mamografia, aspectos operativos, garantia y control...
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En colaboración con Instituto Nacional de Cáncer
Curso de Actualizacion
Mamografia, Aspectos Operativos, Garantia y
Control de Calidad - Radioproteccion
X Congreso Regional Latinoamericano IRPA
Protección y Seguridad Radiológica
Ciudad de Buenos Aires
12 al 17 de abril de 2015
Ing. Jorge Skvarca
Panel de Expertos
OPS/OMS
Dr. Gustavo Mysler
Ex Director Centro
Colaborador OPS/OMS
Mamografia Aspectos Operativos
X Congreso Regional Latinoamericano IRPA
Protección y Seguridad Radiológica
Ciudad de Buenos Aires
12 al 17 de abril de 2015
Ing. Jorge Skvarca
Panel de Expertos
OPS/OMS
Dr. Gustavo Mysler
Ex Director Centro
Colaborador OPS/OMS
Aspectos Generales
Necesidad de Diagnostico Mamario
El cáncer de mama, el más común entre las mujeres en todo el
mundo, representa 16% de todos los cánceres femeninos. Se estima
que en 2004 murieron 519 000 mujeres por cáncer de mama y, aunque
este cáncer está considerado como una enfermedad del mundo
desarrollado, la mayoría (69%) de las defunciones por esa causa se
registran en los países en desarrollo
(OMS, Carga Mundial de Morbilidad, 2004).
La incidencia del cáncer de mama aumentó un 20% entre 2008 y
2012, con 1,67 millones de nuevos casos diagnosticados el año
pasado, lo que lo convierte en el segundo tipo de cáncer más
común en el mundo y, con diferencia, el más frecuente entre
mujeres, tanto en el mundo desarrollado como en desarrollo
Aspectos Generales
Necesidad de Diagnostico Mamario
El cáncer de mama es el más común entre las mujeres
en todo el mundo, y está aumentando especialmente en
los países en desarrollo, donde la mayoría de los casos
se diagnostican en fases avanzadas.
Argentina se encuentra dentro del rango de países con incidencia
de cáncer media-alta (172.3-242.9 x 100000 habitantes);
(Estimaciones IARC año 2012).
Esta estimación corresponde a más de 100.000 casos nuevos de
cáncer en ambos sexos por año, con porcentajes similares tanto en
hombres como en mujeres.
Con estos números, IARC estima para Argentina una incidencia en
ambos sexos de 217 casos nuevos por año cada 100.000 habitantes,
basándose en datos del país y otros de países de la región.
Datos Estadisticos (IARC 2012)
La Importancia de la Mamografía
El cáncer de mama se encuentre entre las primeras causas de muerte en mujeres entre 35 y 50 años.
Aún no se conoce una forma concreta de prevención.
Porcentaje de supervivencia a 5 años cuando se logra
la detección temprana de una lesión localizada:
1940 HOY
78% Mas de 91%
Cuando la lesión se ha expandido
a los ganglios linfáticos: 69%
Programa de Evaluación de Servicios de Mamografía del
Colegio Interamericano de Radiología (CIR) y de la
Organización Panamericana de la Salud / Organización
Mundial de la Salud (OPS/OMS) Estudio Piloto en América Latina y el Caribe año 2002 -2003
Participaron unos 15 países de América Latina y Caribe ingles
con sus Centros Mamograficos, algunos con 10 Centros y otros menos.
A los Coordinadores del País se les envió una completa descripción del Proyecto
con su flujograma con un Cuestionario completo para indicar los datos técnicos
de equipamiento que participara en el Proyecto y la nomina de los Recursos
Humanos con los que cuentan en ese centro y de la existencia o no de los
programas de Garantía y Control de Calidad.
Los maniquíes (fantomas) ya han sido preparados y controlados por el laboratorio
de CDRH-FDA para asegurar su uniformidad y el laboratorio IRD de Brasil aporto
los dosímetros TLD para ser colocados sobre los maniquíes
Desafio Tecnologico
Ninguna región anatómica requiere una técnica radiográfica tan
altamente especializada como la mama. Sus tejidos (glandular,
conjuntivo, epitelial, graso...) presentan muy pocas diferencias de
absorción fotoeléctrica al haz de radiación; y el resto de las
estructuras mamarias, como vasos sanguíneos o conductos
galactóforos, son de muy pequeño tamaño. Ambas circunstancias
obligan a extremar el control de calidad de todos los
componentes del equipo para mamografía, especialmente del
tubo de rayos X.
Esquena Basico de Emision de RX
con Espectros Tipicos
El Compromiso en la Mamografía
www.ama.assn.org
• Distinguir tejidos de muy bajo
contraste: tejido graso, músculo,
glándula mamaria.
• Registrar bordes bien definidos.
• Identificar micro calcificaciones,
objetos pequeños de alto
contraste.
• Mantener dosis tan baja como sea posible-ALARA
lóbulo lóbulo
dúcto
grasa
lóbulo
El compromiso en la mamografía
BENEFICIOS
RIESGOS
• Objetivo: detección temprana de cáncer.
• El tejido mamario es muy radio sensible.
• Cada elemento de la cadena
de formación de la imagen
debe optimizarse para
minimizar los riesgos y
maximizar los beneficios.
Parámetros Críticos
Componentes tecnológicos
Diseño del sistema de imagen para la optimización del riesgo-beneficio
– contraste
– detalle: resolución y definición
– ruido radiográfico
– minimización de la dosis
El Compromiso de la Mamografía
Contraste
Definición
Resolución
Ruido (moteado)
Dosis
MAXIMIZAR
MINIMIZAR
Bushberg. The Essential Physics of Medical
Imaging. Williams & Wilkins. 1994
Principios de los 80 Finales de los 80
22/04/2015
14
LABORATORIO DE RX
Un poco de historia
22/04/2015
15
Un poco mas de historia
22/04/2015
16
Diagnostico y Tratamiento en los 1910
Evolución de Equipos de Mamografía
60’s 80’s 90’s
Tecnología actual: Mamografía
Digital
El Equipo de Mamografía Actual
Proceso de una Mamografía
El Equipo de Mamografía Típico
Tubo de rayos-x angulado
Focos de 0.3 y 1.0 mm
Un solo cátodo
Ventana de Berilio (z = 4)
Colimación
Filtro de Molibdeno (0.03 mm)
Compresor
Rejilla
chasís
Sensor del control
automático de exposición
Optimizar el Contraste
Para mejorar el contraste de tejidos muy
similares se requiere utilizar energías
muy bajas de rayos-X.
A menor energía, mayor dosis absorbida.
kV DOSIS
Optimizar el Contraste
Selección apropiada de la energía de los rayos-X.
Reducir la detección de radiación dispersa.
Utilizar apropiadamente un receptor de imagen de alto contraste.
Selección de la Energía de Rayos-x
La energía más apropiada para radiografiar el tejido mamario es 17 keV a 25 keV.
La fuente de rayos-x ideal para mamografía es monoenergética.
La mejor aproximación a una fuente monoenergética de energía apropiada se logra con blancos (ánodos) de Molibdeno, Rutenio, Paladio, Rhodio, Plata, Cadmio.
Optimizar el Contraste
Energías de Unión
L K 59 keV 17 keV 20 keV
W Mo Rh
K
L
M
69.5
12.1, 11.5, 10.2
2.8 - 1.9
20
2.8, 2.6, 2.5
0.5 - 0.4
23.2
3.4,3.1,3.0
0.6-0.2
keV
M K 67 keV 19.5 keV 22.5 keV
Selección de la energía Optimizar el Contraste
de los rayos-X
Espectro de Rayos-X para el Anodo de
Molibdeno N
o. re
lati
vo
d
e fo
ton
es 30 kVp
10 20 30
keV
10 20 30
keV
6
4
2
8
10
¿Cómo aproximar la salida de rayos-x a la de una fuente
monoenergética?
Selección de la energía Optimizar el Contraste
de los rayos-x
Filtración
Combinación Mo-Al
10 20 30 keV
No
. re
lati
vo
de
foto
nes
2.0
1.5
1.0
0.5
2.5
10 20 30 keV
Cm
2/g
m
20
40
60
80
100
Coeficiente másico de
atenuación -- Aluminio
Espectro de rayos-x para
ánodo de Mo y filtro de Al
de 0.5mm
Selección de la energía Optimizar el Contraste
de los rayos-x
Filtración
Combinación Mo-Mo
Coeficiente másico de
atenuación -- Molibdeno
10 20 30 keV
Cm
2/g
m
20
40
60
80
100
10 20 30 keV
No
. re
lati
vo
de
foto
nes
4
3
2
1
5
Espectro de rayos-x para
ánodo de Mo y filtro de
Mo de 0.03 mm
Selección de la energía Optimizar el Contraste
de los rayos-x
Anodo de Rhodio
Por su energía de rayos-X característicos ligeramente mayor que la del Molibdeno,
el Rhodio (Rh) es preferible en el caso de tejido mamario de mayor densidad.
Selección de la energía Optimizar el Contraste
de los rayos-x
Espectro para 30 kVp, sin filtrar
Energía de rayos-x (keV)
Inte
nsid
ad r
ela
tiva
de
fo
ton
es
de
ra
yo
s-x
Molibdeno Rhodio
Anodo / Filtro dual: Mo-Rh
Bushberg et al. The Essential Physics of Diagnostic Imaging. Williams&Wilkins, 1994.
Espectro para 30 kVp, sin filtrar
Energía de rayos-X keV
Inte
nsid
ad r
ela
tiva d
e
foto
nes d
e r
ayo
s-x
Molibdeno Rodio
Blanco de Mo y filtro de Mo de 0.03 mm
Inte
nsid
ad r
ela
tiva d
e
foto
nes d
e r
ayo
s-x
Energía de rayos-X keV
Inte
nsid
ad r
ela
tiva d
e
foto
nes d
e r
ayo
s-x
Energía de rayos-xkeV
Blanco de Rh y filtro de Rh de 0.0025 mm Blanco de Mo, y filtro de Rh de 0.025 mm
Energía de rayos-xkeV
Inte
nsid
ad r
ela
tiva d
e
foto
nes d
e r
ayo
s-x
Limitar la Detección de Radiación Dispersa
• En mamografía, la proporción radiación dispersa/primaria va
de 0.3 a1.5
• La dispersión aumenta con el espesor de la mama y con el
tamaño del campo:
Optimizar el Contraste
Espesor (cm) Diámetro del campo (cm)
dis
pe
rsa
/prim
aria
dis
pe
rsa
/prim
aria
Barnes G. Mammography Equipment: Compression, Scatter Control and Automatic Exposure Control. RSNA 1992
Compresión
Desde el punto de vista radiológico, las ventajas de la compresión son:
a) reducción de la radiación dispersa (mejora el contraste)
b) reducción de la superposición de imágenes
c) reducción de la borrosidad geométrica
d) reducción de la borrosidad cinética
e) reducción de la dosis de radiación
f) homogeneíza la densidad radiológica de la imagen
El compresor debe comprimir toda la mama por igual. El resultado de una mala compresión es radiográficamente evidente en la imagen obtenida.
Limitar la detección Optimizar el Contraste
de radiación dispersa
Compresión
La compresión reduce la fracción de radiación dispersa detectada porque disminuye el espesor.
Por ejemplo, reducir el espesor de 6 cm a 3 cm:
Limitar la detección Optimizar el Contraste
de radiación dispersa
Sin Compresión
6 cm, 75 cm2
Con Compresión
3 cm, 150 cm2
Dispersa / primaria = 1.0 Dispersa / primaria = 0.4
Used de Rejilla
Las rejillas pueden ser rectas o enfocadas.
Número de rejilla típico: 4:1, 5:1.
30 a 50 líneas / cm.
El factor de mejoramiento del contraste puede llegar a 1.5 para un espesor de 8 cm.
Limitar la detección Optimizar el Contraste
de radiación dispersa
Plomo
Material
radiolúcido
H
d D
Uso del Espaciador en Proyecciones con
Ampliación
El espacio entre la mama y el
receptor de imagen permite que una
fracción considerable de radiación
dispersa no alcance la película.
Nunca se utiliza la rejilla junto con
el espaciador.
Limitar la detección Optimizar el Contraste
de radiación dispersa
Utilizar Receptores de Imagen de Alto
Contraste
Los sistemas pantalla - película de mamografía tienen mayor contraste.
Su aprovechamiento depende de:
– proceso de revelado
– velo producido por las condiciones de manejo y
almacenamiento
– la exposición que recibe la película
Optimizar el Contraste
Sistemas Pantalla-Película de Mamografía
Receptores de Imagen Optimizar el Contraste
• Sistemas actuales más
comúnes: 1 emulsión y 1
pantalla.
• Curva característica con
contraste alto.
• Controlar el proceso de
revelado es esencial para
obtener los beneficios del
receptor de imagen. Haus A. Screen-Film Imagen Receptors and film
Processing. RSNA, 1992
Densid
ad O
ptica
Optimizar el Detalle
• Factores Geometrics
• Factores del Receptor de Imagen
• Borrosidad por Movimiento
• Resolución: registrar objetos muy pequeños y
diferenciarlos entre sí aunque estén muy juntos.
• Definición: registrar claramente el borde de los
objetos en la imagen.
Punto Focal o Foco
• Foco grueso no mayor de 0.4 mm
• Foco fino típico de 0.1 mm a 0.15 mm
• El ángulo del ánodo es pequeño y el
tubo puede estar angulado para tener un
foco efectivo menor.
Optimizar el Detalle Factores Geométricos
Compresión y Resolución
Optimizar el Detalle Factores Geométricos
• Al comprimir se acercan las estructuras al
plano de la imagen, reduciendo así la
penumbra.
• Las estructuras se extienden sobre el área
del receptor, evitando que se superpongan.
Factores del Receptor de
Imagen
Optimizar el Detalle
• El uso de pantallas intensificadoras limita la definición de la imagen.
• Se establece un compromiso entre la definición y la dosis.
emulsión
base
Pantalla posterior
Base con tinte emulsión delgada
pantalla anterior
delgada
emulsión delgada
Sistema pantalla-
película simple
Sistema pantalla-
película asimétrico
Tamaño Efectivo del Foco
q Ángulo del tubo
f
q
Optimizar el Detalle Factores Geométricos
• El tamaño efectivo del foco es menor hacia el lado
del ánodo que del cátodo.
Foco efectivo = foco real x sen (q - f)
Borrosidad por Movimiento
Optimizar el Detalle
Más probable cuando:
• La compresión es
insuficiente
• El tiempo de
exposición es largo.
POSICIONAMIENTO
Posicionamiento
Función de Transferencia Modular (MTF)
Película directa
Pantalla-película
mamografía
Pantalla -película
radiografía 0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.0
Frecuencia Espacial (ciclos /mm)
Haus A. Screen-Film Imagen Receptors and film Processing. RSNA, 1992
5 10 15 20
Ruido
Es la variación aleatoria de la densidad óptica cuando la película
fue expuesta uniformemente.
Fuentes de ruido:
– Ruido cuántico (sólo disminuye incrementando el número de
fotones con que se forma la imagen).
– Ruido estructurado de la pantalla intensificadora.
– Grano de la emulsión.
– Revelado / Procesado.
Características Típicas de Combinaciones
Pantalla-Película en Mamografía
1
2
3
2
2
1
2
2
3
4
estándar
estándar
estándar
extendido
estándar
150
100
170
140
180
0.07
0.10
0.06
0.07
0.06
3.4
2.95
2.95
3.25
3.20
pantalla pel.
tipo de
revelado velocidad
relativa
Dosis *
(R o cGy)
Contraste
*Dosis glandular promedio
Mammografias
Molibdeno - Molibdeno
Molibdeno - Rhodio
Wolframio (Tungsteno) - Molibdeno
Wolframio (Tungsteno) - Rhodio
Rhodio - Rhodio
Combinaciones mas frecuentes Blanco/ Filtro
Capa Hemireductora (HVL) (mm Al)
Mo/Mo
W/Mo
Mo/Rh
Rh/Rh
W/Rh
LOW
HIGH
ACR
25kVp 26kVp 28kVp 30kVp 32kVp 35kVp
0.32
0.37
-
-
-
0.28
0.37
0.34
0.38
0.39
0.39
-
0.29
0.38
0.48
0.36
0.39
0.42
0.42
-
0.31
0.40
0.50
0.39
0.41
-
-
-
0.33
0.42
0.52
-
-
-
-
0.49
0.35
0.44
-
-
-
-
0.53
0.38
0.47
Otras características del sistema de
imagen
Generadores: los de alta frecuencia son preferibles.
Control automático de exposición: muy valioso para
estandarizar y evitar repeticiones.
Requerimientos especiales para la observación de las
imágenes.
Dosis en Mamografía
El índice de dosis más común es la Dosis Glandular Promedio.
Dg = DgN X Exposición de
entrada en piel
DgN es el factor de
conversion de R a Rads
• Calidad del haz (capa
hemirreductora)
• material del ánodo
• razón tejido glandular/ graso
Valor Recomendado de Dosis Glandular Promedio en Argentina es 1 mGy
s/ parrilla y de 4 mGy c/ parrilla p/ proyeccion. (Disp. 560/1991)
Dosis Glandular Promedio
3 4 5 6 7 8 2
Espesor de mama (cm)
0
100
200
300
400
500
600
Composición del tejido: 50% glandular, 50% adiposo
Dosis
Gla
ndula
r P
rom
edio
(m
rad)
Bushberg et al. The Essential Physics of Diagnostic Imaging. Williams & Wilkins. 1994.
MAMOGRAFIA DIGITAL (FFDM)
Mamografia Digital
Detectores – consideraciones espaciales
Sistemas de Diseños Digitales.
– Detectores de Area – campo completo
– Detectores de scaneo (haz)
Monitores de Observacion
Tecnicas de Exposicion
Detectores Digitales en Mamografia
Test de Resolucion
Independent (“Indirect”) Conversion: CsI Converter + aSi Substrate Sensor Matrix
Blocking Layer
CsI
X-Ray Photons
Light
Photodiode Photodiode
Electrons
Read Out Electronics
X-ray
Digital Data
2,6
00
+ V
olt
s
Electrode
Dielectric
Digital Data
Electrons
X-Ray Photons
Selenium
K-edge Fluoresence
Electrons
Read Out Electronics
X-ray
Electrode
Capacitor
Dependent (“Direct”) Conversion: aSe Converter + aSi Substrate Sensor
Matrix
Distintos tipos de Tecnologias
Courtesy: Jill Spear, GE Women’s Healthcare
Aplicaciones Mamografia Digital
Imagen en tiempo real
Adecuación de la Imagen Post Adquisición
Manejo digital de la imagen
Telerradiografía
Sustracción de imagen (energía dual)
Análisis de la Imagen computarizada
Indicaciones (Instrucciones) por PC
Futuros desarrollos
TOMOSINTESIS
TOMOSINTESIS, QUE ES
Mamografía con RX en 3D
Alta resolución mamografica (en 2D)
Cortes típicos de 1 mm
Dosis similar que en Mamo 2D
– Provee Localización precisa en 3D
– Resuelve problemas de superposición
Prototipo de un equipo de Tomosintesis
REFERENCIAS NORMATIVAS - LEGALES
Ley 17557 - Decreto 6320/68
Disposición (SASPS) 560/1991
MSQA (Estados Unidos) – Octubre 1994
Antecedentes ACR (Colegio Americano de Radiología) – Año 1999