【医学图像处理】X-ray 乳腺摄影

设备

Angled tube 弯管头

由于阳极后跟效应，X射线束在平行于X射线管的阳极-阴极轴的方向上是不均匀的。通过将胸壁端部上的阴极（要穿透的较厚区域，较高的能量束）和乳头端部上的阳极（要穿透的较薄区域，较低的能量束）对齐，将其用于乳腺摄影。

C臂设计

X射线设备是C形臂。整个门架旋转，使导管和乳房台保持彼此相对。

固定焦点检测器距离（FDD）

该装置设计用于单次检查，并且焦点检测器距离（FDD）或焦点与胶片的距离（FFD）为65-66cm被认为是最佳的。设定的FDD是患者剂量较低（FFD较高的较低剂量）和胶片剂量（FFD较高的较低照射量）之间的折衷。同样，较高的FDD要求固定mA的曝光时间更长，从而导致移动不清晰。

压缩装置 Compression Device

施加的最大力应不大于200 N（约20 kg重量）。标准压力通常在100-150 N之间。压力板倾斜，使更多的乳房与压力板接触。

Fixed Field Size

与一般的放射线照相不同，只需要进行一种检查，这意味着只需进行准直以产生固定的视场大小即可。

Grids 格网

移动的防散射网格用于常规的乳腺X线摄影成像。对于放大视图，胸部支撑台位于胶片上方，可提供约1.8的放大倍数。在这种情况下，乳房和薄膜之间的大气隙可减少散射，因此不需要栅格

自动曝光控制（AEC）

在胶片X线乳房摄影术中，需要在暗盒后方放置一个单独的AEC。利用当前使用的数字乳房X线照相术，检测器充当AEC。在丝网胶片X射线照相术中，需要AEC以确保适当的曝光以防止胶片曝光不足或曝光过度。但是，在数字射线照相中，开窗可以消除不适当曝光的胶片的影响，而AEC则更能确保为患者和数字探测器的工作参数提供合适的辐射剂量。

Target / filter material

• 需要良好区分低对比度的结构
• 需要非常高的空间分辨率以进行微钙化

目标

需要能够产生特征性X射线且能量为17-20 keV（较大的乳房为20-30 keV）的材料，以产生最佳的对比度。常用的材料是钼（特征X射线在17.5和19.6 keV时）。

过滤

能量恰好高于特征能量的k边缘滤波器用于去除较高能量的X射线光子，并使光束尽可能地具有单能性。钼的k边缘为20 keV，刚好足够高，因此衰减的大幅增加（k边缘）不会落入钼靶所产生的特征能量。

备择方案

主要是MoMo（钼靶，钼过滤器），但这不能为较大的乳房提供足够高的能量。

铑在23.3 keV处具有k边缘，我们可以使用钼靶和铑滤光片（MoRh）来增加能量在20-23.3 keV范围内的X射线量。

铑的特征X射线为20.2-22.7 keV。当用作目标时，它产生的光束平均能量要高于MoMo和MoRh。 钨靶和铑过滤器。由于没有产生特征性的X射线，因此X射线的输出减少了（因此，曝光时间更长），但是钨便宜得多。它主要用于带有植入物的乳房，或者由于它们更大，更致密而已经接受了放射治疗的乳房。

频谱的平均能量从WRh降低到MoMo。能量较低的光子与物质发生相互作用的可能性较高，因此产生更好的对比度。但是，能量越低，吸收越大，物质中沉积的能量就越多，剂量也越高。

空间分辨率

要看到微钙化，需要非常高的分辨率。这可以通过以下方式实现：

• 焦点尺寸
• 压缩
• 防散射网格

小焦点尺寸

宽焦点尺寸= 0.3毫米

细焦点焦点尺寸= 0.1至0.15毫米

从点源，可以轻松地将对象分解为胶片上的单独对象。但是，随着焦点尺寸的增加，辐射会从光源的所有部分发出。产生图像的辐射不会提供清晰的图像，但边缘会模糊。如果对象之间的距离太近，它们可能会显示为一个，也可能会创建一个额外的“对象”。

压缩

典型压力为100-150 N

压缩力：

• 由于受压乳房的衰减较低，因此可以降低患者的辐射剂量，并且可以使用较低的照射量
• 由于乳房较不厚，减少了散射，因此组织内发生散射的可能性较小
• 将组织展开，以减少特征重叠
• 通过将组织移近图像接收器来减少几何模糊度
• 通过保持乳房静止来减少运动模糊
• 被压迫的乳房更均匀地衰减

防散射网格

在乳腺摄影中，移动的栅格用于所有接触（广角）图像。对于使用精细焦点尺寸或气隙技术的放大图像，可以减少到达接收器的散射辐射量，这意味着不需要栅格。

Altering Parameters

需要更改参数以提供不同乳房的最佳成像。需要考虑两个因素：

• 乳房厚度
• 乳房的组成

1.厚度

在大乳房中：

• 吸收更多的辐射-需要更高的剂量
• 更分散
• 增强光束强度（降低对比度）
• MoMo在28 kV时需要更长的曝光时间，因此可能会出现运动伪影

最薄的乳房：25 kV时的MoMo

最厚的胸部：MoRh甚至WRh对于32 kV时非常厚的胸部

2. Composition

对于更密实的乳房，由于额外的衰减和更多的束硬化，需要更高的剂量。由于光束硬化，AEC可能会过早切断曝光（测得的曝光强度更高）。为确保不会发生这种情况，可以使用以下两种方法之一：

• 曝光前通过查看剂量率和射束硬化来确定乳房是否达到该厚度预期的密度。
• 根据测量在检查开始时检测到的剂量来调整剂量率，然后根据需要调整剂量和暴露时间。

Tomosynthesis

重叠的组织可以掩盖病理，而且，乳腺疾病的病理通常非常微妙。乳房断层扫描使用数字射线照相术来重建乳房各部分的平面图像。获得乳房断层合成的主要方法有两种：

• X射线管沿弧线移动，并在其行进时获取图像，并且探测器保持静止

• X射线管沿弧线移动，探测器也旋转

然后，使用滤波后的反投影或迭代重建来重建图像。

优点

• 提供增强的病变检测
• 减少误报率
• 允许更精确的病变定位

缺点

• 更高的辐射剂量（大约两倍）
• 高对比度的物体（例如手术夹）可能会导致明显的伪影
• Longer interpretation time
• 需要更多的数据存储

20200517