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Optimized signal of calcifications in wide-angle digital breast tomosynthesis: a virtual imaging trial

  • 28.03.2024
  • Breast
Erschienen in:

Abstract

Objectives

Evaluate microcalcification detectability in digital breast tomosynthesis (DBT) and synthetic 2D mammography (SM) for different acquisition setups using a virtual imaging trial (VIT) approach.

Materials and methods

Medio-lateral oblique (MLO) DBT acquisitions on eight patients were performed at twice the automatic exposure controlled (AEC) dose. The noise was added to the projections to simulate a given dose trajectory. Virtual microcalcification models were added to a given projection set using an in-house VIT framework. Three setups were evaluated: (1) standard acquisition with 25 projections at AEC dose, (2) 25 projections with a convex dose distribution, and (3) sparse setup with 13 projections, every second one over the angular range. The total scan dose and angular range remained constant. DBT volume reconstruction and synthetic mammography image generation were performed using a Siemens prototype algorithm. Lesion detectability was assessed through a Jackknife-alternative free-response receiver operating characteristic (JAFROC) study with six observers.

Results

For DBT, the area under the curve (AUC) was 0.97 ± 0.01 for the standard, 0.95 ± 0.02 for the convex, and 0.89 ± 0.03 for the sparse setup. There was no significant difference between standard and convex dose distributions (p = 0.309). Sparse projections significantly reduced detectability (p = 0.001). Synthetic images had a higher AUC with the convex setup, though not significantly (p = 0.435). DBT required four times more reading time than synthetic mammography.

Discussion

A convex setup did not significantly improve detectability in DBT compared to the standard setup. Synthetic images exhibited a non-significant increase in detectability with the convex setup. Sparse setup significantly reduced detectability in both DBT and synthetic mammography.

Clinical relevance statement

This virtual imaging trial study allowed the design and efficient testing of different dose distribution trajectories with real mammography images, using a dose-neutral protocol.

Key Points

In DBT, a convex dose distribution did not increase the detectability of microcalcifications compared to the current standard setup but increased detectability for the SM images.
A sparse setup decreased microcalcification detectability in both DBT and SM images compared to the convex and current clinical setups.
Optimal microcalcification cluster detection in the system studied was achieved using either the standard or convex dose setting, with the default number of projections.
Titel
Optimized signal of calcifications in wide-angle digital breast tomosynthesis: a virtual imaging trial
Verfasst von
Liesbeth Vancoillie
Lesley Cockmartin
Ferdinand Lueck
Nicholas Marshall
Machteld Keupers
Ralf Nanke
Steffen Kappler
Chantal Van Ongeval
Hilde Bosmans
Publikationsdatum
28.03.2024
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
European Radiology / Ausgabe 10/2024
Print ISSN: 0938-7994
Elektronische ISSN: 1432-1084
DOI
https://doi.org/10.1007/s00330-024-10712-9
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