沈茜剛,顧雅佳,鄭曉靜,陳 超,李瑞敏,肖 勤,周良平,彭衛(wèi)軍
復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放射診斷科,復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系,上海200032
隨著乳腺腫瘤發(fā)病率逐年升高,人們對(duì)乳腺疾病的檢查也越來(lái)越重視。乳腺X線(xiàn)攝影檢查不僅是乳腺的常規(guī)檢查項(xiàng)目,而且是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的乳腺癌篩查的首選檢查方法[1-2],但乳腺組織對(duì)X線(xiàn)較敏感,受到電離輻射會(huì)有致癌風(fēng)險(xiǎn)。目前,平均腺體劑量(average glandular dose,AGD)已成為衡量乳腺腺體接受輻射強(qiáng)度的重要指標(biāo),認(rèn)為AGD是準(zhǔn)確評(píng)估乳腺X線(xiàn)檢查潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)的首選測(cè)量參數(shù)[3]。本研究通過(guò)回顧性分析乳腺X線(xiàn)攝影輻射劑量、乳腺密度及體成分三者之間的關(guān)系,希望探尋到更多與輻射劑量相關(guān)的因素,為放射防護(hù)開(kāi)辟新的研究方向。
回顧性分析2016年1月—2016年12月在復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院同時(shí)進(jìn)行乳腺X線(xiàn)攝影檢查和骨密度檢查的乳腺癌患者104例。所有患者均為女性,年齡33~85歲,中位年齡為56.64歲。本研究對(duì)所有接受乳腺X線(xiàn)攝影檢查和骨密度檢查的患者在檢查前,除絕經(jīng)者外均詢(xún)問(wèn)是否妊娠,并將妊娠、有乳腺手術(shù)史者、已接受治療的乳腺癌患者、乳房?jī)?nèi)有植入物、有精神疾病和不愿意進(jìn)行檢查者排除在外。納入標(biāo)準(zhǔn):① 行乳腺X線(xiàn)攝影和骨密度檢查的患者;② 兩項(xiàng)檢查間隔時(shí)間需小于6個(gè)月。
常規(guī)乳腺X線(xiàn)攝影檢查采用美國(guó)HOLOGIC公司的SELENIA Dimensions全數(shù)字化乳腺X線(xiàn)攝影設(shè)備。檢查前要求患者完全暴露上半身,并去除體表金屬或其他任何異物。檢查順序:先做頭尾位(carnio-caudal view,CC),再做內(nèi)外側(cè)斜位(medial lateral oblique view,MLO),選擇Auto-Filter模式進(jìn)行曝光。所拍攝圖像均需符合如下標(biāo)準(zhǔn):① CC位上所有乳腺內(nèi)側(cè)組織均顯示,同時(shí)盡可能多地包含外側(cè)組織;② 乳頭位于影像中心;③ MLO位上胸大肌充分顯示,上部寬于下部,向前方外凸,延伸至后乳頭線(xiàn);④ 壓迫適當(dāng),使得纖維腺體組織完全分離,充分顯示腺體后脂肪組織;⑤ 乳房無(wú)下垂;⑥ 無(wú)運(yùn)動(dòng)偽影;⑦ 乳腺下方無(wú)皮膚皺褶。
骨密度檢查采用美國(guó)GE公司的Lunar iDXA骨密度掃描儀。拍片前先測(cè)量患者身高和體質(zhì)量,對(duì)絕經(jīng)者需要詢(xún)問(wèn)絕經(jīng)年齡。拍攝時(shí)要求受檢者去除厚重和不必要的衣物,不能佩帶任何金屬物品及其他高密度物體,如金屬紐扣、鑰匙、硬幣、拉鎖、胸衣等。受檢者仰臥于檢查床上,用DXA標(biāo)準(zhǔn)模式,掃描架從頭側(cè)向足側(cè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行掃描。常規(guī)拍攝脊柱正位片,包括L1~L4范圍和左側(cè)髖關(guān)節(jié)正位片,包括恥骨聯(lián)合、股骨頭、股骨頸、大轉(zhuǎn)子。兩個(gè)正位拍攝完畢,系統(tǒng)軟件會(huì)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和結(jié)果計(jì)算。
乳腺密度分析由2名具有10年以上診斷經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師在乳腺診斷專(zhuān)用后處理工作站的BARCO 5M高分辨率醫(yī)用顯示器上進(jìn)行獨(dú)立讀片,并按照以下標(biāo)準(zhǔn)對(duì)乳腺進(jìn)行分型。其中1名醫(yī)師2周后重復(fù)此項(xiàng)工作,如對(duì)結(jié)果仍有異議,則由具有20年以上診斷經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師進(jìn)行判讀。根據(jù)美國(guó)放射學(xué)會(huì)(American College of Radiology,ACR)分型標(biāo)準(zhǔn)將乳腺腺體類(lèi)型分為:
a:脂肪型;b:散在纖維腺體型;c:不均勻致密型;d:極度致密型。
將所有接受全數(shù)字化乳腺X線(xiàn)攝影檢查的患者的圖像信噪比(signal-noise ratio,SNR)數(shù)據(jù)在采集工作站上進(jìn)行處理,感興趣區(qū)(region of interest,ROI)為框形,采集范圍至少包括整個(gè)乳房腺體的90%,即CC位上乳腺內(nèi)側(cè)或外側(cè)以乳房皮膚邊緣為界(不超出乳房皮膚),近胸壁側(cè)以乳后間隙為界;MLO位上乳腺上方或下方以乳房皮膚邊緣為界(不超出乳房皮膚),近胸壁側(cè)以乳后間隙為界;兩種體位盡量將全部乳房腺體包含在ROI內(nèi)。其余數(shù)據(jù)均在數(shù)字乳腺攝影系統(tǒng)的診斷工作站上進(jìn)行收集,分別記錄管電流、管電壓、AGD及乳房壓迫厚度并對(duì)乳腺影像的圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。骨密度圖像運(yùn)用enCORE軟件進(jìn)行分析、收集(表2)。
采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,使用單因素方差分析比較四種乳腺腺體密度的體成分值、壓迫厚度、體質(zhì)量及BMI是否存在差異。使用Pearmen相關(guān)系數(shù),分析體成分?jǐn)?shù)據(jù)、壓迫厚度、體質(zhì)量及BMI與腺體吸收劑量的相關(guān)性。相關(guān)系數(shù)0~0.09為無(wú)相關(guān)性,0.1~0.3為弱相關(guān)性,0.3~0.5為中等相關(guān)性,0.5~1.0為強(qiáng)相關(guān)性。
由表1可知,各型乳腺腺體密度組內(nèi)CC位的管電流、管電壓、壓迫厚度及SNR的結(jié)果差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其中乳腺密度c型的SNR為3.75±0.96,明顯低于乳腺密度a型的5.21±1.36、乳腺密度b型的4.81±1.09及乳腺密度d型的4.71±1.34。CC位時(shí)各型乳腺腺體類(lèi)型的AGD結(jié)果差異雖無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但乳腺密度c型的AGD最高,乳腺密度d型的AGD最低。
各型乳腺腺體密度組內(nèi)MLO位的管電壓及壓迫厚度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),乳腺密度c型的SNR為各型密度中最低。MLO位時(shí)各型乳腺腺體類(lèi)型的AGD結(jié)果差異雖無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但乳腺密度c型的AGD最高,乳腺密度d型的AGD最低。
表 1 CC位時(shí)不同乳腺密度的管電流、管電壓、輻射劑量、壓迫厚度及SNR的比較Tab. 1 Comparison of tube current, tube voltage, AGD, compression thickness and SNR of different breast density in the CC view
表 2 MLO位時(shí)不同乳腺密度的管電流、管電壓、輻射劑量、壓迫厚度及SNR的比較Tab. 2 Comparison of tube current, tube voltage, AGD, compression thickness and SNR of different breast density in the MLO view
*: The comparison between the group with a-type breast density, and the result had a statistical difference, P<0.05; △: The comparison between the group with b-type breast density, and the result had a statistical difference, P<0.05; #: The comparison between the group with c-type breast density,and the result had a statistical difference, P<0.05.
各型乳腺密度的體格指標(biāo),包括體質(zhì)量、體表面積、BMI、脊柱和大腿肌肉百分比組內(nèi)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。隨乳腺密度增加,體質(zhì)量、體表面積、BMI呈遞減趨勢(shì),而脊柱和大腿肌肉百分比呈遞增趨勢(shì)(表3)。
CC位、MLO位的輻射劑量與體質(zhì)量、體表面積、BMI、腿部肌肉百分均有中或低度相關(guān);CC位的輻射劑量與脊柱肌肉百分比不相關(guān),MLO位的輻射劑量與脊柱肌肉百分比呈弱相關(guān)(表4)。
表 3 不同乳腺密度體格指標(biāo)及圖像質(zhì)量的比較Tab. 3 Comparison of physical index and image quality of different breast density
表 4 輻射劑量與體格指標(biāo)的相關(guān)性分析Tab. 4 Correlation analysis of radiation doses and physical indexes
CC位上不同乳腺腺體密度的管電流、管電壓、AGD、壓迫厚度及SNR的比較時(shí),管電流、管電壓、壓迫厚度及SNR的結(jié)果在各型腺體密度之間均有差異。其中CC位的管電壓在a型腺體與d型腺體、b型腺體與d型腺體、c型腺體與d型腺體之間的兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),說(shuō)明不同乳腺腺體密度之間的管電壓是不同的。另外,對(duì)CC位上各型乳腺腺體密度之間的壓迫厚度進(jìn)行比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。有文獻(xiàn)報(bào)道[4],對(duì)于厚度相同而分型不同的乳腺,所用的管電壓基本一樣,管電流根據(jù)乳腺分型的不同進(jìn)行調(diào)整,因?yàn)楣茈娏髁颗c乳腺的密度呈正相關(guān)。也有[5]認(rèn)為,在自動(dòng)曝光模式下,CC位上管電壓的選擇只取決于乳腺的壓迫厚度,而對(duì)腺體組成成分的改變不敏感。本研究結(jié)果顯示,在自動(dòng)曝光模式下,CC位的輻射劑量與乳腺腺體密度、管電壓、壓迫厚度均有關(guān),同時(shí)也與管電流有關(guān)。乳腺攝影本身使用的是低能量X線(xiàn),隨著深部劑量率的不斷增加,劑量會(huì)急劇減少。但X線(xiàn)能量一旦升高,深部劑量率就會(huì)變大,AGD也隨著變大。對(duì)一定厚度的乳腺來(lái)說(shuō),入射X線(xiàn)光譜中低能量的成分含得越多,輻射就越大;高能量的成分含得越多,圖像對(duì)比度就越差[6]。本組研究中,a型腺體與c型腺體、b型腺體與c型腺體、a型腺體與d型腺體、c型腺體與d型腺體之間進(jìn)行SNR的兩兩比較時(shí),差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),說(shuō)明CC位上不同乳腺腺體密度之間的圖像信噪比是有差異的,尤其乳腺腺體密度c型的管電流、AGD值最高,但SNR最低,圖像質(zhì)量較低,對(duì)不同類(lèi)型乳腺腺體密度與AGD值的變化關(guān)系與文獻(xiàn)報(bào)道[7]的結(jié)果相似。國(guó)外一項(xiàng)研究[8]結(jié)果顯示,脂肪型乳房(密度a型和b型)的AGD均值為1.74 mGy,而致密型乳房(密度c型和d型)的AGD均值為1.73 mGy,不同腺體類(lèi)型的AGD均值結(jié)果相當(dāng)接近。本研究就乳腺密度單一因素比較的結(jié)果顯示,僅CC位、MLO位密度c型的AGD高于密度d型(但差異并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義),其余均未見(jiàn)明顯差異,與國(guó)外的研究結(jié)果接近。
MLO位上不同乳腺腺體密度的管電流、管電壓、AGD、壓迫厚度及SNR的比較時(shí),管電壓、壓迫厚度結(jié)果差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。其中MLO位a型腺體與d型腺體、b型腺體與d型腺體、c型腺體與d型腺體之間的管電壓、壓迫厚度兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。這說(shuō)明MLO位上不同乳腺腺體密度之間的管電壓、壓迫厚度是有差異的。有研究認(rèn)為[9],乳腺腺體密度及壓迫厚度與AGD均具有相關(guān)性,而且腺體密度對(duì)AGD的影響大于壓迫厚度,但該研究?jī)H對(duì)單側(cè)乳腺的CC位影像進(jìn)行了分析。本研究顯示,MLO位時(shí)c型腺體的AGD值最高,壓迫厚度較??;d型腺體的AGD值最低,壓迫厚度最小,且隨著乳腺腺體密度的增加,壓迫厚度變小,管電壓降低。4種乳腺腺體類(lèi)型隨密度的增加,管電壓、壓迫厚度均呈遞減趨勢(shì),與文獻(xiàn)結(jié)果有差異可能與本組研究分析的影像為內(nèi)外側(cè)斜位有關(guān)。
對(duì)不同乳腺腺體密度與體格指標(biāo)及圖像質(zhì)量的比較可見(jiàn)乳腺腺體密度與受檢者體質(zhì)量、體表面積、BMI值、脊柱和腿部肌肉百分比等體格指標(biāo)均相關(guān),差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。本研究的結(jié)果顯示,隨著乳腺腺體密度增加,體質(zhì)量、體表面積、BMI值均呈遞減趨勢(shì),脊柱和大腿肌肉百分比指數(shù)呈遞增趨勢(shì)。這說(shuō)明乳腺腺體密度與受檢者體格指標(biāo)關(guān)系密切,體質(zhì)量越低、體表面積越小、BMI值越低,則乳腺腺體密度越高;脊柱和腿部肌肉百分比越高,則乳腺密度越高。與相關(guān)報(bào)道[10]認(rèn)為,BMI值與乳腺密度呈負(fù)相關(guān),隨著B(niǎo)MI值的增高,乳腺密度逐漸降低的結(jié)果相近。James等[11]同樣認(rèn)為絕經(jīng)后的BMI值是影響乳腺密度的可能因素之一,與乳腺密度呈負(fù)相關(guān)。但季宇等[12]對(duì)1 101例患者的研究報(bào)道認(rèn)為,BMI值與乳房體積呈正相關(guān),與乳腺密度間相關(guān)性低。這可能與兩者研究的患者數(shù)存在差別有關(guān)。
影響乳腺X線(xiàn)攝影輻射劑量的常見(jiàn)因素之一是陽(yáng)極靶面材質(zhì)/濾過(guò)的組合,例如鉬靶/鉬濾過(guò)(Mo/Mo)、鉬靶/銠濾過(guò)(Mo/Rh)、鎢靶/銠濾過(guò)(W/Rh)及銠靶/銠濾過(guò)(Rh/Rh)等。Mo/Rh和Mo/Mo組合時(shí)圖像的對(duì)比度較優(yōu),但因其穿透力低,輻射劑量相對(duì)較高;W/Rh和Rh/Rh的組合有著足夠的穿透力,對(duì)于厚度大的乳腺信息量獲取更為豐富,乳腺的吸收輻射劑量也較低[13]。所以應(yīng)根據(jù)受檢者的實(shí)際情況采用最佳的陽(yáng)極靶面材料/濾過(guò)組合[14]。管電流量是曝光時(shí)間與管電流的乘積,與輻射劑量呈正相關(guān),輻射劑量與管電壓的平方呈正相關(guān),因此管電流量或管電壓的減少是降低輻射劑量的主要方法[15]。數(shù)字乳腺X線(xiàn)攝影的曝光模式包括手動(dòng)曝光控制(manual exposure control,MEC)模式和自動(dòng)曝光控制(automatic exposure control,AEC)模式2種,不同曝光模式對(duì)輻射劑量和圖像質(zhì)量有著不同的影響。AEC模式可根據(jù)被拍攝對(duì)象的生理、壓迫厚度及病理特征,自動(dòng)準(zhǔn)確地控制X線(xiàn)量,也保證了足夠的感光量,使圖像質(zhì)量更為穩(wěn)定。AEC模式還可根據(jù)預(yù)曝光信息自動(dòng)挑選陽(yáng)極靶面、濾過(guò)板、管電流及管電壓,并控制曝光的全過(guò)程[16-17]。每位女性個(gè)體間乳腺密度存在一定的差異。大量文獻(xiàn)和指南根據(jù)腺體密度的不同將乳腺分為4型:Ⅰ型(脂肪型)、Ⅱ型(致密型)、Ⅲ型(中間型)、Ⅳ型(導(dǎo)管型)[18]。Ⅱ型和Ⅳ型乳腺密度較大,Ⅰ型乳腺密度較小。目標(biāo)密度是影響X線(xiàn)衰減的主要因素之一,對(duì)象密度越大,透過(guò)該對(duì)象的X線(xiàn)衰減越多。所以,對(duì)較小密度的乳腺,曝光條件較低便能滿(mǎn)足攝影需求。對(duì)于密度較高的乳腺,欲獲得質(zhì)量較高的X線(xiàn)照片,在其他條件固定不變時(shí),需要更高的曝光劑量。有研究[17]發(fā)現(xiàn),乳腺腺體組織越多,總吸收輻射劑量越多,但AGD值與腺體百分比無(wú)顯著相關(guān)。李敏等[19]認(rèn)為,當(dāng)乳腺厚度為30~45 mm 和46~59 mm時(shí),Ⅱ型乳腺的AGD最大,Ⅲ型其次,Ⅰ型和Ⅳ型最低;在乳腺厚度大于等于60 mm時(shí),Ⅱ型乳腺的AGD最大,其余依次為Ⅲ型、Ⅳ型和Ⅰ型。
目前,對(duì)體格指標(biāo)與輻射劑量之間相關(guān)性分析的報(bào)道較少。本研究在進(jìn)行相關(guān)性分析時(shí)發(fā)現(xiàn),CC位上輻射劑量與腿部肌肉百分比呈弱相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.311。MLO位上輻射劑量與體質(zhì)量、腿部肌肉百分比均呈中度相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.417和-0.418。說(shuō)明不同投照體位時(shí)的輻射劑量與不同的體格指標(biāo)有關(guān),CC位時(shí)腿部肌肉百分比越高,輻射劑量越低;MLO位時(shí)體質(zhì)量越低,腿部肌肉百分比越高,輻射劑量越低。由于對(duì)乳腺X線(xiàn)攝影輻射劑量、乳腺密度及體成分三者之間的相關(guān)性研究不多,經(jīng)驗(yàn)有限,入組的總患者數(shù)不算少,但根據(jù)不同腺體類(lèi)型進(jìn)行比較時(shí)4種腺體類(lèi)型的例數(shù)略少且在比例上存在差異,有待積累經(jīng)驗(yàn)之后做更大樣本量的研究進(jìn)行深入分析。
綜上所述,乳腺密度c型的管電流和AGD最高,SNR最低,圖像質(zhì)量較低,且受檢者乳腺腺體密度與腿部肌肉百分比及輻射劑量關(guān)系密切。所以,影響輻射劑量及乳腺密度的因素眾多,本研究發(fā)現(xiàn)致密乳房人群的體質(zhì)量、BMI及腿部脂肪百分比均明顯低于脂肪型人群,而且體質(zhì)量、BMI與AGD呈正相關(guān),與腿部肌肉百分比呈負(fù)相關(guān)。因此乳腺X線(xiàn)攝影的輻射劑量分析需多因素綜合考慮,而非僅考慮乳腺密度、壓迫厚度,研究者會(huì)在以后的研究中納入更多患者進(jìn)行深入分析,嘗試更為精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)乳腺X線(xiàn)攝影的輻射劑量。