Inżynier i Fizyk Medyczny 1/2015 vol. 4
15
diagnostyka
/
diagnostics
artykuł firmowy
/
advertising article
Cyfrowa tomosynteza piersi
Sebastian Mroczkowski
Business Development Manager, Region CEE, FUJIFILM
Rys. 1
Geometrie i odległości środek-do-środka dla heksagonalnej i kwadratowej macierzy piksela
Mammografia cyfrowa stała się standardem w badaniach
przesiewowych. Pomimo kontrowersji, jakie wzbudza,
jest strategią wczesnego wykrywania, która wykazała
w randomizowanych badaniach klinicznych zmniejszoną
śmiertelność spowodowaną rakiem sutka.
Ograniczeniem tradycyjnej mammografii cyfrowej jest
nakładanie się na siebie tkanek piersi, które mogą zasłonić
zmiany patologiczne lub nawet spowodować, iż prawidłowe
struktury anatomicznewyglądają podejrzanie, przez co zwiększa
się liczba fałszywie pozytywnych diagnoz.
Tomosynteza, określana jako cyfrowa tomosynteza piersi
DBT (
Digital Breast Tomosynthesis
), dzięki ulepszonej wydajności
w opisie struktur oraz eliminacji ich nakładania się, może pomóc
w przezwyciężeniu tych ograniczeń. Tomosyntezę w dużym
uproszczeniumożna opisać jako tomografię ograniczonego kąta
– niskodawkowe pełnopolowe obrazy piersi są wykonane pod
różnym kątem, a promieniowanie RTG pada na pierś z różnych
kierunków. Projekcja płaszczyzn znajdujących się bliżej detektora
przesuwa się na krótszym odcinku pomiędzy obrazami niż
projekcja płaszczyzn znajdujących się dalej od detektora.
Dzięki tej geometrii akwizycji obrazu, struktury w każdej
płaszczyźnie są lepiej uwidocznione bez interferencji tkanek,
które nie należą do badanej płaszczyzny. Wszystkie obrazy
z projekcji znajdują się w każdej zsyntetyzowanej warstwie,
a odpowiednio zastosowane przetwarzanie powoduje, że
informacje spoza płaszczyzny zanikają w tle, dzięki czemu
płaszczyzna zainteresowania zostajewzmocniona. Każde zdjęcie
wprojekcji wymaga jedynie ułamka całkowitej dawki stosowanej
w mammografii 2D. Ponieważ wszystkie zdjęcia w projekcji są
sumowane w celu zsyntetyzowania każdej płaszczyzny, oznacza
to, że akwizycja tomosyntezymoże zostać wykonana przy dawce
promieniowania zbliżonej do tej, którą stosuje się w tradycyjnej
mammografii 2D.
W 2013 roku firma FUJIFILM wprowadziła na rynek
system AMULET Innovality z innowacyjnym detektorem oraz
zaawansowanymi aplikacjami tomosyntezy o różnej geometrii
akwizycji obrazu.
Konstrukcja detektora oparta jest na heksagonalnej siatce,
która naśladuje idealny układ izotropowy (wykorzystywany
w budowie oka u niektórych zwierząt). W porównaniu
z systemem o tradycyjnej kwadratowej siatce, wstępna ocena
fizyczna sugeruje wyższą wydajność próbkowania sygnału.
W rzeczywistości, w odniesieniu do próbkowania sygnału,
jeśli rozważamy ten sam element obszaru, częstotliwość
Nyquista jest wyższa w siatce heksagonalnej. Faktycznie, przy
zastosowaniu siatki heksagonalnej można próbkować szersze
spektrumbez zniekształcenia (aliasingu) z tą samą ilością pikseli.
Innymi słowy, przy zastosowaniu struktury heksagonalnej,
próbkowanie tego samego sygnału wymaga od 15% do 20%
mniejszej ilości elementówdo uzyskania tej samej rozdzielczości
przestrzennej, wporównaniu z wydajnością sygnału uzyskanego
z próbkowania kwadratowego. Efekt ten jest ściśle związany
z odległością pomiędzy każdym pikselem oraz elementami
otaczającymi. W przypadku siatki kwadratowej każdy element
ma ośmiu sąsiadów, a w zależności od rozmieszczenia (w kątach
lub wzdłuż osi), występują dwie różne odległości. Natomiast
w przypadku struktury heksagonalnej każdy element posiada
tylko sześć sąsiadujących pikseli i każdy element znajduje się
w równej odległości od swoich sześciu sąsiadów.
