Mammografie – "Warum treten mit der Zeit Dichteänderungen bei den Phantombildern auf, die ich jede Woche mit derselben Art von Film aufnehme?"
Es ist nicht nur möglich, dass die Dichten variieren, die bei verschiedenen Emulsionen eines Filmtyps eines Herstellers gemessen werden, sondern aus verschiedenen Gründen sehr wahrscheinlich. Die eigentliche Frage ist: WIE STARK kann z. B. ein mittlerer Dichtestufe (bzw. "Empfindlichkeitsstufe") oder die ACR-Phantomdichte von einem Wert auf derselben Stufe abweichen und trotzdem angemessen sein oder sich "innerhalb akzeptabler Grenzen" befinden?
In diesem Dokument werden einige mögliche Ursachen einer gemessenen Dichteänderung beschrieben. Diese Informationen sollen Ihnen unnötige oder falsche Reaktionen auf Dichteschwankungen in ACR-Phantombildern ersparen.
Es kann zwar auch nur eine einzige Ursache für diese Abweichungen geben, es sind jedoch häufig mehrere Faktoren beteiligt, die alle zur gemessenen Dichteabweichung beitragen. Im Folgenden werden die häufigsten Ursachen für Dichteschwankungen genannt.
Einige mögliche Ursachen für Dichteabweichungen zwischen entwickelten Filmen
Teil einer Checkliste für Röntgenbelichtungen Andere Emulsionsnummer oder Filmtyp verwendet/AlterHersteller, Typ(en), Mischungsqualität und Alter der Chemikalien Die "Reifung" der Chemikalien durch Filmentwicklung
Nachfüllrate der Chemikalien Unterschiedliche Röntgengeräte
Kalibrierungsgenauigkeit der Belichtungsgeräte/Wiederholbarkeit der Belichtung Ausgewählte Einstellungen für die Röntgenbelichtung
Auswahl/Platzierung der AEC-Zelle(n) Platzierung des Phantoms/Körperteils über der AEC-Zelle
Verwendung unterschiedlicher Kollimationen Intaktheit/Zustand der Dunkelkammerbeleuchtung
Uneinheitliches Einführen von Mammografiefilmen in die Entwicklungsmaschine: mal oben, mal unten Uneinheitliches Einführen von Film in die Entwicklungsmaschine: mal rechts, mal links und mal in der Mitte
Verwendung unterschiedlicher Kassetten (Bedingt durch Punkt 14): Verwendung einer anderen Verstärkerfolie
Film nicht ordnungsgemäß in die Kassette eingelegt/ausgerichtet Verwendung eines anderen Phantoms
Verwendung unterschiedlicher Filmtypen in einer nicht dedizierten Entwicklungsmaschine Unterschiedliches Zeitintervall zwischen Belichtung und Entwicklung
Reziprozitätseigenschaften von Film
ANDERE EMULSIONSNUMMER ODER FILMTYP VERWENDET/ALTER
Es ist NICHT untypisch, wenn ein Filmtyp eines Herstellers mit unterschiedlichen Emulsionen unterschiedliche sensitometrische Eigenschaften aufweist, z. B. durchschnittlicher Gradient (Kontrast), Empfindlichkeit, Grundschleier, maximale Dichte usw. Für diese Leistungsparameter besteht durch Vorgaben des Marktes (oder des Gesetzgebers) und der Herstellungsmethode eine Fertigungstoleranz. Im Allgemeinen kann man sagen: Je höher der Kontrast des Films ist (alle Mammografiefilme sind Filme mit hohem Kontrast), desto ausgeprägter sind die möglichen Dichteänderungen durch geringe Schwankungen bei der Belichtung mit einem Sensitometer oder bei der eigentlichen Röntgenbelichtung. Dies ist bei Filmen mit hohem Kontrast nichts Neues. Geringe Schwankungen bei der Belichtung führen zu einer stärkeren Dichteabweichung, bedingt durch die steilere Kennlinie eines Films mit hohem Kontrast. Der aktuelle Trend zu Mammografiebildern mit noch höherem Kontrast, ob durch Filmdesign, erhöhte Entwicklereintauchzeiten oder spezielle Entwicklungschemikalien führt zu einem häufigeren Auftreten dieses Dichteproblems.
In der ACR-Publikation Recommended Specifications for New Mammography Equipment – Screen-Film Systems, Image Receptors, and Film Processors von 1995 (kann in den USA unter der Telefonnummer 1-800-227-7762 beim ACR bestellt werden) geben die Autoren an, dass eine Abweichung der optischen Dichte um 0,30 (bei einer Dichte von ca. 1,25) bei ähnlich alten Filmen vom gleichen Typ und Hersteller, die gleichzeitig belichtet und entwickelt werden, akzeptabel ist. Es wird in diesem Artikel empfohlen, die vorhersehbare Schwankung bei Bedarf durch die Anpassung der Dichte über die AEC-Steuerung zu beeinflussen. Ein Test mit "geteiltem Film" zum Dichtevergleich wird von den Autoren dieser ACR-Publikation ebenfalls empfohlen. Da es verschiedene Unstimmigkeiten zwischen der Verwendung von simuliertem Folienlicht für die Vorhersage der Reaktion eines Films und dem Betrachten einer Film-Folien-Röntgenbelichtung unter echten Belichtungsbedingungen gibt, wird von der Verwendung von handelsüblichen Sensitometern für die Vorhersage der Empfindlichkeit des Films abgeraten.
Wenn Sie Film-Folien-Mammografie anwenden, sollten Sie dies wissen und darauf vorbereitet sein, Einstellungen an der automatischen Bestrahlungskontrolle (AEC, Automatic Exposure Control) Ihrer dedizierten Mammografie-Röntgengeräte vorzunehmen. Die potenziellen Schwankungen bei der Filmemulsion zeigen auch die Bedeutung einer gründlichen Crossover-Berechnung, sobald Filme mit einer anderen Emulsion für die Qualitätssicherung eingeführt wird. Wenn die Crossover-Prozedur nicht oder nicht ordnungsgemäß durchgeführt wurde, ist es nicht mehr möglich, die Entwicklungsbedingungen zu überwachen (d. h. den Qualitätssicherungsdiagrammen zu vertrauen).
Es ist außerdem eine Tatsache, dass die sensitometrische Reaktion sich in der Regel mit zunehmendem Alter des Films ändert. Üblicherweise nehmen die Empfindlichkeit und der Kontrast ab. Wenn die empfohlenen Werte für die Lagerungstemperatur und die Luftfeuchtigkeit nicht eingehalten werden, kann sich diese Entwicklung noch beschleunigen. Solche Änderungen der Empfindlichkeit und des Kontrasts können messbare Dichteänderungen bei Sensitometerbelichtungen hervorrufen, jedoch sind diese Änderungen in der Regel gering, geschehen allmählich und können sogar beim Betrachten klinischer Bilder übersehen werden.
In der Regel wird ein Film, der für das klinische Imaging verwendet wird, schneller verbraucht als die Filmpackungen, die für die Qualitätssicherung bestimmt sind, besonders dann, wenn nur eine einzige Entwicklungsmaschine überwacht wird. In solchen Fällen muss die Filmalterung möglicherweise in eine Analyse der unterschiedlichen Dichten von verarbeiteten Filmen mit einbezogen werden und der Hersteller muss in der Lage sein, auf Anfrage Angaben zum Alter der Emulsion zu machen. Wenn die empfohlenen Grenzwerte für die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit nicht eingehalten werden können, kann es in manchen Fällen sinnvoll sein, wenn der Film für die Qualitätssicherung etwas häufiger ausgewechselt wird.
HERSTELLER, TYP(EN), MISCHUNGSQUALITÄT UND ALTER DER ENTWICKLUNGSCHEMIKALIEN
Der Zustand der Entwicklungschemikalien ist für das Einhalten der Grenzwerte für die Filmdichte von entscheidender Bedeutung. Chemikalien von unterschiedlichen Herstellern erzielen bei gleichem Film eine höhere oder niedrigere Empfindlichkeit und einen höheren oder niedrigeren Kontrast. Die Verwendung von unterschiedlichen Chemikalientypen von einem Hersteller (z. B. spezieller "Mammografie-Entwicklerlösungen") können eine ähnliche, noch stärkere ausgeprägte Wirkung haben. Spezifische Temperaturempfehlungen für bestimmte Entwicklungslösungen und Filmentwickler erhalten Sie in der Regel von den Film- und/oder Entwicklerherstellern oder ihren autorisierten Händlern.
Die Mischmethoden für Chemikalien können bei manueller und auch bei automatischer Mischung variieren. Es liegt in der Verantwortung derjenigen, die die Chemikalien mischen, dass die gemischten Lösungen den Spezifikationen des Herstellers entsprechen. Üblicherweise durchgeführte Tests zur Prüfung der chemischen Integrität, z. B. des pH-Werts und des spezifischen Gewichts, ergeben KEIN vollständiges Bild. Eine richtige pH-Messung ist keine Garantie dafür, dass die Lösung ordnungsgemäß gemischt wurde. Die Messung des spezifischen Gewichts allein genügt nicht zum Feststellen, ob kritische Komponenten, z. B. Antischleierkomponenten, in der Lösung fehlen oder entfernt wurden. Überprüfen Sie zusätzlich die Kalibrierung der Geräte. Die Temperaturen, bei denen Messungen durchgeführt werden, sind sehr wichtig für die Erzielung genauer Messergebnisse.
Die Oxidation von Chemikalien und/oder ihr Alter sind weitere Faktoren, die sich auf die Dichte entwickelter Filme auswirken können. Sie können altersbedingte Qualitätsschwankungen und die Oxidation der Chemikalien auf ein Minimum reduzieren, indem Sie sich an die Empfehlungen des Herstellers für den Chemikalien-Tankwechsel halten, Schwimmdeckel bei Nachfüllbehältern einsetzen, für eine gute Entlüftung der Entwicklungsmaschinen sorgen usw.
DIE "REIFUNG" DER CHEMIKALIEN DURCH FILMENTWICKLUNG
Durch die Filmentwicklung verändern sich frische Entwicklungslösungen. Diese Veränderungen werden unter dem Begriff "Reifung" zusammengefasst und haben eindeutige Auswirkungen auf die Dichte entwickelter Filme. Dies ist eine komplexes Thema, da die Alterung von der Anzahl der Filme und den Filmtypen abhängt, die in der Entwicklungsmaschine verarbeitet werden, wodurch sich die Dichte entwickelter Filme mit der Zeit ändern kann.
Das Hinzufügen von Entwickler-Starter-Lösung bringt Entwickler schnell in einen gereiften Zustand und sorgt dafür, dass die Dichte entwickelter Filme weniger schwankt. Die Nebenprodukte der Filmentwicklung lassen die Lösung jedoch trotz Zugabe von Entwickler-Starter-Lösung zusätzlich altern, wodurch Dichteänderungen im Laufe der Zeit in der Regel nicht vollständig vermieden werden können.
Entwickler-Starter-Lösungen können unterschiedlich zusammengesetzt sein und sind daher auch eine mögliche Quelle für Dichteänderungen. Die Entwickler-Starter-Lösungen mancher Hersteller erzielen möglicherweise nicht die vom Filmhersteller angegebene sensitometrische Leistung. Deshalb ist es oft sinnvoll, eine Entwickler-Starter-Lösung vom Hersteller des Entwicklers zu verwenden, da diese Lösungen aufeinander abgestimmt sind.
NACHFÜLLRATEN DER CHEMIKALIEN FÜR DIE FILMENTWICKLUNG
Die Festlegung von angemessenen Chemikalien-Nachfüllraten ist wichtig, damit die Dichte der entwickelten Filme in akzeptablen Grenzwerten bleibt. Empfehlungen für angemessene Nachfüllraten erhalten Sie vom Film- und/oder Chemikalienhersteller. Die Nachfüllraten variieren und sind von vielen Faktoren abhängig: der Anzahl und Art der verarbeiteten Filme, der Filmdichte, der Filmausrichtung beim Einführen in die Entwicklungsmaschine sowie die Tatsache, ob die Filme einzeln oder paarweise verarbeitet werden und ob die Entwicklungsmaschine für die Entwicklung eines bestimmten Films oder für mehrere Filmtypen/-marken usw. vorgesehen ist. In manchen Fällen werden Änderungen an der Nachfüllraten-Berechnungssoftware für die Filmentwicklungsmaschine empfohlen. Die Alterung von chemischen Lösungen und/oder Veränderungen der Filmemulsion können zu einer Veränderung der Nachfüllempfehlungen führen. Informationen zur empfohlenen Nachfüllrate erhalten Sie direkt vom Chemikalienhersteller oder über einen Händler.
Das Service-Bulletin Nr. 30 behandelt empfohlene Nachfüllraten für Carestream Filme.
Dieses Dokument können Sie in den USA per FAXABRUF-System abrufen: 1-800-336-4722 (Dokument-Nr. 11).
UNTERSCHIEDLICHE RÖNTGENGERÄTE
Unterschiedliche Röntgengeräte können viele verschiedene Faktoren mit sich bringen, die die Dichte des entwickelten Films beeinflussen können. Selbst zwei ähnliche Geräte desselben Herstellers können sich durch geräteabhängige Abweichungen, unterschiedlich starke Strahlenfilterung usw. unterscheiden. Es ist immer ratsam, dasselbe Röntgengerät für die Belichtung von Filmen zu verwenden, die überprüft und auf ihre Dichte überwacht werden. Natürlich kann sogar ein und dasselbe Röntgengerät mit der Zeit unterschiedliche Belichtungswerte erzielen, selbst wenn dieselben Parameter eingestellt wurden. Wenden Sie sich bei Geräteproblemen an einen Medizinphysiker.
KALIBRIERUNGSGENAUIGKEIT DER BELICHTUNGSGERÄTE
Führen Sie regelmäßig Tests durch, um sicherzustellen, dass die Röntgengeräte richtig belichten und der Vorgang wiederholbar ist. Damit lässt sich diese potentielle Ursache für Dichteabweichungen bei entwickeltem Film abschwächen oder beseitigen.
AUSGEWÄHLTE EINSTELLUNGEN FÜR DIE RÖNTGENBELICHTUNG
Sind dieselben Belichtungsparameter eingestellt? Selbst wenn dieselben Belichtungsparameter eingestellt sind, ist der Zustand der einzelnen Emulsionen zeitbedingt unterschiedlich, wie unter Punkt 1 beschrieben. Alle anderen Ursachen für Abweichungen, die in diesem Dokument aufgeführt werden, sind ebenfalls möglich.
AUSWAHL/PLATZIERUNG DER AEC-ZELLE(N)
Durch die Auswahl derselben AEC-Zelle(n) und ihrer identischen Platzierung reduzieren Sie die Wahrscheinlichkeit von Belichtungsvariationen und Änderungen der Filmdichte.
PLATZIERUNG DES PHANTOMS/KÖRPERTEILS ÜBER DER AEC-ZELLE
Durch eine besonders sorgfältige Platzierung des Patienten und/oder des Phantoms in Relation zur Position der AEC-Zelle wird eine dadurch bedingte Dichteänderung reduziert oder vermieden.
VERWENDUNG UNTERSCHIEDLICHER KOLLIMATIONEN
Das Ändern der Kollimation wirkt sich in der Regel auf die Entstehung von Streustrahlung und dadurch auf die Gesamtbelichtung, den Kontrast und die Strahlendosis für den Patienten aus. Wenn die Kollimation geändert wird, ist eine veränderte Dichte des entwickelten Films wahrscheinlicher.
INTAKTHEIT/ZUSTAND DER DUNKELKAMMERBELEUCHTUNG
Eine unsachgemäße Dunkelkammerbeleuchtung kann zu mehr Hintergrundeffekten führen und eine scheinbar höhere Empfindlichkeit oder mittlere Dichte hervorrufen. Das Ergebnis sind Bilder mit geringerem Kontrast und Dichteabweichungen. Alle Dunkelkammerbeleuchtungen müssen regelmäßig überprüft werden, damit genügend Zeit für die sichere Handhabung der in der Dunkelkammer verwendeten Filme zur Verfügung steht. Carestream bietet eine Broschüre mit Informationen zur Dunkelkammerbeleuchtung und ihrer Überprüfung (Katalognummer 848 0733; 1 US-Dollar pro Stück). Wählen Sie zum Bestellen aus den USA die Nummer 1-800-677-9933 oder laden Sie die Broschüre aus dem Internet herunter.
EINFÜHREN VON MAMMOGRAFIEFILMEN IN DIE ENTWICKLUNGSMASCHINE MIT DER EMULSION NACH OBEN ODER UNTEN
Verschiedene Filmdichten können je nach Film, Hersteller und Modell der Entwicklungsmaschine sowie deren Umgang mit Chemikalien auftreten, wenn einseitig emulsionsbeschichtete Filme so in die Entwicklungsmaschine eingeführt werden, dass sich die Emulsion einmal oben, einmal unten befindet. Diese Möglichkeit sowie andere Überlegungen, z. B. die Reduzierung bestimmter Entwicklungsartefakte, bewegen die Film- und/oder Entwicklungsmaschinenhersteller anzugeben, wie ein einseitig emulsionsbeschichteter Film bei der Entwicklung auszurichten ist. Es ist jedoch eine gute Idee, jede Entwicklungsmaschine einzeln zu prüfen und festzulegen, in welcher Ausrichtung Film die besten Entwicklungsergebnisse erzielt. Wenn diese Entscheidung getroffen wurde, muss jeder Benutzer angewiesen werden, Film auf dieselbe Art und Weise einzuführen, um die Einheitlichkeit zu gewährleisten.
POSITION VON FILMEN BEIM EINFÜHREN IN DIE ENTWICKLUNGSMASCHINE
Durch den dynamischen Kreislauf in den internen Tanks und Rack-Komponenten einer Filmentwicklungsmaschine und den Zustand ihres Kreislaufsystems kann sich die lokale Entwicklungsaktivität gelegentlich auf der einen Seite des Tanks von dem Zustand auf der anderen Seite unterscheiden. Dieser möglicherweise auftretende geringe Unterschied hat jedoch keinen Einfluss auf die klinische Bildbetrachtung. Bei Messungen der Dichte von einfachen Phantomobjekten und/oder Bereichen von Sensitometriestreifen können diese Dichteunterschiede jedoch ggf. gemessen werden.
VERWENDUNG UNTERSCHIEDLICHER KASSETTEN
Unterschiedliche Kassetten vom gleichen Typ und Hersteller können eine geringfügig abweichende Röntgenstrahldämpfung/-durchlässigkeit aufweisen, die auf entwickelten Filmen in Form von Dichteabweichungen sichtbar werden kann. Solche Abweichungen haben in der Regel keinen Einfluss auf die klinische Bildbetrachtung, wenn jedoch Messungen der Dichte durchgeführt und mit anderen in Kassetten belichteten Filmen verglichen werden sollen, wird zur Vermeidung des Problems empfohlen, dieselbe Kassette zu verwenden.
VERWENDUNG EINER ANDEREN VERSTÄRKERFOLIE
Die Empfindlichkeit einer Verstärkerfolie vom gleichen Typ und Hersteller kann manchmal aufgrund von Toleranzen bei der Phosphorschicht, Verbesserungen am Aufbau der Folie, dem verwendeten Folienreiniger usw. variieren. Deshalb wird die Verwendung derselben Folien und Kassetten bei der Erstellung von Phantombildern und allen radiographischen Bildern empfohlen, bei denen es auf den Vergleich oder die Messung der Dichte in bestimmten Bereichen ankommt. Im ACR-Handbuch wird für alle Mammografie-Kassetten/-Folien in einer Abteilung eine maximale Abweichung der optischen Dichte von 0,30 empfohlen. Die Prüfung dieser Abweichung muss gemäß den Richtlinien erfolgen, die im "American College of Radiology Quality Control Manual" veröffentlicht wurden.
FILMEMULSION NICHT ORDNUNGSGEMÄSS IN DER KASSETTE AUSGERICHTET
Eine falsche Ausrichtung der Filmemulsion zur Folie beim Einlegen von einseitig beschichteten Filmen führt zu Empfindlichkeitsunterschieden und auf entwickelten Filmen zu deutlich sichtbaren Dichteabweichungen.
VERWENDUNG EINES ANDEREN PHANTOMS/TESTOBJEKTS
Phantome und Testobjekte können ggf. geringfügige Unterschiede im Aufbau und/oder in der Röntgenstrahldämpfung aufweisen, die zu Dichteänderungen bei entwickelten Filmen führen können. Deshalb sollten Sie immer dasselbe Phantom oder Testobjekt verwenden, wenn Sie Filme belichten, um ihre Dichte im Lauf der Zeit zu messen.
VERWENDUNG UNTERSCHIEDLICHER FILMTYPEN IN EINER NICHT DEDIZIERTEN ENTWICKLUNGSMASCHINE
Tests haben gezeigt, dass bestimmte Mischungen und Mengen an Film in nicht dedizierten Entwicklungsmaschinen, in denen neben Mammografiefilmen auch andere Filmtypen von anderen Herstellern verarbeitet werden, die Alterung der Chemikalien fördern, was wiederum die Dichte von entwickelten Filmen beeinflussen kann. Bei einer solchen nicht dedizierten Entwicklung kann es sinnvoll sein, erst bei dem Film- und/oder Chemikalienhersteller anzufragen, ob weitere Informationen oder Warnungen im Bezug auf eine bestimmte Kombination aus Filmtypen/Herstellern zur Verfügung stehen.
UNTERSCHIEDLICHER ZEITRAUM BIS ZUR FILMENTWICKLUNG
Dichteänderungen können auftreten, wenn dieselben Filme nach einer unterschiedlich langen Wartezeit nach der Belichtung entwickelt werden. Dieser als Latentbild-Stabilität bekannte Faktor muss möglicherweise in Betracht gezogen werden, wenn Filme nicht immer im selben Zeitraum nach einer Röntgen- oder sensitometrischen Belichtung entwickelt werden. Im Allgemeinen kann man sagen: Die Latentbild-Stabilität beeinträchtigt prozentual gesehen die Empfindlichkeit des Films mehr als den durchschnittlichen Gradienten, wenn beide Messungen im selben Zeitintervall stattfinden (d. h. 0 bis 48 Stunden nach der Belichtung). In mobilen Fahrzeugen, in denen möglicherweise keine sofortige Entwicklung nach der Belichtung erfolgt, kann dies ein wichtiger Faktor sein, wenn spezifische Dichtemessungen durchgeführt und verglichen werden.
Die Latentbild-Stabilität kann je nach Film variieren. Der Filmhersteller müsste diese Daten auf Anfrage zur Verfügung stellen können. Die ACR empfiehlt einen Grenzwert für den Verlust der optischen Dichte von maximal 0,15 bedingt durch die Latentbild-Stabilität, bei einer Dichte von ca. 1,25 für Mammografiefilme. Wenn die Latentbild-Stabilität in manchen Entwicklungsumständen ein Problem darstellt, empfiehlt die ACR, die Entwicklung immer gleich lange hinauszuzögern und dieselben AEC-Einstellungen zu verwenden, um die Einheitlichkeit zu erhöhen.
REZIPROZITÄTSEIGENSCHAFTEN VON FILM
Als "Reziprozitätsfehler" wird die nicht lineare Reaktion bzw. Empfindlichkeit einer Filmemulsion bezeichnet, die in der Regel bei sehr kurzen, sehr langen oder bei beiden Belichtungszeiten auftritt. Somit kann die Dichte eines entwickelten Films möglicherweise unter bestimmten Belichtungsbedingungen nicht reproduziert werden, je nach manuell oder automatisch ausgewähltem Belichtungsfaktor (AEC-Schaltung).
Die meisten Mammografiebilder von Klinikpatienten und Phantomen werden heute unter Verwendung der automatische Bestrahlungskontrolle durchgeführt. Der Grund dafür, dass manche Bilder in den Bereich fallen, in denen die Reziprozität des Films eine Rolle spielt, können die Empfindlichkeit der verwendeten Film-Folien-Kombination, die Verwendung der Belichtungsgeräte mit der AEC, der Patient/das Phantom sowie sonstige Faktoren sein. Die bevorzugte Belichtungsdauer liegt derzeit zwischen 1,0 und 1,5 Sekunden. Belichtungszeiten, die länger als 2 Sekunden dauern, können zu Patientenbewegungen (und somit verschwommenen Bildern) und/oder Reziprozitätsfehlern führen. Je nach Röntgengerät, Film-Folien-Kombination usw., kann es nötig sein, den kVp-Wert zu erhöhen, um die Belichtungszeiten unter 2 Sekunden zu halten. Für diese Entscheidung sollte ein Medizinphysiker um Rat gefragt werden.
Die meisten neueren dedizierten Mammografie-Röntgengeräte bieten einen automatischen Ausgleich oder Schutz, um diese Reziprozität zu minimieren