Relationship between Detector Size and the Need for Extra Images and their Effect on Radiation Exposure in Digital Mammography Screening

Abstract

Purpose: To determine the number of extra images (EI) that are necessary for imaging large breasts when using a detector smaller than 24 cm × 30 cm and to calculate the additional average glandular dose (AGD) for these images.

Materials and Methods: The screening mammograms taken between 2007 and 2011 were assessed for a photon counting full-field digital mammography (PCM) system (detector size: 24 cm × 26 cm) and a computed radiography (CR) system (24 cm × 30 cm). The number of EI was recorded and the AGD calculated. This AGD was compared with the mean AGD of 47 conventional full-field digital mammography (FFDM) systems.

Results: A total of 62,466 examinations were analyzed. EI had to be taken in 0.6 % (199/32,766) of all PCM examinations and 0.3 % (90/29 700) of all CR examinations. This corresponded to a total of 327 and 191 EI for the PCM and CR systems, respectively. More than one quarter of the examinations with EI were necessary because the breast was not properly positioned in the original image (PCM 31 %, CR 29 %). The mean AGD per EI was 0.7 ± 0.1 mGy for the PCM and 2.6 ± 1.2 mGy for the CR system. The mean AGD for all breast thicknesses for FFDM was 1.4 ± 0.3 mGy.

Conclusion: In general, large breasts cannot be imaged with just one image per view. The number of examinations where EI are needed is doubled with the 24 cm × 26 cm detector of the PCM system. However, the absolute number is small. The total dose, as the sum of the original and the EI, is equal to the mean AGD of a single image of the FFDM systems and lower than the dose of a single image with the CR system.

Key Points:

• When imaging large breasts, extra images are also needed on standard detectors.

• The rate of examinations with extra images is doubled with a 24 cm × 26 cm format of a photon counting mammography (PCM) system.

• The absolute number of extra images required due to detector size is small.

• The total dose (sum of original and extra image) of PCM is below dose limits.

Citation Format:

• Entz K, Sommer A, Heindel W et al. Relationship between Detector Size and the Need for Extra Images and their Effect on Radiation Exposure in Digital Mammography Screening. Fortschr Röntgenstr 2014; 186: 868 – 875

Zusammenfassung

Ziel: Für das Mammografie-Screening ist vorgeschrieben, dass die Mamma in der gewählten Projektion mit nur einer Aufnahme adäquat abgebildet werden muss. In dieser Studie wurde untersucht, wie häufig bei Detektoren kleiner 24 cm × 30 cm Zusatzaufnahmen (ZA) notwendig werden und wie hoch die Strahlenexposition durch diese ZA ist.

Material und Methoden: Für den Zeitraum 2007 – 2011 wurde ermittelt, wie viele ZA aufgrund einer nicht vollständig abgebildeten Brust an einem Photon-Counting-Scan-DR-System (PC-DR) mit einer Detektorgröße von 24 cm × 26 cm im Vergleich zu einem Detektor von 24 cm × 30 cm (CR-System) nötig waren und die zusätzliche Parenchymdosis (AGD) für diese Aufnahmen berechnet. Zum Vergleich wurde die mittlere AGD für 47 konventionelle DR-Systeme bestimmt.

Ergebnisse: Insgesamt wurden 62 466 Untersuchungen ausgewertet. An dem PC-DR-System wurden bei 0,6 % (199/32 766) aller Untersuchungen 327 ZA angefertigt, an dem CR-System bei 0,3 % (90/29 700) aller Untersuchungen 191 ZA. Mehr als ein Viertel der Untersuchungen mit ZA (PC-DR 31 %; CR 29 %) wurden dabei aufgrund einer nicht optimalen Einstelltechnik in der Primäraufnahme wiederholt. Die mittlere AGD pro ZA betrug an dem PC-DR-System 0,7 ± 0,1 mGy, an dem CR-System 2,6 ± 1,2 mGy. Die mittlere AGD über alle Brustdicken der DR-Systeme betrug 1,4 ± 0,3 mGy.

Schlussfolgerungen: Sehr große Mammae können generell nicht mit einer Aufnahme pro Projektion abgebildet werden. Durch die Verwendung eines Formats von 24 cm × 26 cm verdoppelt sich die Anzahl der Untersuchungen, bei denen ZA nötig werden, die absolute Anzahl ist jedoch gering. Die Strahlenexposition aus der Summe von Primär- und Zusatzaufnahmen ist bei der PC-DR-Technologie allerdings nur genauso hoch wie im Mittel bei Einzelaufnahmen mit konventionellen DR-Systemen und geringer als am CR-System.

Key words

detector size - mammography screening - digital mammography - average glandular dose - photon counting

• References

• 1 Kassenärztliche Bundesvereinigung. Vertrag zur Änderung des Bundesmantelvertrags – Ärzte/Ersatzkassen über besondere Versorgungsaufträge im Rahmen des Programms zur Früherkennung von Brustkrebs durch Mammographie-Screening. 2003 Anlage 9.2
• 2 Verordnung über den Schutz vor Schäden durch Röntgenstrahlen (Röntgenverordnung – RöV) vom 8. Januar 1987 (BGBl. I S. 114), zuletzt geändert am 04. Oktober 2011 (BGBl. I S. 2000).
• 3 Weigel S, Girnus R, Czwoydzinski J et al. Digital Mammography Screening: Average Glandular Dose and First Performance Parameters. Fortschr Röntgenstr 2007; 179: 892-895
• 4 McCullagh JB, Baldelli P, Phelan N. Clinical dose performance of full field digital mammography in a breast screening programme. Brit J Radiol 2011; 84: 1027-1033
• 5 KV IT GmbH. MaSc Mammographiescreening. Datenerfassung in den Screening-Einheiten. Version 2.0.1-2.7.1.6, 2007–2011
• 6 Dance DR, Skinner CL, Young KC. Additional factors for the estimation of mean glandular breast dose using the UK mammography dosimetry protocol. Phys Med Biol 2000; 45: 3225-3240
• 7 Dance DR, Young KC, van Engen RE. Further factors for the estimation of mean glandular dose using the United Kingdom, European and IAEA breast dosimetry protocols. Phys Med Biol 2009; 54: 4361-4372
• 8 Sommer A, Lenzen H, Blaser D et al. Prüfanleitung für die Durchführung der ergänzenden Prüfpositionen nach EPQC 4^th Edition für digitale Mammografie-Systeme – Leitfaden der deutschen Referenzzentren für Mammografie: Version 1.4. Fortschr Röntgenstr 2009; 181: 845-850
• 9 Perry N, Broeders M, de Wolf C et al. European guidelines for quality assurance in breast cancer screening and diagnosis 4th Edition. European Communities; 2006
• 10 Young KC, Burch A, Oduko JM. Radiation doses received in the UK Breast Screening Programme in 2001 and 2002. Brit J Radiol 2005; 78: 207-218
• 11 Gosch D, Jendraß S, Scholz M et al. Strahlenexposition bei der digitalen Vollfeldmammographie mit einem Selen-Flachdetektor. Fortschr Röntgenstr 2006; 178: 693-697
• 12 Olgar T, Kahn T, Gosch D. Average Glandular Dose in Digital Mammography and Breast Tomosynthesis. Fortschr Röntgenstr 2012; 184: 911-918
• 13 Hermann KP, Obenauer S, Marten K et al. Average glandular dose with amorphous silicon full-field digital mammography – Clinical results. Fortschr Röntgenstr 2002; 174: 696-699
• 14 Sommer A, Girnus R, Wendt B et al. Entwicklung eines objektiven Bewertungssystems für die jährliche physikalische Qualitätssicherung an digitalen Mammografie-Systemen. Fortschr Röntgenstr 2010; 182: 788-792