Entwicklung eines SDNR Phantoms mit unterschiedlichen Kontrasten für die Anwendung in der Mammographie

Abstract

Ziel der Arbeit ist es ein Phantom zu entwickeln und zu bauen, um SDNRs ("SDNR"; Signal Difference to Noise Ratios) für unterschiedliche Strahlenqualitäten, und unterschiedliche kontrastgebende Materialien für Mammographieanwendungen, zu messen. Der radiologische Kontrast, und damit das SDNR, hängt bei gegebener Energieabhängigkeit des Detektors neben dem verwendeten Spektrum und dem Grundmaterial des Phantoms von der effektiven Ordnungszahl des Kontrastmaterials ab. Aufgrund der leichten Herstellbarkeit wird typischerweise Gold, mit einigen Zehntel µm Dicke in kommerziellen Phantomen für die Qualitätskontrolle und Optimierung verwendet. Speziell für die SDNR und ESP ("edge spread function") Messung wird 0,2 mm Aluminium gegen PMMA verwendet. Als Grundmaterial wird statt PMMA eine brustgewebeäquivalente Mischung bestimmt. In dieser Arbeit wurde systematisch und quantitativ die Abhängigkeit von den verwendeten Materialien bestimmt, um mit Standardphantomen bestimmten Gold- und Aluminiumkontrasten auf Gewebekontraste korrigieren zu können, um etwa von der Sichtbarkeit von Gold gegen PMMA auf die Sichtbarkeit eines Tumors oder einer Mikroverkalkung gegen Brustgewebe schließen zu können.

The goal of this work is the development and construction of a phantom for SDNR (Signal Difference to Noise Ratios) measurements with different X-ray qualities and different contrast materials for mammography applications. The radiological contrast, and therefor the SDNR, varies with the energy dependency of the detector, X-ray spectra, base material of the phantom and effective atomic number of the contrast material. Because of the easy production of phantoms with gold contrasts of typically a few microns thickness, this material is used in commercial phantoms for quality control and optimization. Especially for SDNR and ESP ("edge spread function") determination many phantoms use aluminum of typically 0.2 mm thickness to simulate the breast tissue all commercial phantoms utilize PMMA. As a base material we use a breast equivalent mixture instead of PMMA. In this work the dependence of materials used is studied systematically and quantitatively. These measurements can be used to correct from a phantom contrast to tissue contrast in order to predict the visibility of tumor tissue or micro calcification in a real breast from measured gold or aluminum against PMMA.