TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO CÔNG NGHỆ CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH I Đề tài CHỤP ẢNH X QUANG VẬT LÝ NHŨ ẢNH Theo M j yaffe Đại Học Toronto Theo a D a MaiDMent Đại Học Pennsylvania Giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Thái Hà Sinh viên thực hiện MSSV Kiều Văn Đông 20130947 Hà Nội, 12 – 2016 Tóm tắt nội dung Nhũ ảnh là một kỹ thuật chụp X quang đặc biệt dành cho tuyến vú thường được dùng trong hỗ trợ chẩn đoán các bệnh lý tuyến vú ở phụ nữ X quang là một xét nghiệm chẩn đoán đã.
Giới thiệu
Ung thư vú là một trong những bệnh lý ác tính phổ biến nhất ở nữ giới, thường được phát hiện ở giai đoạn muộn với khả năng chữa khỏi thấp Tuy nhiên, nếu được phát hiện sớm thông qua các phương pháp chẩn đoán hình ảnh, ung thư vú có thể chữa khỏi hoàn toàn Việc phát hiện sớm không chỉ giúp cứu sống nhiều phụ nữ mỗi năm mà còn nhấn mạnh tầm quan trọng của việc thăm khám định kỳ để sàng lọc và phát hiện bệnh ở giai đoạn đầu.
Ung thư vú là một trong những căn bệnh nguy hiểm nhất đối với phụ nữ, với hơn 1.380.000 trường hợp được chẩn đoán trên toàn cầu trong năm 2008 và hơn 458.000 ca tử vong Mặc dù nguyên nhân của bệnh vẫn chưa được xác định rõ, nhưng nghiên cứu cho thấy tỷ lệ tử vong có thể giảm đáng kể nếu ung thư vú được phát hiện ở giai đoạn sớm.
Yêu cầu phóng xạ cho chụp X quang nhũ ảnh
Nhũ ảnh là một phương pháp chụp ảnh phóng xạ được tối ưu hóa nhằm kiểm tra nguy cơ ung thư vú Đối với nhiều phụ nữ, nhũ ảnh là công cụ hiệu quả trong việc phát hiện ung thư vú ở giai đoạn sớm Phương pháp này được áp dụng cho cả bệnh nhân có triệu chứng (chụp nhũ ảnh chẩn đoán) và phụ nữ không có triệu chứng trong nhóm tuổi được chỉ định.
Khám sàng lọc X quang vú không điển hình bao gồm một hoặc hai quan điểm từ mỗi bên vú, với các quan điểm phổ biến như sọ-đuôi và xiên mediolateral Hình 1 minh họa một ví dụ trong số đó (xem phụ lục cho cuốn sách này).
Chụp nhũ ảnh chủ yếu được sử dụng để phát hiện và chẩn đoán ung thư vú, nhưng nó cũng có giá trị trong việc xác định vị trí khu vực nghi ngờ trước phẫu thuật và hướng dẫn lấy mẫu sinh thiết cho những trường hợp ung thư vú đã được phát hiện, dựa trên bốn loại dấu hiệu trên hình ảnh chụp quang tuyến vú.
1.) Hình thái đặc trưng của một khối u, trong đó có thể bao gồm phổ biến và không phổ biến
2.) Trình bày một số mỏ khoáng sản, hình dung như đốm gọi vôi rất nhỏ;
3.) Biến dạng kiến trúc của mô hình mô bình thường gây ra bởi sự dịch bệnh;
4.) Bất cân xứng giữa các vùng tương ứng của các bên trái, phải ngực
Hình 1 Chụp hình xiên mediolateral
Dự báo cho thấy các cơ pectoralis hạ xuống đến mức núm vú, trong khi chụp quang tuyến vú, vôi hóa lành tính đặc trưng xuất hiện.
Hình 2.Sự phụ thuộc của các tuyến tính X hệ số suy giảm quang, μ, về năng lượng X quang.
Hệ số suy giảm X-ray được đo lường theo năng lượng trên ba loại vật liệu trong vú, bao gồm mô mỡ, mô vú bình thường và mô xâm nhập ung thư tuyến vú Nghiên cứu này giúp hiểu rõ hơn về đặc điểm quang học của các loại mô khác nhau, từ đó hỗ trợ trong việc chẩn đoán và điều trị ung thư vú hiệu quả hơn.
Sự suy giảm hệ số bản thân và sự khác biệt của chúng giảm theo tăng năng lượng, dẫn đến việc giảm bức xạ liều cần thiết để tạo hình ảnh, đồng thời cũng làm giảm độ tương phản của hình ảnh.
Lưu ý rằng sự tương phản đề của calci hóa thậm chí nhỏ trong vú tương tự như đối với một khối u
Hình 3: Độ tương phản X quang cũng tăng cùng năng lượng tia X tăng.
Sự khác biệt trong suy giảm hệ số giữa canxi và mô vú ở đây là rất lớn.
Để đảm bảo chất lượng hình ảnh trong nhũ ảnh, cần tuân thủ các nguyên tắc chụp X quang, đồng thời điều chỉnh cho phù hợp với quy trình phát hiện dấu hiệu bệnh ung thư vú Việc này giúp tối ưu hóa khả năng nhận diện các bức xạ bất thường, từ đó nâng cao hiệu quả chẩn đoán.
Hệ thống hình ảnh cần có độ phân giải không gian cao để phân định rõ các cạnh của cấu trúc nhỏ trong vú Để đạt được điều này, độ chi tiết cần thiết phải được giải quyết tối thiểu là 50 mm.
Sự khác nhau về suy giảm tia X trong cấu trúc mô ở vú làm phát sinh sự thay đổi trongtruyền tín hiệu
X quang, và đây là nguồn gốc cơ bản của tương phản hình ảnh.
Các mô vú thiếu chất tương phản yêu cầu sử dụng tia X năng lượng thấp để nhấn mạnh sự khác biệt về thành phần và kích thước của chúng Sự thay đổi trong cấu trúc vú phụ thuộc vào tuổi tác và cần một dải rộng, trong khi việc sử dụng lưới X quang và nén ngực giúp bù đắp cho hiện tượng phân tán Tuy nhiên, độ tương phản tinh tế trong hình ảnh bị suy yếu do tiếng ồn ngẫu nhiên Vú nhạy cảm với bức xạ, đặc biệt là với liều cao, có nguy cơ gây ung thư vú ion hóa Do đó, cần sử dụng liều hấp thụ thấp nhất mà vẫn đảm bảo chất lượng hình ảnh chẩn đoán cao Trong các phần tiếp theo, sẽ mô tả thành phần đặc biệt của hệ thống hình ảnh X quang vú và thiết kế của chúng liên quan đến các yếu tố hiệu suất hình ảnh.
Thiết bị X quang
Ống, các bộ lọc và phổ
Trong các hệ thống chụp nhũ ảnh hiện đại, ống, bộ lọc và phổ đóng vai trò quan trọng, với nguồn điện thường là loại tần số cao, cung cấp dạng sóng tiềm năng gần như liên tục trong suốt thời gian tiếp xúc Ống tia X sử dụng thiết kế anode quay, trong đó các electron từ cathode tấn công các vật liệu dương tiêu cực ở một góc nhỏ so với tỷ lệ bình thường.
Hình 5 Hệ thống thu hồi hình ảnh hiển thị (a) đúng kết và (b) bỏ lỡ mô liên quan với sự liên kết không chính xác.
Trang thiết bị hiện đại trong chụp nhũ ảnh có tiêu cự kích thước điểm tiếp xúc là 0,3 mm, trong khi vị trí tiêu cự nhỏ hơn chủ yếu được sử dụng cho độ phóng đại là 0,1 mm Kích thước điểm tiêu cự được xác định tương đối tại một trục tham chiếu, thường thay đổi giữa các nhà sản xuất và được quy định tại một số trung điểm trong hình ảnh Kích thước hiệu quả của các điểm đầu mối sẽ tăng dần từ phía anode đến cathode của hình ảnh.
Trong nhũ ảnh, ống tia X được đặt sao cho cực âm tiếp xúc với thành ngực của bệnh nhân, vì cường độ tia X cao nhất nằm ở phía này và sự suy giảm tia X thường lớn gần thành ngực Hình ảnh vú có thể yêu cầu các góc độ mục tiêu khác nhau tùy thuộc vào kích thước điểm đầu mối Thêm vào đó, các góc gập của ống tia X cũng có thể được điều chỉnh dựa trên kích thước điểm đầu mối và các tài liệu mục tiêu.
Hầu hết các ống chụp nhũ ảnh sử dụng cửa sổ thoát berili giữa ống sơ tán và không khí, không có dầu trong con đường bức xạ thoát khỏi ống Việc sử dụng dầu, thủy tinh hoặc kim loại khác trong ống mục đích chung có thể dẫn đến sự suy giảm quá mức các nguồn năng lượng hữu ích cho chụp nhũ ảnh.
Hình 6 Mô phỏng một ống tia X (FID: tập trung vào khoảng cách hình ảnh)
Các đường thẳng vuông góc tiếp giáp với thành ngực Trục tham khảo trên một hệ thống cụ thể sẽ được xác định bởi các nhà chế tạo.
Trong chụp nhũ ảnh, việc tối ưu hóa phổ năng lượng là rất quan trọng để đạt được sự cân bằng giữa liều bức xạ và chất lượng hình ảnh Điều này được thực hiện thông qua việc điều chỉnh ống điện áp, chọn vật liệu mục tiêu và thiết lập độ dày của bộ lọc kim loại giữa ống tia X và vú Các chiến lược tối ưu hóa cho chụp nhũ ảnh phim màn hình và chụp nhũ ảnh kỹ thuật số là khác nhau Đối với nhũ ảnh phim, độ tương phản hình ảnh bị giới hạn bởi độ dốc cố định của phim, trong khi ở nhũ ảnh kỹ thuật số, chất lượng hình ảnh phụ thuộc vào tỷ lệ tín hiệu hình ảnh và tiếng ồn (SNR).
Sử dụng mô hình monoenergetic trong chụp X quang vú, năng lượng tối ưu cho hình ảnh phim nằm trong khoảng 18 đến 23 keV, tùy thuộc vào độ dày và thành phần của vú Đối với vú có độ dày và thành phần tiêu biểu, tia X từ molypden và rhodium cho hiệu suất hình ảnh tốt trong chụp nhũ ảnh phim màn hình Do đó, ống tia X mục tiêu thường sử dụng molypden hoặc rhodium Trong chụp nhũ ảnh kỹ thuật số, độ tương phản hình ảnh có thể được kiểm soát, cho phép sử dụng năng lượng cao hơn để tối ưu hóa hình ảnh Nhiều máy chụp nhũ ảnh kỹ thuật số hiện nay được trang bị ống tiêu chuẩn tungsten.
Bảng 1 Characteristic X ray energy (keV) for Molybdenum (Mo) and rhodiuM (Rh) anode X ray tubes
Trong chụp nhũ ảnh, bộ lọc kim loại đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ có chọn lọc các nguồn năng lượng tia X thấp trước khi chúng tác động lên bệnh nhân Thông thường, ống tia X molypden anode được sử dụng kết hợp với bộ lọc molybdenum có độ dày từ 30-35 mm Bộ lọc này giúp giảm đáng kể năng lượng tia X, đảm bảo chất lượng hình ảnh tốt hơn và bảo vệ sức khỏe cho bệnh nhân.
X hoạt động hiệu quả ở mức năng lượng thấp và tại các cạnh hấp thụ ở 20 keV, cho phép các tia X đặc trưng từ molypden và các tia X năng lượng tương tự do bức xạ hãm tạo ra vượt qua bộ lọc với độ tương đối cao.
Hiệu quả như minh họa bởi hình 7 (a), quang phổ kết quả được làm giàu với tia X trong khoảng 17-20 keV.
Mặc dù phổ molypden phù hợp với hình ảnh một vú có sự suy giảm trung bình, nhưng năng lượng cao hơn là cần thiết cho chụp ảnh ngực dày đặc Mục tiêu phổ molypden bị ảnh hưởng nặng bởi các tia X đặc trưng, do đó, việc tăng điện áp ống một mình không làm thay đổi đáng kể hình dạng của quang phổ Tuy nhiên, năng lượng trung bình của chùm tia có thể được cải thiện bằng cách sử dụng bộ lọc với số nguyên tử cao hơn molypden.
Rhodium (nguyên tố số 45) có khả năng hấp thụ tia X tại 23 keV, giúp giảm đáng kể tia X ở năng lượng này cũng như các năng lượng thấp hơn Khi sử dụng ống tia X với mục tiêu molypden và tăng nhẹ kV, rhodium cung cấp quang phổ với khả năng thâm nhập tốt hơn (giảm liều) so với sự kết hợp Mo/Mo Quang phổ tia X của sự kết hợp Amo/Rh được minh họa trong hình 9.7(b).
Để cải thiện hiệu suất trong hoạt động chụp ảnh, việc điều chỉnh năng lượng quang phổ bằng cách sử dụng vật liệu mục tiêu khác kết hợp với các bộ lọc kedge phù hợp là rất quan trọng Ví dụ, việc sử dụng ống tia X kết hợp với mục tiêu rhodium có thể mang lại hiệu quả cao Một bộ lọc rhodium dày từ 25-35 micron được áp dụng cho vật liệu mục tiêu này, như minh họa trong hình 7 (c) với phổ sản xuất từ mục tiêu Rh và bộ lọc.
Trong chụp nhũ ảnh kỹ thuật số, việc sử dụng bộ lọc kedge phổ vonfram mang lại lợi thế đáng kể nhờ vào khả năng linh hoạt trong việc hình thành quang phổ Điều này đặc biệt hữu ích khi thiếu các đỉnh đặc trưng k phát âm Thông thường, các bộ lọc như nhôm, rodi hoặc bạc được áp dụng để tạo ra hình phổ vonfram, như được minh họa trong hình 7 (d).
Màn hình chụp nhũ ảnh phim có những đường cong đặc trưng cố định, điều này tạo ra những hạn chế về phạm vi năng lượng thích hợp Hơn nữa, độ tương phản và tiếng ồn cũng bị giới hạn trong quá trình chụp.
Hình 7 Năng lượng quang phổ theo mục tiêu và bộ lọc khác nhau
Liều bức xạ chấp nhận được cho chụp nhũ ảnh kỹ thuật số đã loại bỏ những hạn chế của phim và cho phép điều chỉnh độ chênh lệch hình ảnh tại các máy trạm xem Điều này tạo cơ hội sử dụng chùm tia năng lượng cao nhằm cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) cho mỗi đơn vị liều và giảm liều tổng thể Ví dụ, trong khi một kỹ thuật chụp nhũ ảnh phim truyền thống có thể sử dụng Mo mục tiêu, Mo lọc và 26 kV cho vú trung bình, thì hệ thống chụp nhũ ảnh kỹ thuật số có thể áp dụng sự kết hợp Mo/Rh hoặc Rh/Rh ở 28 hoặc 29 kV, hoặc sử dụng mục tiêu vonfram với Ag hoặc lọc Rh ở điện áp ống tương tự.
Hệ thống nén
Có nhiều lý do để áp dụng công nghệ nén vào vú trong quá trình chụp X-quang vú Việc nén giúp các mô vú khác nhau được trải đều, giảm thiểu sự chồng chéo từ các hình ảnh khác nhau, từ đó nâng cao khả năng nhận diện cấu trúc Hiệu ứng này được nhấn mạnh bởi sự khác biệt về độ co giãn giữa các loại mô (mô mỡ, mô fibroglandular và ung thư), dẫn đến việc các mô này được trải ra với mức độ khác nhau, giúp bệnh ung thư dễ dàng hơn để phát hiện.
Bức xạ tán xạ trong chụp nhũ ảnh làm giảm độ tương phản, nhưng việc sử dụng nén giúp giảm tỷ lệ phân tán và cải thiện chất lượng hình ảnh Độ dày vú ảnh hưởng đến mức độ phân tán, trong khi nén giảm khoảng cách từ các mặt phẳng bên trong đến thụ hình ảnh, do đó nâng cao hiệu suất hình ảnh Tấm nén cung cấp sự suy giảm tổng thể thấp hơn với tia X, cho phép giảm liều bức xạ Hệ thống nén cũng mang lại sự suy giảm đồng đều hơn, giảm phạm vi tiếp xúc cần ghi nhận và cho phép sử dụng phim với gradient cao hơn trong màn hình phim chụp nhũ ảnh.
Nén vú là một hành động quan trọng giúp giảm chuyển động trong quá trình chụp hình, từ đó cải thiện độ sắc nét của hình ảnh Để đạt được chất lượng hình ảnh tối ưu, vú cần được nén một cách đồng nhất, với các cạnh của tấm ép thẳng và phù hợp, nhằm tối đa hóa lượng mô vú được ghi lại Tính chất cơ học của vú là phi tuyến, do đó, việc áp dụng áp lực thêm sau khi giảm độ dày nhất định có thể cải thiện chất lượng hình ảnh, mặc dù điều này có thể gây khó chịu cho bệnh nhân Nhiều nhà sản xuất đã phát triển các cơ chế chuyên ngành để nâng cao hiệu quả nén và giảm thiểu rủi ro liên quan.
Hình 8.Ảnh hưởng của độ dày vú và đường kính của trường X quang trên SPR khi chưa có lưới điện
Trong trường hợp không có thiết bị chống tán xạ, từ 37-50% tổng số sự cố bức xạ trên các thụ hình ảnh gặp phải tương tác phân tán trong vú Tỷ lệ phân tán chính (SPR) dao động từ 0,3-1,2, tùy thuộc vào kích thước vú Việc phân tán không chỉ làm giảm độ tương phản mà còn giảm phạm vi hoạt động hữu ích của thụ hình ảnh và gia tăng tiếng ồn ngẫu nhiên trong hình ảnh Các SPR thực tế ghi nhận trong ảnh phụ thuộc một phần vào vật liệu phát hiện; năng lượng thấp hơn và tỷ lệ mắc xiên của tia X phân tán dẫn đến sự suy giảm cao hơn đối với tia X chính.
Lưới điện tuyến tính tập trung đóng vai trò quan trọng trong chụp nhũ ảnh, với tỷ lệ lưới từ 3,5:1 đến 5:1 Trong các thiết bị chụp nhũ ảnh hiện đại, lưới điện là phần thiết yếu của hệ thống, giúp làm mờ hình ảnh của vách lưới để giảm thiểu hiện tượng mất tập trung do đồ tạo tác Việc di chuyển lưới điện cần phải được thực hiện một cách đồng nhất và đủ biên độ để đảm bảo hình ảnh không bị không đồng đều, đặc biệt trong các trường hợp tiếp xúc ngắn với vú có độ trong suốt cao Một số nhà sản xuất cung cấp lưới điện vượt qua với vách chạy theo các hướng trực giao, giúp cải thiện khả năng từ chối phân tán mà không làm tăng liều lượng tia X Để tránh đồ tạo tác, việc di chuyển lưới điện vượt phải được thực hiện rất chính xác nhằm đảm bảo độ mờ đồng đều trong hình ảnh.
Khi sử dụng mạng lưới, SPR thường giảm khoảng 5, dẫn đến cải tiến đáng kể trong tương phản hình ảnh Để duy trì chất lượng hình ảnh khi sử dụng lưới điện, cần bù đắp cho thiệt hại của tia X tại thụ hình ảnh do hấp thụ bức xạ vào vách lưới và vật liệu xung quanh, cũng như loại bỏ các phân tán do lưới điện gây ra Điều này được thể hiện qua các yếu tố Bucky, có thể đạt giá trị từ 2-3 trong nhũ ảnh.
Cải thiện độ tương phản hình ảnh trong chụp nhũ ảnh kỹ thuật số và tỷ lệ tín hiệu trên tiếng ồn (SNR) thường được xem là lý do biện minh cho việc tăng liều phơi sáng vú Tuy nhiên, có sự khác biệt giữa chụp nhũ ảnh phim và kỹ thuật số Trong trường hợp ngực dày, lợi ích của việc sử dụng lưới là rõ ràng Ngược lại, đối với ngực nhỏ hoặc mỏng trong chụp nhũ ảnh kỹ thuật số, sự cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên tiếng ồn (sDnR) từ việc giảm phân tán có thể không đủ để biện minh cho việc tăng liều Hơn nữa, trong chụp nhũ ảnh kỹ thuật số, không cần thiết phải bù đắp cho việc loại bỏ các bức xạ rải rác, điều này cho phép giảm các yếu tố Bucky và giảm liều tương ứng.
Việc sử dụng một mạng lưới trong chụp nhũ ảnh phim màn hình mang lại hiệu quả rõ rệt, đặc biệt là trong việc cải thiện độ tương phản và các yếu tố Bucky.
Các đường cong được trình bày dưới dạng hàm của điện áp ống cho bộ lọc mục tiêu kết hợp Mo/Mo, với kích thước vú dày bóng ma tương đương là 4 cm và 8 cm.
Hệ thống lưới
Trong trường hợp không có thiết bị chống tán xạ, từ 37-50% sự cố bức xạ trên các hệ thống thụ hình ảnh đã gặp phải tương tác phân tán trong vú Tỷ lệ tán xạ chính (SPR) dao động từ 0,3-1,2, tùy thuộc vào kích thước của vú Việc tán xạ không chỉ làm giảm độ tương phản mà còn giảm phạm vi hoạt động hữu ích của thụ hình ảnh, đồng thời tạo thêm tiếng ồn ngẫu nhiên cho hình ảnh Các SPR thực tế ghi nhận trong ảnh bị ảnh hưởng bởi vật liệu phát hiện; năng lượng thấp hơn và tỷ lệ mắc xiên của tia X tán xạ dẫn đến sự suy giảm lớn hơn đối với các tia X chính.
Lưới điện tuyến tính tập trung là phần thiết yếu trong hệ thống chụp nhũ ảnh hiện đại, với tỷ lệ lưới từ 3,5:1 đến 5:1 Trong quá trình tiếp xúc với tia X, lưới điện được di chuyển để làm mờ hình ảnh của vách lưới, nhằm giảm thiểu sự xuất hiện của các đồ tạo tác trong tuyến vú Việc di chuyển này cần phải thống nhất và có biên độ đủ lớn để đảm bảo tính đồng đều của hình ảnh, đặc biệt khi vú có độ trong suốt cao Một số nhà sản xuất cung cấp lưới điện vượt qua với các vách chạy theo hướng trực giao, giúp cải thiện khả năng từ chối phân tán mà không làm tăng liều lượng tia X Để tránh các đồ tạo tác, lưới điện vượt phải được di chuyển một cách chính xác, đảm bảo mờ đồng đều trong hình ảnh chụp.
Việc ước lượng sự suy giảm của vú chỉ bằng kiểm tra trực quan là rất khó khăn Do đó, các đơn vị nhũ ảnh hiện đại được trang bị AEC cho màn hình chụp nhũ ảnh phim, giúp đạt được độ sáng và độ tương phản tối ưu nhằm đạt mục tiêu mật độ quang học (OD) Trong khi đó, chụp nhũ ảnh kỹ thuật số tập trung vào việc đạt được mục tiêu tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) hoặc tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu chuẩn (SDNR) Hệ thống chụp nhũ ảnh phim và kỹ thuật số sử dụng các cảm biến đo độ dòng X quang, được đặt phía sau thụ hình ảnh để tránh tạo bóng tối trên hình ảnh Các cảm biến này đo lượng bức xạ X quang truyền qua vú và cung cấp tín hiệu không tiếp xúc khi đạt một lượng bức xạ nhất định Vị trí của cảm biến có thể điều chỉnh để đảm bảo tiếp xúc phù hợp, và hiệu suất AEC cần phải độc lập với các biến thể trong suy giảm vú, điện áp ống, bộ lọc cài đặt, và kích thước trường Với trang thiết bị hiện đại, AEC thường dựa trên bộ vi xử lý, cho phép điều chỉnh phức tạp trong thời gian tiếp xúc, ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh và đảm bảo sự chính xác trong quy trình chụp.
Thâm nhập qua vú phụ thuộc vào độ dày và thành phần của vú Đối với những vú dày hoặc dày đặc, cần sử dụng điện áp ống tương đối thấp và thời gian phơi sáng dài để đạt được tín hiệu phim hoặc tín hiệu kỹ thuật số đầy đủ Điều này có thể dẫn đến liều cao cho vú và có thể gây mờ do chuyển động giải phẫu Ngược lại, một chùm tia sâu hơn cho phép sử dụng liều thấp hơn, nhưng lại làm giảm mức độ tương phản hình ảnh.
Nhiều hệ thống AEC chụp nhũ ảnh hiện đại tích hợp điều khiển tự động cho điện áp ống và các yếu tố như mục tiêu điện áp, lọc và ống Các hệ thống này có khả năng cảm nhận độ dày của vú và tỷ lệ tiếp xúc với tia X, thực hiện chụp X ray ngắn trước khi tiếp xúc Tín hiệu X quang và độ dày vú được ghi nhận từ vị trí tấm nén để suy ra các thành phần của vú và xác định điều kiện tiếp xúc tối ưu Để tăng tính linh hoạt, các thuật toán lựa chọn người dùng cho phép điều chỉnh giữa liều thấp và chất lượng hình ảnh cao hơn, tùy thuộc vào yêu cầu của kỳ thi Tất cả các hệ thống đều được thiết kế để đảm bảo tuân thủ các giới hạn liều bức xạ quy định và chức năng của ống tia X, máy phát điện và thiết bị hình ảnh, mặc dù điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh trong một số trường hợp nhất định.
Chụp nhũ ảnh kỹ thuật số sử dụng khái niệm trước khi tiếp xúc, trong đó toàn bộ hình ảnh liều thấp được tạo ra từ các máy dò kỹ thuật số thay vì chỉ một phép đo cảm biến đơn lẻ Hình ảnh này có thể được phân tích để xác định sDnR tổng thể hoặc giá trị tối thiểu trên một khu vực nhỏ (~ 1 cm2) trong các hình ảnh Dựa vào đó, các tài liệu mục tiêu, bộ lọc và hiệu điện thế ống có thể được chọn tự động nhằm đảm bảo sDnR mong muốn trong quá trình tiếp xúc.
Như dò kỹ thuật số có thể hoạt động với nhiều mức liều lượng đầu vào, nó tối ưu hóa hình ảnh dựa trên ưu tiên sDnR, liều thấp nhất hoặc kết hợp Các nhà sản xuất đã tiếp cận thách thức này theo nhiều cách khác nhau, và sự phát triển trong lĩnh vực này vẫn đang tiếp diễn Ví dụ, vị trí các cạnh của vú có thể được xác định tự động, giúp các thuật toán nhạy cảm hơn với các khu vực cụ thể trong hình ảnh vú.
Các thuật toán có khả năng tự động xác định các lĩnh vực quan trọng để lựa chọn thông số phơi sáng Chế độ hoạt động đặc biệt có thể được phát triển cho các tác vụ như chụp ảnh ngực có chứa cấy ghép Tuy nhiên, các hệ thống này cần phải tuân thủ các quy định về bức xạ.
3.5 Độ phóng đại nhũ ảnh Độ phóng đại chụp nhũ ảnh thường được sử dụng cố ý để nâng cao chất lượng chẩn đoán hình ảnh này được thực hiện bằng cách nâng vú trên các thụ thể hình ảnh, có hiệu lực làm giảm sự tập trung vào đối tượng khoảng cách và tăng khoảng cách từ đối tượng đến các thụ thể hình ảnh Độ phóng đại chụp nhũ ảnh đạt được ba lợi ích chính: (i) tăng SNR, (ii) cải thiện độ phân giải không gian và (iii) liều từ chối phân tán hiệu quả những lợi ích này được minh họa trong hình 10.
Hình 10 cho thấy một khu vực nghi ngờ ở các khía cạnh dưới của tuyến vú (trái), với hình ảnh phóng đại của khu vực này cho thấy một khối rõ ràng (bên phải) Độ phóng đại làm cho các cấu trúc xuất hiện lớn hơn trên thụ thể hình ảnh, từ đó tăng cường chức năng chuyển giao điều chế hiệu quả (MTF) của các thụ thể đối với cấu trúc bên trong vú (xem phần 6.2.3 và 6.2.4).
Trong chụp nhũ ảnh phim, độ phân giải của thụ hình ảnh đã được cải thiện đáng kể, tuy nhiên, sự gia tăng unsharpness do độ phóng đại có thể làm giảm hiệu quả của MTF Lợi ích chính của độ phóng đại là tăng kích thước cấu trúc giải phẫu, từ đó cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên tiếng ồn (SNR), đặc biệt trong việc phát hiện vôi hóa và spiculations Trong chụp nhũ ảnh kỹ thuật số, mặc dù tiếng ồn hạt phim đã được loại bỏ, độ phân giải không gian của máy phát hiện lại thấp hơn so với thụ thể hình ảnh, khiến lợi ích của độ phóng đại trở nên khác nhau Độ phân giải không gian của phóng nhũ bị giới hạn bởi kích thước điểm đầu mối, do đó việc sử dụng điểm nhỏ (khoảng 0,1 mm) là rất quan trọng Mất độ phân giải không gian có thể được kiểm soát bằng cách sử dụng độ phóng đại tối thiểu, thường từ 1.5 đến 1.8 Để giảm thiểu độ dày vú và thời gian phơi sáng, cần phải di chuyển ngực gần hơn với nguồn tia X trong quá trình chụp nhũ ảnh phóng đại.
Độ phóng đại nhũ ảnh
Độ phóng đại trong chụp nhũ ảnh được sử dụng để nâng cao chất lượng chẩn đoán hình ảnh bằng cách nâng vú trên các thụ thể hình ảnh, giúp giảm sự tập trung vào đối tượng và tăng khoảng cách từ đối tượng đến thụ thể Phương pháp này mang lại ba lợi ích chính: tăng tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR), cải thiện độ phân giải không gian và giảm liều từ phân tán hiệu quả Những lợi ích này được minh họa rõ ràng trong hình 10.
Hình 10 cho thấy một khu vực nghi ngờ có thể nhìn thấy ở các khía cạnh dưới của tuyến vú (trái) Hình ảnh phóng đại của khu vực này, được thu được từ nén đầu mối, cho thấy một khối rõ ràng (bên phải) Độ phóng đại khiến các cấu trúc xuất hiện lớn hơn trên các thụ thể hình ảnh, từ đó nâng cao chức năng chuyển giao điều chế hiệu quả (MTF) của các thụ thể đối với cấu trúc bên trong vú (xem phần 6.2.3 và 6.2.4).
Trong chụp nhũ ảnh phim, độ phân giải của thụ hình ảnh đã cải thiện nhưng vẫn có giới hạn Độ phóng đại giúp tăng kích thước cấu trúc giải phẫu, cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên tiếng ồn (SNR), đặc biệt với các chi tiết như vôi hóa và spiculations Tuy nhiên, trong chụp nhũ ảnh kỹ thuật số, lợi ích của độ phóng đại có thể thay đổi do độ phân giải không gian của máy phát hiện thấp hơn so với thụ thể hình ảnh Để tối ưu hóa độ phân giải, việc sử dụng điểm đầu mối nhỏ (0,1 mm) là rất quan trọng, và độ phóng đại thường nằm trong khoảng 1.5 đến 1.8 Việc giảm độ dày vú và tăng thời gian phơi sáng có thể làm tăng độ phân giải nhưng cũng có nguy cơ do chuyển động Khi di chuyển ngực gần nguồn tia X, liều lượng tia X giảm, và do đó không cần sử dụng lưới chống phân tán trong quá trình phóng đại.
Thu nhận hình ảnh
Màn hình phim chụp X quang nhũ ảnh
Trong chụp nhũ ảnh phim, màn hình huỳnh quang cao với độ phân giải tăng cường được sử dụng để hấp thụ tia X và chuyển đổi chúng thành hình ảnh quang học Màn hình này kết hợp với phim X quang nhũ tương, thường được bảo quản trong băng lightproof Phim chụp thường có hai kích thước: 18 cm x 24 cm và 24 cm x 30 cm, và việc sử dụng kích thước nhỏ nhất giúp đảm bảo phủ sóng hình ảnh X quang vú một cách hiệu quả Kết quả là tạo ra hình ảnh vú cao và nén, trong khi phụ nữ có bộ ngực lớn có thể cần nhiều phim để đảm bảo hình ảnh vú đầy đủ.
Màn hình và phim được sắp xếp để các tia X đi qua bìa của băng cassette và bộ phim, tiếp xúc với màn hình Quá trình hấp thụ tia X theo hàm mũ dẫn đến việc một lượng lớn tia X được hấp thụ và chuyển đổi thành ánh sáng gần mặt lối vào màn hình Sự lây lan bên của ánh sáng tăng theo khoảng cách mà ánh sáng đi qua phosphor Bằng cách giảm thiểu khoảng cách ánh sáng phải đi trước khi được thu thập, hình học này giúp giảm mờ do lây lan bên, cung cấp độ phân giải không gian tối đa Để cải thiện chất lượng hình ảnh, vật liệu phosphor có thể được điều trị bằng thuốc nhuộm, hấp thụ nhiều ánh sáng theo con đường xiên dài, tạo ra hình ảnh sắc nét hơn.
Cấu hình cho màn hình X quang vú thụ hình ảnh quay phim bao gồm một bộ phim X quang đơn nhũ tương được đặt gần một màn huỳnh quang trong một cassette chống ánh sáng.
Phosphor phổ biến được sử dụng trong chụp nhũ ảnh phim màn hình là gadolinium oxysunphua (Gd2O2S:Tb) Mặc dù gadolinium không hấp thụ năng lượng ở mức cao có ích cho chụp nhũ ảnh, nhưng vật liệu phosphor này lại có mật độ dày đặc (7.44 g/cm3), dẫn đến hiệu quả phát hiện lượng tử (QDe) thấp.
Tương tác của tia X với màn hình đạt khoảng 60% đối với độ dày màn hình điển hình, trong khi việc tránh khuynh quang là cần thiết để giảm tiếng ồn Hiệu suất chuyển đổi của màn hình, tức là tỷ lệ năng lượng tia X chuyển thành ánh sáng, có thể vượt quá 10%, cho thấy đây là một loại phosphor hiệu quả Lượng ánh sáng phát ra từ màn hình huỳnh quang tuyến tính phụ thuộc vào tổng năng lượng tia X được gửi vào màn hình.
Nhũ tương phim chụp ảnh cho chụp nhũ ảnh nhạy cảm với quang phổ ánh sáng từ màn hình phosphor đặc biệt và mức năng lượng X-ray thoát ra từ vú Do đó, việc xem xét các đặc điểm chung của sự kết hợp giữa màn hình và bộ phim là rất quan trọng, thay vì chỉ tập trung vào từng thành phần riêng lẻ.
Trong nhũ ảnh, việc nén vú giúp giảm phạm vi tổng thể của mức năng lượng X-ray thoát ra, so với vú không được nén đồng nhất Điều này cho phép sử dụng các bộ phim có độ dốc cao để tăng cường sự tương phản giữa các cấu trúc mô mềm khác nhau Ngoài ra, phim chụp nhũ ảnh có OD tối đa cao (Dmax) từ 4,0 đến 4,8 OD, nhằm tối đa hóa độ tiếp xúc qua đó gradient cao tồn tại, đặc biệt quan trọng ở vùng ngoại vi của vú, nơi độ dày giảm nhanh chóng Tuy nhiên, một số vùng của tuyến vú có thể bị thiếu sáng hoặc quá sáng, ảnh hưởng đến độ tương phản tối ưu.
Hình 12 đường cong đặc trưng của một nhũ tương phim sử dụng cho chụp nhũ ảnh
Phim chụp nhũ ảnh được xử lý trong một bộ xử lý tự động tương tự như được sử dụng cho các bộ phim
X-quang nói chung yêu cầu sự chú ý đến nhiệt độ phát triển, thời gian và tốc độ bổ sung các chất hóa học tương thích với phim nhũ tương Những yếu tố này được thiết kế để duy trì độ tương phản tốt cho phim Để đảm bảo hiệu suất tối ưu liên tục, việc kiểm soát chất lượng hàng ngày trong nhũ ảnh là rất cần thiết.
Chụp nhũ ảnh phim màn hình gặp phải một số yếu tố kỹ thuật hạn chế khả năng hiển thị các chi nhân Bộ phim không chỉ đóng vai trò là máy dò thu nhận hình ảnh mà còn là thiết bị lưu trữ và hiển thị Hình dạng xích ma của các kết quả đường cong đặc trưng ở vĩ độ hạn chế liên quan đến phạm vi tiếp xúc tia X, ảnh hưởng đến độ tương phản hiển thị cho bác sĩ X quang Nếu khối u nằm trong khu vực vú có tính trong suốt hoặc độ đục khác nhau, độ tương phản có thể không đủ rõ ràng do gradient hạn chế của bộ phim Điều này đặc biệt quan trọng đối với bệnh nhân có mô vú dày đặc, hay còn gọi là "vú dày đặc".
Một hạn chế của chụp nhũ ảnh phim màn hình là nhiễu mẫu hình cố định từ màn hình phosphor và nhũ tương phim, làm giảm khả năng phát hiện các cấu trúc tinh vi bên trong vú Điều này dẫn đến việc bộ phim màn hình chụp nhũ ảnh có độ phân giải không gian thấp hơn so với hiệu quả phát hiện lượng tử vốn có trong màn hình thụ hình ảnh quay phim.
4.2 Chụp X quang nhũ ảnh kĩ thuật số
Chụp nhũ ảnh kỹ thuật số, ra mắt vào năm 2000, đã vượt qua nhiều giới hạn của nhũ ảnh phim truyền thống Quá trình này cho phép thu nhận, xử lý, hiển thị và lưu trữ hình ảnh một cách độc lập, tối ưu hóa từng bước Việc thu nhận hình ảnh được thực hiện bằng máy dò tia X với độ ồn thấp và dải động rộng Hình ảnh kỹ thuật số có thể được hiển thị với độ tương phản tùy chỉnh, phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của nhiệm vụ hình ảnh Các kỹ thuật xử lý hình ảnh, từ tăng cường độ tương phản đến sửa đổi biểu đồ và lọc tần số không gian, có thể được áp dụng trước khi hiển thị, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả cho người sử dụng.
Những thách thức trong việc tạo ra một hệ thống chụp nhũ ảnh kỹ thuật số với hiệu năng cải thiện chủ yếu là liên quan đến tia X phát hiện và thiết bị hiển thị Để đạt được hiệu suất cao, máy dò nên có các đặc điểm như độ phân giải cao, độ nhạy tốt, tốc độ đọc nhanh và khả năng tái tạo hình ảnh chính xác.
● Hấp thụ hiệu quả của các tia bức xạ tới;
● Phản ứng AOR lliongeaarrithmic trên một phạm vi rộng của cường độ bức xạ sự cố;
● Tiếng ồn nội tại thấp và ít hoặc không có tiếng ồn mẫu hình cố định, để đảm bảo rằng hình ảnh là tia
X nhiễu lượng tử giới hạn;
● Hạn chế phân giải không gian của thứ tự của chu kỳ 5-10 / mm (50-100 mm lấy mẫu);
● Nó có thể chứa ít nhất 18 cm x 24 cm và tốt nhất là 24 cm × lĩnh vực kích cỡ 30 cm;
● Nó có thể hình ảnh ngay lập tức tiếp giáp với thành ngực;
● Một thời gian chấp nhận được hình ảnh và tải nhiệt của ống tia X (ví dụ như trong các máy dò phải quét hình ảnh toàn bộ vú).
Hai phương pháp chính trong phát triển máy dò bao gồm dò khu vực và thiết bị dò quét Dò khu vực cho phép thu thập hình ảnh nhanh chóng và có thể tích hợp với máy soi tia X thông thường, nhờ vào mạng lưới giảm phân tán Ngược lại, hệ thống quét yêu cầu thời gian thu thập lâu hơn và sử dụng thiết bị phức tạp hơn, nhưng máy dò lại đơn giản hơn và có khả năng từ chối phân tán nội tại xuất sắc.
Công nghệ dò khác nhau được áp dụng trong hệ thống chụp nhũ ảnh kỹ thuật số, cho phép chụp ảnh toàn bộ vú Một trong những phương pháp sử dụng là silicon vô định hình để cải thiện khả năng phát hiện.
Bảng điều khiển transistor màng mỏng bao gồm một ma trận hình chữ nhật với 2000-3000 cột và 3000-4000 hàng của các yếu tố phát hiện (dels) Mỗi del được kết nối với một chuyển đổi transistor màng mỏng, cho phép dòng điện chạy dọc theo mỗi hàng và cột Mảng này được phủ bởi một lớp phosphor hoặc một máy dò tia quang dẫn X.
Hiển thị ảnh X quang nhũ ảnh
Hiển thị trên phim
Để tối ưu hóa việc chụp X quang vú, các điều kiện xem cần được cải thiện nhằm cung cấp tầm nhìn tốt và sự thoải mái tối đa cho bệnh nhân Hệ thống chiếu sáng phải sản xuất độ sáng đồng đều, với mức tối thiểu là 3.000 cd/m2, để chiếu sáng khu vực quan tâm Độ nhạy tương phản của mắt cao nhất khi môi trường xung quanh có độ sáng tương tự như khu vực cần xem, vì vậy cần giảm độ chói và phản xạ bề mặt Việc định vị đèn chiếu sáng hợp lý, tắt các viewboxes không sử dụng và sử dụng mặt nạ để che khu vực không cần thiết sẽ giúp giảm chói và phản xạ Ánh sáng dịu và nguồn sáng có đầu ra cao là quan trọng để xem các vùng OD cao trên nhũ ảnh phim, đồng thời đảm bảo phim được tiếp xúc và xử lý đúng cách.
Hiển thị Kĩ thuật số
Hệ thống hiển thị đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất của các đơn vị chụp nhũ ảnh kỹ thuật số, ảnh hưởng đến việc giải thích hình ảnh và chất lượng hình ảnh cho bác sĩ X quang Mặc dù một số bác sĩ vẫn sử dụng hệ thống 'bản sao cứng' (laser in phim), nhưng việc điều chỉnh độ sáng và độ tương phản trên màn hình máy tính, thông qua ống tia âm cực hoặc màn hình phẳng, cho phép xem hình ảnh với độ linh hoạt cao hơn, được gọi là màn hình hiển thị "bản mềm".
Để tối ưu hóa việc xem các tuyến vú, màn hình cần có ít nhất hai màn hình chất lượng cao, thường là hai màn hình 5 megapixel Kỹ thuật số nhũ ảnh có nhiều pixel hơn so với khả năng hiển thị của thiết bị sao chép mềm Một màn hình 5 megapixel có thể hiển thị một bức ảnh vú đơn lẻ với độ phân giải khoảng 2000 × 2500 pixel ở kích thước 100 mm Đối với hình ảnh lớn hơn, cần phải điều chỉnh kích thước để có thể xem toàn bộ tuyến vú Các chức năng phóng to, thu nhỏ và di chuyển sẽ hỗ trợ kiểm tra các khu vực quan tâm trong hình ảnh với độ phân giải đầy đủ.
Hệ thống hiển thị bản sao in hình ảnh kỹ thuật số trên phim nhạy cảm với ánh sáng laser, với độ sáng và độ tương phản được điều chỉnh bởi các X-quang trước khi in Tuy nhiên, việc hiển thị hình ảnh bản sao có nhược điểm là không cho phép bác sĩ X-quang kiểm soát quá trình xử lý hình ảnh trong khi xem Do đó, việc sử dụng thiết bị sao chép mềm chất lượng cao để giải thích hình ảnh là được khuyến khích.
Cả máy in laser ướt và khô đều có khả năng tạo ra hình ảnh vú với chất lượng tương tự Độ phân giải của máy in laser cần phải phù hợp với kích thước del, đảm bảo rằng thiết bị in ấn không trở thành yếu tố hạn chế Sử dụng độ phân giải quá thấp có thể dẫn đến kết quả in ấn kém, với hình ảnh pixel nhìn thô hoặc quá phóng đại Hầu hết các máy in thương mại cho chụp nhũ ảnh kỹ thuật số cung cấp hai kích thước pixel là 100 mm và 50 mm hoặc nhỏ hơn (khoảng 600 dpi), với chiều sâu điểm ảnh từ 12 đến 14 bit, và khả năng in trên nhiều kích cỡ phim trong suốt, thường là 18 cm × 24 cm hoặc 24 cm x 30 cm.
Phim tia laser trong suốt thường không đạt được khả năng OD tối đa như phim chụp nhũ ảnh, với phạm vi hoạt động dao động từ khoảng 0,2 OD đến 3,2 OD tùy thuộc vào loại phim Để tối ưu hóa chất lượng hình ảnh, máy in laser đường cong đặc trưng được khuyến cáo sử dụng cho các hình ảnh kỹ thuật số và truyền thông y tế theo tiêu chuẩn GSDF (Gray Scale Display Function).
Xử lý hình ảnh kỹ thuật số của nhũ ảnh không chỉ bao gồm việc lấy mẫu lại và zoom, mà còn có nhiều phương pháp khác để cải thiện việc trình bày thông tin Các bước xử lý phổ biến bao gồm: (i) phân đoạn vú từ nền để loại bỏ không khí, (ii) tăng cường ngoại vi nhằm giảm ảnh hưởng của độ dày ở các cạnh, (iii) phục hồi và tăng cường phân giải hình ảnh để làm nổi bật các dấu hiệu lâm sàng của ung thư vú, (iv) điều chỉnh độ sáng và độ tương phản để phù hợp với khả năng nhìn của con người, và (v) đàn áp tiếng ồn nhằm tăng cường sự nổi bật của các tiền gửi vôi hóa nhỏ trong vú Các phương pháp này sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong chương 17.
Hình ảnh Mosynthesis
Chụp nhũ ảnh kỹ thuật số đã chứng minh độ chính xác tương đương hoặc cải thiện so với chụp nhũ ảnh phim, đặc biệt cho phụ nữ có bộ ngực dày đặc Tuy nhiên, độ nhạy và độ đặc hiệu của phương pháp này không đạt 100% Một trong những nguyên nhân là hiệu ứng mặt nạ do sự chồng chất mô trong chiếu chụp X quang Hiệu ứng này có thể được giảm bớt hoặc tránh bằng cách sử dụng kỹ thuật chụp X quang 3-D.
Hệ thống hình ảnh vú chuyên dụng đã được phát triển cho cả hai phương thức, cung cấp hình ảnh phẳng được tái cấu trúc của các bộ phận của vú.
Hình ảnh tomosynthesis được thu nhận từ một hệ thống chụp nhũ ảnh kỹ thuật số, trong đó cánh tay hỗ trợ các trục ống X quang đến một điểm cố định, trong khi vú vẫn được nén Máy dò có khả năng xoay, tùy thuộc vào thiết kế của hệ thống Thông thường, từ 9 đến 25 hình ảnh chiếu với liều thấp được lấy trên một góc giới hạn từ ±7° đến ±30° so với mặt phẳng hình ảnh mong muốn.
Quang phổ tia X trong tomosynthesis thường có năng lượng cao hơn so với chụp nhũ ảnh kỹ thuật số Ống X quang có thể di chuyển theo cách liên tục hoặc rời rạc, cho phép sử dụng các xung tia X ngắn với dòng ống cao Để tránh suy thoái ảnh do chuyển động của bệnh nhân, tổng thời gian mua lại cần được giảm thiểu.
Hình ảnh cắt ngang phẳng trong tomosynthesis được tái tạo từ các dữ liệu lọc chiếu hoặc thuật toán tái lặp, với độ phân giải không gian đẳng hướng Tomosynthesis cung cấp độ phân giải cao nhất trong mặt phẳng, nhưng độ phân giải giữa các máy bay lại tương đối kém Do đó, các voxel tái tạo thường không đẳng hướng, với kích thước điểm ảnh tương đương với kích thước của del và khoảng cách lát tái tạo thường là 1 mm.
Do phạm vi hạn chế của góc độ mua lại, dữ liệu từ tomosynthesis không tạo thành một bộ hoàn chỉnh, dẫn đến việc hình ảnh tái tạo không phản ánh chính xác cấu trúc 3-D của giải phẫu vú Kết quả là xuất hiện các đồ tạo tác trong hình ảnh.
CT cung cấp hình ảnh cắt lớp chính xác, với voxels phản ánh đúng hệ số X quang của sự suy giảm mô vú Các hệ thống CT vú hiện đại sử dụng hình học tia hình nón và bảng điều khiển máy dò X phẳng, cho phép thu thập dữ liệu cho tất cả các lát cắt cùng một lúc Điều này không chỉ giúp thu nhận hình ảnh nhanh chóng mà còn nâng cao độ phân giải SPR so với CT lát đơn, đặc biệt khi không sử dụng lưới điện Mặc dù voxels thường có tính đẳng hướng, kích thước điểm ảnh trong mặt phẳng chụp cắt lớp lại lớn hơn nhiều so với chụp nhũ ảnh kỹ thuật số hoặc tomosynthesis.
Hệ thống thiết kế hiện tại cung cấp một bảng hình ảnh chuyên dụng, phản ánh những thách thức trong mô hình tiếp giáp với thành ngực Do số lượng lớn các dự báo, hình ảnh thường được thu nhận ở điện áp cao hơn nhiều (50-80 kV) so với chụp nhũ ảnh (~ 30 kV) để duy trì liều lượng ở mức chấp nhận được Tuy nhiên, liều lượng rất thấp cho mỗi chiếu có thể dẫn đến hình ảnh bị ồn Một tính năng mong muốn của chụp cắt lớp vú là có thể thực hiện mà không cần nén vú.
8 Máy hỗ trợ chẩn đoán
Máy tính hỗ trợ chẩn đoán (CAD) nhằm hỗ trợ bác sĩ X quang trong việc phát hiện ung thư vú, đặc biệt là trong nhũ ảnh tầm soát CAD có tiềm năng trở thành một giải pháp chi phí hiệu quả thay thế cho việc đọc đôi độc lập bởi hai bác sĩ X quang, với các thuật toán CAD mô phỏng khả năng của bác sĩ X quang thứ hai Mặc dù việc đọc đôi đã được chứng minh là tăng tỷ lệ phát hiện ung thư, nhưng vẫn chưa được áp dụng rộng rãi do chi phí và vấn đề hậu cần.
CAD có khả năng giảm tỷ lệ bỏ lỡ ung thư, tăng cường tính nhất quán trong chẩn đoán của bác sĩ X quang, đồng thời nâng cao năng suất làm việc của các bác sĩ này.
Hầu hết các chương trình CAD sử dụng mô hình từ hình ảnh chụp nhũ ảnh kỹ thuật số, có thể từ hệ thống chụp nhũ ảnh kỹ thuật số đầy đủ hoặc dữ liệu số hóa từ phim chụp vú Bước đầu tiên là xử lý hình ảnh để phân vùng vú và khu phi vú, đồng thời sử dụng kỹ thuật xử lý ảnh để làm nổi bật các tổn thương hoặc đặc điểm cụ thể Ví dụ, bộ lọc không gian có thể làm nổi bật các vôi rất nhỏ, trong khi bộ lọc phi tuyến tính có thể được áp dụng để làm nổi bật các spiculation liên quan đến khối u ác tính.
Hình 13 phác thảo khái niệm của một hệ thống CAD.
Sau khi xử lý hình ảnh, tổn thương tiềm năng được xác định thông qua "ngưỡng cửa" các khu vực chứa tổn thương, vì chúng thường nhỏ và nổi bật hơn so với nền xung quanh Khi tổn thương đã được xác định, chúng được phân đoạn bằng các kỹ thuật khác nhau, với phương pháp dựa trên Gradient thường hiệu quả hơn so với phương pháp dựa trên mức xám do biên giới của chúng thường bị che khuất bởi mô bình thường Để giảm thiểu số lượng điểm nhận diện sai, nhiều tính năng phát hiện phân đoạn được chiết xuất từ hình ảnh, chủ yếu rơi vào ba loại: cường độ, hình thái và kết cấu Các tính năng này có thể được trích xuất từ hình ảnh thang độ xám hoặc từ hình ảnh đã trải qua biến đổi toán học, và một tập hợp con của chúng được chọn để phân tích thêm.
Khi các thiết lập tính năng cuối cùng được xác định, các tính năng sẽ được kết hợp bởi một bộ phân loại thống kê nhằm phân biệt tổn thương thực tế với các phát hiện sai Có nhiều loại phân loại khác nhau có thể được áp dụng, chẳng hạn như máy hỗ trợ vector.
Mạng lưới thần kinh nhân tạo, cây hàng xóm k gần nhất, đang được nghiên cứu tích cực trong lĩnh vực phân loại Các phương pháp phân loại hiện tại cho thấy hiệu suất tương đương, và các thuật toán CAD cần được cải tiến để nâng cao hiệu quả trong việc phân loại mới.
Đào tạo sử dụng một bộ nhũ ảnh để xác định "sự thật" về sự hiện diện hoặc vắng mặt của ung thư, thông qua kết quả sinh thiết hoặc việc theo dõi bệnh nhân.
