Bestimmung von Mindestanforderungen an Bildqualität und Dosis in der Brusttomosynthese (BETsy): Evaluation der automatisierten Auswertung von Prüfkörperaufnahmen durch Model-Observer-Algorithmen

Zielsetzung Im Rahmen eines vom BfS geförderten Forschungsprojektes (BETsy-Projekt) sollte u. a. evaluiert werden, inwiefern eine Auswertung von Prüfkörperaufnahmen zur Bewertung der Bildqualität in der Brusttomosynthese (DBT) durch Model-Observer-Algorithmen (MO) anstelle von oder ergänzend zu menschlichen Auswertern im Rahmen der Routine-Qualitätssicherung (QS) möglich und sinnvoll ist, um die Objektivität zu verbessern und den Zeit- und Personalaufwand zu reduzieren.

Material und Methoden Bilder eines Qualitätssicherungsphantoms mit einem strukturierten und gleichzeitig veränderlichen Hintergrund („L2“) wurden mit verschiedenen DBT-Geräten erzeugt. Sie wurden durch menschliche Auswerter in einem 4-AFC-Verfahren visuell ausgewertet. Für jedes Gerät wurde pro Hoch- oder Niedrigkontrastobjekt je eine Detektionsrate bestimmt. Es wurde versucht, einen Channelized Hotelling Observer mit 8 Gabor-Kanälen für die automatisierte Auswertung der Aufnahmen so zu parametrisieren, dass möglichst ähnliche Detektionsraten wie bei den menschlichen Auswertungen resultieren. Hierfür wurden gewisse Parameter der Kanalfunktionen systematisch variiert. Insgesamt flossen 192 Aufnahmen des L2 von 10 DBT-Geräten zweier Hersteller in die Analyse ein.

Ergebnisse Für zwei Gruppen aus vier bzw. fünf DBT-Geräten gleichen Modells ließen sich jeweils MO-Parameter finden, die geräteübergreifend Detektionsraten generierten, welche eine gute Korrelation mit den menschlichen Ergebnissen aufwiesen. Eine modellübergreifende MO-Optimierung gelang hingegen nicht. Auch Geräte gleichen Modells unterscheiden sich teilweise durch gewisse Einstellungen (z. B. Aktivierung von Pixelbinning) so deutlich, dass bei der MO-Optimierung zwischen ihnen differenziert werden muss, um geeignete Parameter zu erhalten.

Schlussfolgerungen Die Verwendung von MO als Ersatz oder Ergänzung von menschlichen Auswertern bei der Prüfung der DBT-Bildqualität in der Routine-QS scheint grundsätzlich möglich, wobei für jedes Gerätemodell ein individueller Parametersatz ermittelt werden muss.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
13. April 2023