Bröstcancer är den vanligaste cancerformen bland kvinnor i västvärlden. Även om lungcancer nyligen tog över som den vanligaste orsaken till cancerdöd avlider fortfarande 3 procent av alla kvinnor i bröstcancer.
Scree­ning med mammografi är i dag det mest effektiva sättet att diagnostisera bröstcancer innan den har meta­sta­serat och radikal behandling fortfarande är möjlig. På grund av det stora antalet undersökningar är det dock viktigt att stråldosen hålls låg för att undvika att tumörer induceras. Samtidigt ställs stora krav på bildkvalitet vad gäller såväl signal-till-brus-förhållande som upplösning. Sammantaget gör detta mammografi till en av de tekniskt mest krävande medicinska avbildningsmetoderna och en modalitet med stor teknisk utvecklingspotential.

Avhandlingen behandlar två sätt att utnyttja röntgenstrålningens energi­spekt­rum, motsvarande färgen på strålningen, för att förbättra bildkvaliteten och minska stråldosen vid mammografi: dels energifiltrering av infallande strålning för att optimera signal-till-brus-förhållandet i bilden, dvs att bara belysa med »rätt« färg, dels energikänslig avbildning för att ta till vara informationen i strålning som redan passerat objektet, dvs »färgavbildning«. Teoretiska modeller och fantommätningar ligger till grund för studierna. Arbetet har gjorts i samarbete med det EU-finansierade HighReX-projektet och Sectra Mamea AB.

Det finns en optimal röntgenenergi för att minimera stråldosen till ett givet objekt, men det är tekniskt svårt att effektivt filtrera röntgenstrålning, och dagens teknik liknar den som användes redan i början av förra seklet. Jag har i stället använt kromatiska röntgenlinser, som relativt selektivt väljer ut optimal energi, och visar att stråldosen kan reduceras med 20 procent jämfört med konventionella metoder vid samma upplösning och exponeringstid. Ett par tekniska problem återstår, och tekniken befinner sig fortfarande en bit från klinisk implementering.
En annan tillämpning av röntgenlinser, som i princip är tekniskt möjlig redan i dag, är att koncentrera strålningen i objektet och höja upplösningen med 50 procent vid samma exponeringstid och dos. De tekniskt mest avancerade röntgendetektorer som används kliniskt i dag är fotonräknande, dvs tillräckligt snabba för att detektera och mäta energin i varje enstaka röntgenkvantum. Jag har använt en sådan detektor för energikänslig avbildning och visar att kontrasten av bakgrundsvävnad, s k anatomiskt brus, kan minskas kraftigt.

Anatomiskt brus är ofta den dominerande brusfaktorn vid mammografi. Stora tumörers synbarhet är därför omkring 50 procent högre i den energiupplösta bilden, som dessutom tas vid sidan av den konventionella screeningbilden utan extra stråldos. Med jodkontrast är blir bilden hela 2–8 gånger bättre, och energiupplöst röntgenavbildning är ett tänkbart alternativ till MR för dia­gnostisk mammografi. Anatomiskt brus bör inkluderas i optimeringsprocessen av mammografi, och detta kan leda till justering av optimal röntgen­energi och till kontraintuitiva resultat såsom att bildkvaliteten inte ökar med dosen.

Sammanfattningsvis visar avhandlingen på stora förbättringsmöjligheter med modern teknik samt att vedertagna metoder för bildoptimering är delvis otillräckliga. Slutsatserna är intressanta för medicinska fysiker men även för den kliniskt arbetande radiologen.