14 Kết quả: Phụ nữ (56 ± 5 tuổi) có độ dày vú sau khi ép (CBT) là Khả năng quan sát của 57 ± 15 mm (28 đến 87 mm), với tỷ lệ mật độ vú: ACR 1 (4%), • Mô gần bờ vú 0.00 0.16 < 10-24 ACR 2 (53%), ACR 3 (33%), ACR 4 (10%). Kết quả chụp nhũ ảnh là: • Cấu trúc trong cơ ngực 0.09 0.29 < 10-10 dạng khối (57%), vi vôi hoá (41%) và biến dạng cấu trúc (20%) [13]. • Độ nhiễu 0.01 0.22 < 10-17 Trong khi độ giảm liều trung bình tuyến (AGD) tuyệt đối Chẩn đoán về khi chụp không dùng mành kết hợp với Công nghệ PRIME giống • Dạng khối 0.12 0.30 0.12 • Vi vôi hóa 0.08 0.42 0.08 nhau trên các độ dày vú sau ép (CBT) (Hình 7), độ giảm AGD tương • Biến dạng cấu trúc 0.18 0.28 0.18 đối dao động từ 12% (CBT: 85-94 mm) đến 32% (CBT: 25-34 mm). Hệ số giảm liều tương đối tương đương như nghiên cứu Bảng 2: Kết quả của các ca đọc so sánh giữa các cặp hình ảnh trên phantom [13], với sự khác biệt nhỏ do sự lựa chọn hạn chế (nghiên cứu lâm sàng) [13]. Giá trị trung bình dương biểu thị ưu thế của và rời rạc của các giá trị phát tia khả dụng trong chế độ chụp việc ghi hình không dùng mành cùng với Công nghệ PRIME so với chụp thủ công cũng như sự thay đổi thành phần vú trong dân số. Về có sử dụng mành trong việc giảm liều. Giá trị P rất thấp cho thấy chất nguyên lý, ngực dày hơn cần liều tia cao hơn - kết hợp với giảm lượng không thua kém khi không có mành. liều ít hơn cho ngực dày hơn - dẫn đến sự giống nhau về độ giảm 4.2 Cải thiện chất lượng hình ảnh: Nghiên cứu Phantom bởi tuyệt đối. Binst và cộng sự. [20] Các kết quả nghiên cứu được trình bày trong Bảng 2. Giá trị P cho Phương pháp: Hình ảnh của phantoms dày 20 - 70 mm bao gồm thấy sự không thua kém đáng kể khi ghi hình không có mành với các khối PMMA và CDMAM, được thu nhận từ hệ thống liều thấp hơn kết hợp với Công nghệ PRIME. Mammomat Inspiration của Siemens, được đánh giá khả năng 3.0 hiển thị độ tương phản-chi tiết bằng phần mềm chấm điểm dùng mành không dùng mành + SBSC tự động CDCOM [17]. Trước đây CDCOM được dùng để kiểm tra 2.5 chất lượng hình ảnh khi có sử dụng mành, nghiên cứu đã xác nhận khả năng CDCOM kiểm tra chất lượng hình ảnh khi không dùng 2.0 mành [20]. Hình ảnh của các khối PMMA được chụp trong chế độ AEC. Đối với 1.5 mỗi độ dày phantom, các thông số chụp được ghi lại. Các thông số .. 0 IT chụp tương tự sau đó được cài thủ công cho các cấu hình CDMAM AGD [mGy] có độ dày tương đương, trong khi thay đổi tích số dòng bóng-thời 0.5 gian (mAs) thành ± 60% và ± 156% theo giá trị với AEC [20]. Nhìn chung, thu được 960 ảnh CDMAM cho bốn trường hợp O 25-34 35-44 45-54 55-64 65-74 (sử dụng mành, không dùng mành, công nghệ PRIME không có 75-84 85-94 Độ dày vú sau khi ép [mm] mành với PMMA được dùng như “Độ dày vú”, và Công nghệ PRIME Hình 7: Mức giảm AGD tuyệt đối với thu nhận không có Grid cộng với khi không dùng mành với ECBT tương ứng “độ dày vú”), Công nghệ PRIME là 0,26 ± 0,06 mGy (trung bình ± SD) và sáu kích thước độ dày phantom, năm mức liều và tám hình ảnh cho tương tự trên các phạm vi CBT (nghiên cứu lâm sàng) [13]. mỗi trường hợp. Trang 7/10 Tài li eu nghien cuu khoa hoc tham khao cua Tien si Dejan Danilovic va Astrid Hamann PRIME: Giảm tia tán xạ bằng phần mềm cho phép chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng mành Để đánh giá sự giảm liều tuyến trung bình AGD đối với việc chụp 4.3 Bằng chứng lâm sàng: Nghiên cứu lâm sàng quy mô lớn của không dùng mành (có và không có Công nghệ PRIME) so với chụp Larsen và cộng sự [8] tiêu chuẩn với mành, AGD cho mỗi lần chụp được tính toán Tỷ lệ phát hiện ung thư, tỷ lệ gọi bệnh nhân quay lại (recall rate) và bằng phương pháp của Dance [16]. độ đặc hiệu phát hiện ung thư là ba chỉ số hiệu suất thường được sử Kết quả: Công nghệ PRIME không ảnh hưởng đến khả năng dụng (mốc chuẩn) trong tầm soát. Một nghiên cứu dân số lớn được hiển thị CDCOM so với việc chụp không dùng mành không có trình bày bởi Tiến sĩ Lisbet Larsen tại hội nghị thường niên của Hiệp Công nghệ PRIME, đồng thời tính đồng nhất của hình ảnh [2] đã hội Chẩn đoán hình ảnh Châu Âu (ECR) năm 2015 đã so sánh các được cải thiện (Hình 8), điều chỉnh các xảo ảnh do cứng hóa phương pháp thu nhận ảnh: có sử dụng mành và không sử dụng chùm tia (cupping artefacts), ví dụ: lệch cường độ. Những xảo ảnh mành kết hợp với Công nghệ PRIME. này có thể dẫn đến phân loại sai nghiêm trọng, đặc biệt là khi các Phương pháp: Nghiên cứu thực hiện ở miền Nam Đan Mạch thuật toán phân đoạn dựa trên cường độ để phân loại mô trên trong 12 tháng trước và 5 tháng sau khi thay đổi hoàn toàn hình ảnh [21]. từ phương pháp Chụp nhũ ảnh có dùng mành thông thường sang Hình ảnh đồng nhất được cải tiến với Công nghệ PRIME. Chụp nhũ ảnh không dùng mành kết hợp Công nghệ PRIME. Thuật toán PRIME được kết hợp trong cùng hệ thống Mammomat Inspiration của Siemens. Đối với mục đích nghiên cứu, đặc điểm dân số và tỷ lệ ung thư vú mắc phải được coi là tương đương trong hai khoảng thời gian thực 300 hiện hai phương pháp tầm soát. Giảm tán xạ Kết quả: Bước ngoặt là tháng 12 năm 2013, trước đó 50.071 phụ nữ 200 đã được tầm soát với phương thức có dùng mành và sau đó 22.117 phụ nữ đã trải qua tầm soát với phương thức giảm liều không dùng mành kết hợp với Công nghệ PRIME. Các kết quả nghiên cứu Dùng mành 100 Không dùng mành được tóm tắt trong Bảng 3. Giá trị điểm ảnh Không dùng mành + PRIME (PMMA) Các chỉ số thể hiện hiệu suất sàng lọc tương đương nhau khi Không dùng mành + PRIME (ECBT) dùng mành và không dùng mành. Đặc biệt, tỷ lệ phát hiện ung thư là giống hệt nhau (0,55%). Không có sự khác biệt 500 1000 1500 2000 O thống kê về tỷ lệ gọi bệnh nhân quay lại (2,59% có sử dụng mành O Khoảng cách trục y [mm] so với 2,44% không sử dụng mành với Công nghệ PRIME) hoặc Hình 8: Tính đồng nhất của hình ảnh được cải thiện với Công nghệ PRIME có khả năng khắc phục các xảo ảnh do độ đặc hiệu (97,96% so với 98,11%). cứng hóa chùm tia (nghiên cứu phantom) [20]. Hướng Y song song với thành ngực. Các chỉ số thể hiện hiệu suất trong tầm soát khi chụp nhũ ảnh với công nghệ PRIME (22.117 phụ nữ) và chụp nhũ ảnh thường quy với mành (50.071 phụ nữ) cho thấy tỷ lệ phát hiện ung thư (5,5 / 1000), tỷ lệ gọi bệnh nhân quay lại (2,5%) và độ đặc hiệu (98%). Số phụ nữ Phương pháp tầm soát thực hiện Khoảng thời gian Tỷ lệ gọi tầm soát tầm soát bệnh nhân quay Tỷ lệ phát hiện Độ đặc hiệu lại [NR/NW] ung thư [NC/NW] [1-(NR-NC)/NW] Dùng mành và 2.59% 0.55% 97.96% không có công nghệ PRIME 50,071 12 tháng (2.45-2.73) (0.49-0.62) (97.84-98.09) Không dùng mành 22,117 2.44% 0.55% 98.11% và có công nghệ PRIME 5 tháng (2.23-2.64) (0.45-0.64) (97.93-98.29) Bảng 3: Các chỉ số hiệu suất (mốc chuẩn) để tầm soát nhũ ảnh ở Nam Đan Mạch. [8] Dữ liệu trong ngoặc là khoảng tin cậy 95%. Thử nghiệm hai mặt tương đương (Two-sided equivalence testing) (α = 0,05) được thực hiện trên tỷ lệ phát hiện ung thư và độ đặc hiệu cho thấy không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa hai phương pháp tầm soát. (NC - Number of women with cancer: Số phụ nữ mắc ung thư, NR - Number of women recalled: Số phụ nữ gọi quay lại, NW - Number of women screened: Số phụ nữ tham gia tầm soát) Trang 8/10 Tài li eu nghien cuu khoa hoc tham khao cua Tien si Dejan Danilovic va Astrid Hamann PRIME: Giảm tia tán xạ bằng phần mềm cho phép chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng mành Kết luận Điều quan trọng trong tầm soát vú đó là liều bức xạ cho người Xác nhận về mặt kỹ thuật và giá trị lâm sàng của Công nghệ PRIME phụ nữ phải thấp mà vẫn đạt được chất lượng hình ảnh yêu cầu. trên hệ thống Mammomat Inspiration cho thấy giảm tới 30% liều Mành chống tán xạ giúp loại bỏ sự tán xạ tia X làm giảm chất lượng tia so với chụp có có mành, tùy thuộc vào độ dày của vú. hình ảnh. Tuy nhiên, điều này đòi hỏi sự gia tăng liều tia, vì Trong một nghiên cứu lớn gồm 72.188 phụ nữ, ba chỉ số phổ biến một phần của bức xạ chính được loại bỏ bởi mành chống tán xạ thể hiện hiệu suất trong chụp nhũ ảnh (tỷ lệ phát hiện ung thư, tỷ và không đến được Tấm nhận ảnh. lệ gọi bệnh nhân quay lại và độ đặc hiệu phát hiện ung thư) Các thuật toán của Siemens Healthineers PRIME (Progressive Các giá trị này tương đương nhau giữa phương pháp chụp – Reconstruction Intelligently Minimizing Exposure) giúp giảm tán xạ không dùng mành bằng thuật toán PRIME và phương pháp gnhờ đó có thể ghi hình hình ảnh không cần dùng mành đồng thời chụp có mành thông thường. vẫn đảm bảo chất lượng hình ảnh không bị ảnh hưởng. PRIME là một công nghệ cải tiến có giá trị cao trong chụp nhũ ảnh kỹ thuật số, cho phép giảm liều đáng kể mà không ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh hoặc hiệu suất lâm sàng. Bảng chú giải Automatic exposure control Number of women screened - – AEC Kiểm soát phát tia tự động NW Số phụ nữ tham gia tầm soát Polymethylmethacrylate – AGD Average glandular dose - Liều tuyến trung bình PMMA Phantom PMMA Progressive Reconstruction Intelligently ALARA As low as reasonably achievable - Thấp nhưng vẫn đảm bảo hợp lý PRIME Minimizing Exposure – Thuật toán PRIME Compressed breast thickness CBT PRIME Tính toán sử dụng độ dày PMMA như chỉ số - Độ dày vú sau khi ép (PMMA) "độ dày vú" CDCOM Automated readout PRIME Tính toán sử dụng ECBT như chỉ số "độ dày – Phần mềm tính điểm tự động (ECBT) vú" Contrast detail mammography Software-based - CDMAM scatter correction - Độ tương phản-chi tiết chụp nhũ ảnh SBSC Phần mềm hiệu chỉnh tác động Tia tán xạ Contrast-to-noise ratio - Tỷ lệ tương phản/ Standard deviation - CNR nhiễu SD Độ lệch chuẩn Digital imaging and communications The international of - DICOM in medicine - Hình ảnh kỹ thuật số và SI system units truyền thông trong y học Đơn vị hệ thống quốc tế Equivalent compressed breast thickness - Độ ECBT dày vú sau ép tương đương vs. Versus Full-field digital mammograph - FFDM Chụp nhũ ảnh kỹ thuật số w/ Với (trong hình hinh họa) Kinetic energy released per unit mass - Năng Kerma lượng động học được giải phóng trên một w/o Không có (trong hình minh họa) đơn vị khối lượng Number of women with cancer - Số phụ nữ NC mắc ung thư Number of women recalled - Số phụ nữ gọi NR quay lại Trang 9/10 Tài li eu nghien cuu khoa hoc tham khao cua Tien si Dejan Danilovic va Astrid Hamann PRIME: Giảm tia tán xạ bằng phần mềm cho phép chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng mành Tài liệu tham khảo [1] Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt EM, and Boone [12] Tromans CE, Cocker M, and Brady SM. Digital JM. The Essential Physics of Medical Imaging, 3rd scatter removal for mammography and tomosynthesis edition. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, image acquisition. In: Proceedings of the 11th USA, 2012. International Workshop on Digital Mammography [2] Perry N, Broeders M, de Wolf C, Tornberg S, Holland (IWDM); 2012: 7361, 260-267. R, von Karsa L, and Puthaar E (editors). European [13] Fieselmann A, Fischer D, Hilal G, Dennerlein F, Guidelines for Quality Assurance in Breast Cancer Mertelmeier T, and Uhlenbrock D. Full-field digital Screening and Diagnosis, 4th Edition. Office for official mammography with gridless acquisition and software- publications of the European based scatter correction: investigation of dose saving and communities, Luxembourg, 2006. image quality. In: Proceedings of SPIE Medical Imaging [3] Strudley CJ, Warren LM, and Young KC. Technical 2013: Physics of Medical Imaging 2013; 8668: 86685Y. evaluation of Siemens Mammomat Inspiration digital doi:10.1117/12.2007490 breast tomosynthesis system. NHSBSP Equipment [14] Ruhrnschopf E-P and Klingenbeck K. A general Report 1306 (October 2013). framework and review of scatter correction methods in x- [4] Strudley CJ, Looney P, Young KC. Technical ray cone-beam computerized tomography. Part 1: scatter evaluation of Hologic Selenia Dimensions digital breast compensation approaches. Medical Physics 2011; 38(7): tomosynthesis system. NHSBSP Equipment Report 1307 4296-4311. (October 2013). [15] Ruhrnschopf E-P and Klingenbeck K. A general [5] Dance DR, Young KC, and van Engen RE. Estimation framework and review of scatter correction methods in x- of mean glandular dose for breast tomosynthesis: ray cone-beam com-puterized tomography. Part 1: scatter factors for use with the UK, European and IAEA breast estimation approaches. Medical Physics 2011; 38(9): 5186- dosimetry protocols. Physics in Medicine and Biology 5199. 2011; 56(2): 453-471. [16] Dance DR, Young KC, and van Engen RE. Further [6] Uhlenbrock D and Mertelmeier T. Comparison of factors for the estimation of mean glandular dose using the anode/filter combinations in digital mammography with United Kingdom, European and IAEA breast dosimetry respect to average glandular dose. Fortschritte auf dem protocols. Physics in Medicine and Biology 2009; 54(14): Gebiet der Röntgen-strahlen und der bildgebenden 4361-4372. Verfahren (Fortschr Röntgenstr) 2009; 181: 249-254. [17] Young KC, Alsager A, Oduko JM, Bosmans H, [7] Bosmans H, Michielsen K, Lemmens K, and Jacobs J. Verbrugge B, Geertse T, and van Engen R. Evaluation of Mean glandular dose survey of 2D mammograms software for reading images of the CDMAM test object to acquired with Siemens MAMMOMAT Inspiration assess digital mammography systems. In: Proceedings SPIE system. Department of Radiology, University Hospital of Medical Imaging 2008: Physics of Medical Imaging 2008; Leuven. A white paper issued by Siemens, 2011. 6913: 69131C. Available at: [18] Mertelmeier T and Bernhardt P. Scatter in digital http://www.healthcare.siemens.de/mammography/whi mammography: antiscatter grid versus slot-scanning. In: tepapers Proceedings of SPIE Medical Imaging 2005: Physics of [8] Larsen LB, Fieselmann A, Pfaff H, and Mertelmeier Medical Imaging 2005; 5745: 299-306. T. Performance of gridless digital mammography [19] Zanca F, Jacobs J, Ongeval CV, Claus F, Celis V, Geniets acquisition technique for breast screening: analysis of C, Provost V, Pauwels H, Marchal G, and Bosmans H. 22117 examinations. Presentation at ECR 2015. Evaluation of clinical image processing algorithms used in Abstract B-1025 (SS 1082). digital mammography. Medical Physics 2009; 36(3): 765- [9] Salvagnini E, Bosmans H, Struelens L, and Marshall 775. NW. Quantification of scattered radiation in projection [20] Binst J, Sterckx B, Bemelmans F, Cockmartin L, Van mammography: four practical methods compared. Peteghem N, Marshall N, and Bosmans H. Evaluation of Medical Physics 2012; 39(6): 3167-3180. automated CDMAM readings for non-standard CDMAM [10] Baydush AH and Floyd CE. Improved image quality imaging conditions: gridless acquisitions and scatter in digital mammography with image processing. correction. Radiation Protection Dosimetry 2015; 165(1-4): Medical Physics 2000; 27(7): 1503-1508. 350-353. [11] Nykanen K and Siltanen S. X-ray scattering in full- [21] Yang X, Wu S, Sechopoulos I, and Fei B. Cupping field digital mammography. Medical Physics 2003; 30(7): artifact correction and automated classification for high- 1864 -1873. resolution dedicated breast CT images. Medical Physics 2012; 39(10): 6397-6406. Trang 10/10 Tài li eu nghien cuu khoa hoc tham khao cua Tien si Dejan Danilovic va Astrid Hamann PRIME: Giảm tia tán xạ bằng phần mềm cho phép chụp nhũ ảnh kỹ thuật số không dùng mành Do các hạn chế nhất định trong khu vực về quyền bán hàng và tính sẵn có của dịch vụ, chúng tôi không thể đảm bảo rằng tất cả các sản phẩm / dịch vụ / tính năng có trong tài liệu này đều có sẵn thông qua tổ chức bán hàng của Siemens Healthineers trên toàn thế giới. Tính khả dụng và bao bì có thể thay đổi theo quốc gia và có thể thay đổi mà không cần thông báo trước. Thông tin trong tài liệu này chứa các mô tả chung của các tùy chọn kỹ thuật có sẵn và có thể không luôn luôn áp dụng trong các trường hợp riêng lẻ. Siemens Healthineers có quyền sửa đổi thiết kế và thông số kỹ thuật trong tài liệu này mà không cần thông báo trước. Vui lòng liên hệ với đại diện bán hàng của Siemens Healthineers tại địa phương để biết thông tin mới nhất. Vì lợi ích của việc tuân thủ các yêu cầu pháp lý liên quan đến khả năng tương thích môi trường của các sản phẩm của chúng tôi (bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và bảo tồn chất thải), chúng tôi có thể tái chế các vật liệu tổng hợp nhất định khi được hợp pháp. Đối với các thành phần tái chế, chúng tôi sử dụng các biện pháp đảm bảo chất lượng rộng rãi tương tự như đối với các thành phần mới của nhà máy. Bất kỳ dữ liệu kỹ thuật nào trong tài liệu này có thể thay đổi trong phạm vi dung sai được xác định. Hình ảnh gốc luôn mất một lượng chi tiết nhất định khi được sao chép. Không phân phối tại Hoa Kỳ. Trụ sở chính Siemens Healthineers Công ty TNHH Siemens Healthcare Henkestr. 127 91052 Erlangen, Đức Điện thoại: +49 9131 84-0 siemens.com/healthineers