10. kwaliteit beeld vs. dosis, vd. berg

Kwaliteit röntgendiagnostiekDefinitie geschikt voor een adequate diagnose

Leo van den Berg, Klinisch fysicus

Stralingsdeskundigheid niveau 2

Beeldkwaliteit versus dosis

• Primaire doel röntgendiagnostiek• Risico’s slechte beeldkwaliteit

• 0,01 – 100% kans op overlijden• DosisReferentieNiveau

• Op basis van het model LNT• Model geldt niet < 100 mSv• Voorzorgprincipe 0,00001% kans

op kanker

75% percentieldo

sis

Overzicht

• Beeldkwaliteit• Contrast• Ruis / detail resolutie (MTF)

• Grensgevoeligheid (μm Al)

• Linear no Threshold• DRN• Risico in het ruisniveau• Voorzorgprincipe

• Risico op detriment volgens model decades kleiner

Beeldkwaliteit

• Contrastresolutie• Grensgevoeligheid als maat voor

• Detailresolutie• Ruis

Contrastfilm = logaritmische converter

www.sprawls.org

Log. converter

0

512

1024

1536

2048

2560

3072

3584

4096

-10 0 10 20 30 40 50 60

thickness Al (mm)

pixe

l val

ue

-16

-2

12

26

40

54

68

82

96

pixel value / mm

Al

pixelvaluegradient

Bepaling MTF voor detailresolutie

Fouriertransformatie

Grensgevoeligheid

5)(

:)( =ruisSD

Amplitudelijnenpaardikte

Grensgevoeligheid D(um Al) -> N-S=5 (f)

0

5

10

15

20

0,01 0,1 1 10

Mamografie 29 kV 40…. 400 mAs raw image

Frequentie ( mm-1)

Gre

nsge

voel

ighe

id( μ

m a

lum

iniu

m)

Grensgevoeligheid28 kV 40…400 mAs

Molybdenum, ┴ readout direction

0

1

2

0,01 0,1 1 10

26 kV 284 mAs OW D(um Al)->S/N= 5Nyquist freq.27 kV 210 mAs OW D(um Al)->S/N= 528 kV 161 mAs OW D(um Al)->S/N= 530 kV 99 mAs OW D(um Al)->S/N= 531 kV 91 mAs OW D(um Al)->S/N= 532 kV 64 mAs OW D(um Al)->S/N= 5

Oud

Grensgevoeligheid D(um Al) -> S/N=5 (f)

0

1

2

0,01 0,1 1 10

28 kV processed NZ D(um Al)->S/N= 5 28 kV processed OW D(um Al)->S/N= 5

28 kV 120 mAs NZ D(um Al)->S/N= 5 28 kV 120 mAs OW D(um Al)->S/N= 5








Nieuw

(lagere dosis)

Wolfraam anodeMolybdeen anode

Grensgevoeligheid D(um Al) -> N-S=5 (f)

0

5

10

15

20

0,01 0,1 1 10

Metingen aan ruwe beelden geen indicatie voor de beeldkwaliteit

Frequentie ( mm-1)

Gre

nsge

voel

ighe

id( μ

m a

lum

iniu

m)

Samenvatting beeldkwaliteit

De eerste processtap dient een logaritmische conversie te zijn

Beeldkwaliteit kan worden gemeten in maat en getalRuwe beeld levert geen inzicht in de beeldkwaliteit

Conclusie 1e deel

• Dosisreductie ten koste van beeldkwaliteit • Dosis wordt gekwantificeerd • Beeldkwaliteit krijgt kwalitatieve termen

Is dit zinvol???

Dosis Referentie Niveau

• Linear No Threshold is een model• Straling is gevaarlijk

• Maar één met zeer beperkte carcinogeen risico• Risico voor gezondheid niet aan te tonen

• E < 100 mSv• Drempel voor een stochastisch detriment

• DRN zinloos

Linear no threshold? (LNT)

Lineair ? Data Hiroshima weggelaten!

Nuclear fall out

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

1945 1955 1965 1975 1985 1995 2005

Year

Annu

al e

ffect

ive

dose

(mSv

)

3 miljard mensen x 0,1 10-3 Sv x 0,05 = 15.000 doden tgv nuclear fallout.•De stok (LNT) om de hond te slaan.

ICRP

• LNT = model voor stralingsbeschermingsbeleid

• Beleid

• Rechtvaardiging• Alara

• dosisbeperking• Limieten

Voorbeeld: X-ray mammo, 10 mGy, 5%/Sv, excess 6*10-6

Land, Science 1980Land, Science 1980

38 miljoen vrouwen nodig om risicofactor > 5%/Sv aan te tonen

Variatie in kankerincidentie > 30%

riscio op kanker na 40 jaar blootsstelling

0,17% 1,01%3,36%

37%

45%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

1 6 20 ♀ vrouwen ♂ mannen

dosis (mSv) elk jaar

Stellingen LNT

• model is the best practical approach for managing risk from low-dose radiation exposure.

• Niet geschikt voor risicoschatting• DRN hebben geen basis

Samenvatting

• Beeldkwaliteit is essentieel voor de patiënt• Beeldkwaliteit kan worden gemeten

• in maat en getal• De eerste processtap dient een logaritmische conversie te

zijn• DRN is gebaseerd op LNT

• LNT geldt niet voor diagnostische dosis

Blootgestelde groep“N” mensen“E” kankergevallen“n” P van natuurlijk voorkomen‘pD’ waarschijnlijkheid

van geinduceerde kanker

Blootgestelde groep“N” mensen“E” kankergevallen“n” P van natuurlijk voorkomen‘pD’ waarschijnlijkheid

van geinduceerde kanker

Controle groep

“N” mensen

“C” kankergevallen

“n” waarschijnlijkheid

van kanker

Controle groep

“N” mensen

“C” kankergevallen

“n” waarschijnlijkheid

van kanker

prospectief onderzoek?

Hoe groot moet N zijn om pd vast te stellen?

σ = √ (2 n N + pd D N)σ = √ (2 n N + pd D N)

2σ geeft een betrouwbaarheid van 95%2σ geeft een betrouwbaarheid van 95%

E - C = n N + pd D NE - C = n N + pd D Nn = kans op kanker (45 %)n = kans op kanker (45 %)

pd = kans op kanker door straling

(4% / Sv)

pd = kans op kanker door straling

(4% / Sv)

D = dosis (μSv, mSv, 100 mSv)D = dosis (μSv, mSv, 100 mSv)

N > 8•n / (pd•D)2N > 8•n / (pd•D)2

2,04E+15

2,04E+13

2,04E+11

2,04E+09

2,04E+07

2,04E+05

2,04E+03

1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13

1,00E+14

1,00E+15

1,00E+16

1 μSv 10 μSv 0,1 mSv 1 mSv 10 mSv 100 mSv

Benodigde sample-sizes

Als risico > 4.2%/Sv

Min

imal

e gr

oeps

groo

tte (a

anta

l men

sen)

wereld

Nederland

10. kwaliteit beeld vs. dosis, vd. berg

Documents

Transcript of 10. kwaliteit beeld vs. dosis, vd. berg