乳房攝影的發展概況-print

乳 房 攝 影 的 發 展 概 況 沈 里 國 Li-Kuo Shen, R.T., B.S., M.S. shen-l-k@yahoo.com.tw 大 綱 前 言 傳 統 乳 房 攝 影 vs. 數 位 乳 房 攝 影 Digital Breast Tomosynthesis 結 語 1 2 前 言 醫 學 影 像 品 質 管 理 的 必 要 性 衛 生 署 2011 年 國 人 十 大 死 因 統 計 2011 年 國 人 平 均 餘 命, 男 性 為 76.0 歲, 女 性 為 82.7 歲 與 2010 年 相 較, 男 性 減 少 0.2 歲, 女 性 相 同 患 者 所 接 受 的 輻 射 劑 量 落 差 大 (CXR) ( 清 大 某 教 授 曾 於 十 餘 年 前 統 計 國 內 城 鄉 胸 部 照 射 輻 射 劑 量 差 距 很 大 ) 由 乳 房 篩 檢 評 核 經 驗, 輻 射 劑 量 有 落 差 為 求 不 同 品 牌 儀 器 能 達 到 低 輻 射 高 品 質 影 像 品 管 必 須 全 面 執 行 3 2011 年 國 人 癌 症, 連 續 30 年 排 名 十 大 死 因 之 首 (1) 惡 性 腫 瘤 占 28.0%;(2) 心 臟 疾 病 占 10.9%;(3) 腦 血 管 疾 病 占 7.1%;(4) 糖 尿 病 占 6.0%;(5) 肺 炎 占 6.0%;(6) 事 故 傷 害 占 4.4%;(7) 慢 性 下 呼 吸 道 疾 病 占 3.9%;(8) 慢 性 肝 病 及 肝 硬 化 占 3.4%;(9) 高 血 壓 性 疾 病 占 3.0%;(10) 腎 炎 腎 病 症 候 群 及 腎 病 變 占 2.9% 4

衛 生 署 2011 年 國 人 十 大 死 因 統 計 2011 年 國 人 癌 症 為 十 大 死 因 之 首 癌 症 死 亡 率 排 名 之 首 為 肺 癌, 第 2 名 肝 癌 及 第 3 名 為 大 腸 癌 女 性 第 四 名 為 乳 癌, 較 去 年 增 加 5.6% 有 一 半 乳 癌 患 者 死 於 57 歲 前 男 性 第 四 名 為 口 腔 癌, 從 2009 年 的 6.6,2010 年 的 7.8 至 2011 年 的 7.9 死 亡 率 成 長 驚 人 前 十 大 主 要 癌 症, 依 粗 死 亡 率 排 序 後 之 死 亡 人 數 占 率 依 序 為 :(1) 氣 管 支 氣 管 和 肺 癌 20.1% (2) 肝 和 肝 內 膽 管 癌 18.8% (3) 結 腸 直 腸 和 肛 門 癌 11.6% (4) 女 性 乳 癌 4.4% (5) 口 腔 癌 5.8% (6) 胃 癌 5.4% (7) 前 列 腺 ( 攝 護 腺 ) 癌 2.6% (8) 胰 臟 癌 3.8% (9) 食 道 癌 3.5% (10) 子 宮 頸 及 部 位 未 明 示 子 宮 癌 1.6% 國 民 健 康 局 乳 房 X 光 攝 影 篩 檢 建 議 2010 年 起,45 至 69 歲 之 間, 至 少 每 2 年 做 一 次 乳 房 攝 影 如 有 家 族 史 之 婦 女, 需 和 醫 師 討 論 增 加 檢 查 頻 率 5 6 為 何 做 篩 檢? 篩 檢 的 意 義? 沒 有 症 狀 也 要 做 早 期 發 現, 早 期 治 療 快 速 方 便 可 接 受 的 價 格 檢 查 本 身 有 很 好 的 敏 感 度 及 特 異 性 (sensitivity & specificity) 乳 房 攝 影 扮 演 篩 檢 的 角 色 在 癌 細 胞 還 沒 有 擴 散 至 其 他 部 份 之 前 即 早 發 現 早 期 之 乳 癌 乳 癌 的 預 後 ( 五 年 存 活 率 ): 第 零 期 :~100 % 第 一 期 :92.9 % 第 二 期 :80.5 % 第 三 期 :48.5 % 第 四 期 :18.5 % 7 8

輻 射 劑 量 控 制 乳 房 攝 影 品 質 要 求 攝 影 姿 勢 恰 當 高 解 析 度 高 對 比 度 乳 房 攝 影 品 質 保 證 作 業 相 關 法 規 為 提 升 輻 射 醫 療 品 質, 保 障 民 眾 健 康 安 全, 原 能 會 自 94 年 起, 依 游 離 輻 射 防 護 法 第 17 條, 積 極 推 動 醫 療 曝 露 品 質 保 證 作 業 游 離 輻 射 防 護 法 第 17 條 - 醫 療 院 所 使 用 經 主 管 機 關 公 告 應 實 施 醫 療 曝 露 品 質 保 證 之 放 射 性 物 質 可 發 生 游 離 輻 射 設 備 或 相 關 設 施, 應 擬 訂 醫 療 曝 露 品 質 保 證 計 畫, 報 請 主 管 機 關 核 准 後 始 得 為 之 輻 射 醫 療 曝 露 品 質 保 證 標 準 輻 射 醫 療 曝 露 品 質 保 證 組 織 與 專 業 人 員 設 置 及 委 託 相 關 機 構 管 理 辦 法 97 年 7 月 開 始 施 行 乳 房 攝 影 醫 療 曝 露 品 質 保 證 作 業 9 10 何 謂 輻 射 醫 療 曝 露 品 質 保 證 作 業 乳 房 攝 影 品 質 保 證 作 業 品 保 檢 測 儀 器 品 保 計 畫 醫 療 曝 露 品 質 保 證 計 畫 品 保 測 試 儀 器 醫 療 曝 露 品 質 保 證 組 織 品 保 人 員 品 保 組 織 11 醫 療 曝 露 品 質 保 證 專 業 人 員 12

乳 房 攝 影 品 質 保 證 作 業 配 置 品 保 專 業 人 員 名 執 行 每 日 至 每 半 年 品 保 項 目 之 專 業 人 員 首 次 執 行 前 應 具 備 之 資 格 基 本 資 格 三 小 時 訓 練 繼 續 教 育 與 訓 練 三 小 時 教 育 執 行 年 度 品 保 項 目 之 專 業 人 員 首 次 執 行 前 應 具 備 之 資 格 基 本 資 格 八 小 時 訓 練 實 作 二 次 輻 射 醫 療 曝 露 品 質 保 證 組 織 與 專 業 人 員 設 置 及 委 託 相 關 機 構 管 理 辦 法 繼 續 教 育 與 訓 練 三 小 時 教 育 13 每 年 實 作 二 次 醫 療 院 所 自 辦 乳 房 攝 影 醫 療 曝 露 品 質 保 證 專 業 人 員 訓 練 課 程 規 範 講 師 資 格 : 具 備 乳 房 攝 影 醫 療 曝 露 品 保 專 業 人 員 資 格 每 年 應 接 受 3 小 時 以 上 之 乳 房 攝 影 醫 療 曝 露 品 質 保 證 繼 續 教 育 訓 練 訓 練 課 程 內 容 : 傳 統 乳 房 攝 影 或 數 位 乳 房 攝 影 3 小 時 以 上 課 程 包 括 各 項 測 試 步 驟 說 明 及 原 子 能 委 員 會 公 告 非 年 度 項 目 相 關 資 料 送 予 中 華 民 國 醫 事 放 射 學 會 審 查 合 格 後 始 得 施 行, 並 留 存 紀 錄 備 查 14 針 對 每 一 部 執 行 醫 療 曝 露 品 保 作 業 的 放 射 診 療 儀 器 核 發 輻 射 醫 療 曝 露 品 質 標 籤, 供 受 檢 民 眾 及 家 屬 辨 識, 使 安 心 就 診 98 年 8 月 7 日 於 童 綜 合 醫 院 舉 辦 醫 療 曝 露 有 標 籤, 民 眾 健 康 上 上 籤 - 原 能 會 啟 用 醫 療 曝 品 質 標 籤 記 者 會 15 16

Screen-Film Mammography 傳 統 乳 房 攝 影 X 光 機 For 35+ years, screen-film has been the gold standard for breast cancer detection 17 18 FDA Approved Full-Field Digital Mammography Systems 傳 統 洗 片 機 19 20

That was then this is now! Old Terms New Terms Machine Film Cassettes Processor Film Screen Contact Screen Cleaning Darkroom Fog Fixer Retention Machine Review Workstation Printer Flat Field Uniformity MTF CNR SNR 21 數 位 式 成 像 設 備 22 FFDM Full field digital mammography Flat Field uniformity is an analysis of the homogeneity of the detector field MTF (Modulation Transfer Function) is a measure of image sharpness CNR (Contrast to Noise Ratio) is a measure of the detectors ability to distinguish between objects in an image and the image noise SNR (Signal to Noise Ratio) compares the level of the desired signal to the level of background noise DQE (Detective quantum efficiency) is calculated by comparing the SNR at the detector output with that at the detector input as a function of spatial frequency. 23 GE 2000D General Electric GE DS 24

Hologic (LoRad) Siemens Mammomat Novation DR Hologic Selenia 25 Novation 26 Fischer IMS GIOTTO IMAGE Fischer Senoscan 27 IMS Giotto 28

GE Unveils Senocase Mobile Mammography A standard field of view Cesium Iodide detector Similar image quality to a full-field digital mammography system A user-friendly interface, operable by a single clinician 29 30 Cone Beam Breast CT Hologic Film-screen versus Digital Film-screen system is still limited by the fixed dynamic range of film High contrast (gamma) films are used Critical to ensure exposure factors are matched to the film AEC setup and QA very important Siemens 31 32

Limitations of SFM in imaging a breast composed of a wide range of tissues. Film-screen versus Digital The advantaged and limitations of the film-screen system: Mahesh M Radiographics 2004;24:1747-1760 34 Typical response curves for SFM and digital mammography Film-screen versus digital Digital mammography tends to use direct conversion flat panel detectors Better spatial resolution than indirect detectors, but still limited to ~7-10 lp mm -1 Spatial resolution is lower than screen film system. Image processing and window/level controls result in better contrast resolution Lower dose as more efficient (better Detective Quantum Efficiency DQE) and higher beam qualities used Higher throughput Plus all the other advantages of digital (and disadvantages, such as cost!) Mahesh M Radiographics 2004;24:1747-1760 36

Risks are proportional to Average Glandular Dose Digital Mammography Dose is in general < Film/Screen. (Medical Physics 2006; 33: p. 731) Digital System Patient dose Mean Glandular dose mgy mrad Fischer 1.31 131 Fuji 1.87 187 (same tech as screen film) GE 1.49 149 Lorad Selenia 1.85 185 All in study 1.62 162 (15% less than SF) Screen-film (SF) 1.90 190 37 醫 療 輻 射 劑 量 圖 ( 原 能 會 網 頁 資 料 ) 38 Mammography Limitations 39 Prompt annual mammography has shown the ability to reduce the mortality rate from breast cancer in a population by 15% to 50%. 1-3 As many as 20% of breast cancers will be missed by mammography. Approximately 10% of women are recalled for additional workup and a significant portion prove to have no abnormality, resulting in unnecessary anxiety and cost. 1. Smith RA, Duffy SW, Gabe R et al. The randomized trials of breast cancer screening: what have we learned? Radiol Clin N Am 42 (2004) 793 806 2. Hendrick RE, Smith RA, Rutledge JH, Smart CR. Benefit of screening mammography in women ages 40-49: a new meta-analysis of randomized controlled trials. Monogr Natl Cancer Inst 1997;22:87-92. 3. Tabar L, Vitak B, Tony HH, Yen MF, Duffy SW, Smith RA. Beyond randomized controlled trials: organized mammographic screening substantially reduces breast carcinoma mortality. Cancer 2001;91:1724-31 40

3D Mammography Benefits Earlier detection Better visualization: 3D tomosynthesis helps radiologists better see the size, shape and location of an abnormality. In a 2D mammogram, the flattened images can hide this information Fewer callbacks: Why Breast Tomosynthesis (3D mammography)? Tissue superimposition hides pathologies in 2D Tissue superimposition mimics pathologies in 2D 41 42 How Does 3D Mammography Work? Hologic IMS Giotto degree 40 (-20 to +20) Reconstructed{ Slices 43 44

3D Improves Visibility by Reducing Tissue Superimposition Tomosynthesis Digital tomosynthesis can be considered a half-way house between tomography and CT. There are applications (and systems available) in general radiography (tomography), but most common implementation is in digital mammography (tomosynthesis). The basic principle is that a number of projections are acquired over a narrow range of angles, and the images are processed to give a series of planes through the breast (strictly speaking they are not slices like in CT). 45 46 Tomosynthesis equipment Tomosynthesis Wider angle of projections = better 3D resolution More projections = slower to acquire Data processing is manufacturer specific; Back projection/shift and add for Hologic (7 frames/sec, 5 second exposure, 50 slices,1 mm thick) Filtered back projection (like CT) for Siemens Iterative reconstruction for IMS (like new CTs) 47 48

Raw data: 11-21 low dose mammograms viewing breast at slightly different angles Reconstruction: 40-60 crosssectional slices, one per mm of compressed breast 49 50 Tomosynthesis 2D Mammogram Tomosynthesis Series of low-dose images used to reconstruct tomography images at any level From GE Better Sensitivity 52

2D Mammogram Tomosynthesis 結 語 Digital is more time efficient and radiation dose can be reduced (Higher DQE). Lesion not seen on mammogram 53 Film-screen has better spatial resolution & digital better lower contrast sensitivity. Digital mammographic system Wider dynamic range Window/level adjustment Computer image enhancement Digital breast tomosynthesis (DBT) Better specificity leading to reductions in recall rates Improvements in sensitivity and the depiction of the extent of disease. 54 參 考 資 料 Diekmann F, Bick U. Tomosynthesis and Contrast-enhanced Digital Mammography.European Radiology. 2007;17:3086-3092. Mark A. Helvie, Digital Mammography Imaging: Breast Tomosynthesis and Advanced Applications. Radiol Clin North AM. 2010; 48(5): 917-929. Niklason LT, Christian BT, Niklason LE. Digital Tomosynthesis in Breast Imaging. Radiology.1997;205:399-406. http://www.aapm.org/meetings/amos2/pdf/34-9727-64244-513.pdf http://www.washingtonradiology.com/bca/index.asp http://www.imsitaly.com/tomosynthesis.html http://www.hologic.com/en/medical-professionals/onlinehome/breast-tomosynthesis/ http://www.acrin.org/patients/aboutimagingexamsandagents/abou TMAMMOGRAPHYANDTOMOSYNTHESIS.aspx 55 Thank you for your attention 56