數(shù)字乳腺斷層攝影技術(shù)中大、小角度曝光的輻射劑量比較

沈茜剛，彭衛(wèi)軍，顧雅佳，鮑文憲，鄭曉靜，吳 堅(jiān)，姜婷婷，肖 勤

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

目前，乳腺腫瘤尤其是乳腺癌的發(fā)病率呈上升趨勢，且有年輕化傾向，那么對乳腺病灶的早期發(fā)現(xiàn)和檢出就顯得尤為重要。數(shù)字乳腺斷層攝影技術(shù)（digital breast tomosynthesis，DBT）是近幾年推出的一項(xiàng)新技術(shù)[1-2］，它是在進(jìn)行常規(guī)全數(shù)字化乳腺X線攝影（full field digital mammography，F(xiàn)FDM）的同時，增加乳腺分層攝影的一種成像技術(shù)，在致密型乳腺的檢查中效果更為顯著，能有效地檢出重疊在乳腺組織內(nèi)的病灶[3-4］。既往報道的DBT輻射劑量文獻(xiàn)[5-7］基本都是攝影時僅有一種曝光角度范圍，單一研究大或小角度曝光的輻射劑量，大角度一般是機(jī)架±25°旋轉(zhuǎn)曝光，小角度則是機(jī)架±7.5°旋轉(zhuǎn)曝光，未見兩者之間輻射劑量對比的研究報道。有文獻(xiàn)[8］指出，DBT成像包括多種參數(shù)，這些參數(shù)會影響乳腺的輻射劑量。所以輻射劑量應(yīng)該與所用設(shè)備的硬件、軟件等諸多因素相關(guān)，不同設(shè)備之間應(yīng)考慮設(shè)備本身對DBT成像的影響因素，不能僅根據(jù)實(shí)際輻射劑量數(shù)據(jù)直接比較兩者差異。本研究采用的設(shè)備有大和小兩種曝光角度供選擇，在其他設(shè)備影響因素相同的條件下，實(shí)現(xiàn)兩者之間的輻射劑量比較。本研究旨在對DBT檢查中采用大、小角度曝光的斷層輻射劑量進(jìn)行分析和比較，以了解行DBT檢查時采用不同曝光角度在輻射劑量方面的差異。

1 資料和方法

1.1 研究對象

收集2016年7月—2016年9月臨床可觸及乳腺腫塊在復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院進(jìn)行乳腺X線攝影檢查的患者共209例，所有患者均為女性。其中100例入組DBT-HR模式行常規(guī)FFDM和DBT的大角度攝影，年齡35～76歲，中位年齡為50.63歲；109例入組DBT-ST模式行常規(guī)FFDM和DBT的小角度攝影，年齡36～77歲，中位年齡為52.71歲。所有行DBT檢查的患者在檢查前均詢問病史、月經(jīng)史并簽署知情同意書，除絕經(jīng)者外均需進(jìn)行妊娠試驗(yàn)，并將妊娠、有乳腺手術(shù)史者、已接受治療的乳腺腫瘤患者、乳房內(nèi)有植入物、有精神疾病和不愿意進(jìn)行此項(xiàng)檢查者排除在外。

1.2 檢查設(shè)備及方法

DBT檢查的DBT-HR模式和DBT-ST模式均采用日本FUJI FILM公司的AMULET Innovality數(shù)字乳腺斷層攝影系統(tǒng)。檢查前要求患者完全暴露上半身，去除體表金屬飾品或其他任何異物，檢查順序：先拍攝頭尾（cranio-caudal，CC）位，再拍攝內(nèi)外側(cè)斜（medial-lateral oblique，MLO）位，行大或小角度的DBT+FFDM，選擇Auto-Filter模式進(jìn)行曝光。行DBT檢查大角度攝影時機(jī)架±20°旋轉(zhuǎn)，每2.67°曝光1次，共15次；小角度攝影時機(jī)架±7.5°旋轉(zhuǎn)，每1°曝光1次，共15次。所有攝影獲得的圖像均需符合下述標(biāo)準(zhǔn)：① CC位所有乳腺內(nèi)側(cè)組織均顯示， 同時盡可能多的包含外側(cè)組織；② 乳頭呈切線位；③ MLO位上胸肌充分顯示，上部寬于下部，向前方外凸，延伸至乳頭后線；④ 壓迫適當(dāng)，使得纖維腺體組織完全分離，充分顯示乳后間隙；⑤ 乳房無下垂；⑥圖像無運(yùn)動偽影；⑦ 乳腺下方無腹壁皺褶。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有患者的DBT和FFDM影像數(shù)據(jù)均在FUJI FILM乳腺機(jī)的診斷工作站上收集，分別記錄行雙側(cè)乳腺DBT和FFDM檢查時CC位、MLO位的平均腺體劑量（average gland dose，AGD）、壓迫厚度并對不同乳腺腺體類型、不同年齡階段患者和不同攝影體位進(jìn)行分類。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 患者基本信息情況

患者基本信息情況結(jié)果見表1。所有行DBT檢查的患者中采用DBT-HR模式的患者共100例，進(jìn)行了400次曝光，最低年齡35歲，最高年齡76歲，壓迫厚度12～84 mm；采用DBT-ST模式的患者共109例，進(jìn)行了436次曝光，最低年齡36歲，最高年齡77歲，壓迫厚度15～81 mm。

表 1 乳腺腫瘤患者基本情況Tab. 1 Basic information of breast tumor patients

2.2 DBT檢查大、小角度攝影的斷層輻射劑量比較

DBT檢查大、小角度攝影的斷層輻射劑量比較結(jié)果見表2。DBT檢查采用HR模式的AGD均值為2.76 mGy，較ST模式的AGD均值1.37 mGy高出50.36%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

表 2 DBT檢查大、小角度攝影的斷層輻射劑量比較Tab. 2 Comparison of radiation dose between large and small angle in DBT

2.3 DBT檢查大、小角度攝影對不同乳腺腺體類型的斷層輻射劑量比較

DBT檢查大、小角度攝影對不同乳腺腺體類型的斷層輻射劑量比較結(jié)果見表3。DBT檢查對不同乳腺腺體類型比較時，HR模式的AGD值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；ST模式的AGD值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；對HR模式和ST模式進(jìn)行組間比較時，HR模式b、c、d三種腺體類型的AGD分別增加了50.16%、51.20%和45.19%，并可見c型腺體的AGD值增幅最大，d型腺體的AGD值增幅最少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

表 3 DBT檢查大、小角度攝影對不同乳腺腺體類型的斷層輻射劑量比較Tab. 3 Comparison of radiation dose between large and small angle in different mammary glandular types

2.4 DBT檢查大、小角度攝影對不同年齡階段患者的斷層輻射劑量比較

DBT檢查大、小角度攝影對不同年齡階段患者的斷層輻射劑量比較結(jié)果見表4。DBT檢查對不同年齡階段患者比較時，HR模式和ST模式的AGD值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；對HR模式和ST模式的AGD值進(jìn)行組間比較時，HR模式5組年齡段的AGD值分別增加了52.17%、50.53%、45.56%、51.54%和49.04%，并可見≤40歲年齡段患者的AGD值增幅最大，51～60歲年齡段患者的AGD值增幅最少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

表 4 DBT檢查大、小角度攝影對不同年齡階段乳腺的斷層輻射劑量比較Tab. 4 Comparison of radiation dose between large and small angle in different age groups

2.5 DBT檢查大、小角度攝影對CC位不同壓迫厚度的斷層輻射劑量比較

DBT檢查大、小角度攝影對CC位不同壓迫厚度的斷層輻射劑量比較結(jié)果見表5。DBT檢查對CC位不同壓迫厚度的斷層輻射劑量比較時，HR模式和ST模式的AGD值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；對HR模式和ST模式的AGD值進(jìn)行組間比較時，HR模式5組不同壓迫厚度的AGD值分別增加了37.07%、47.94%、53.09%、50.06%和49.79%，并可見壓迫厚度40～49 mm組的AGD值增幅最大，壓迫厚度≤29 mm組的AGD值增幅最少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

2.6 DBT檢查大、小角度攝影對MLO位不同壓迫厚度的斷層輻射劑量比較

DBT檢查大、小角度攝影對MLO位不同壓迫厚度的斷層輻射劑量比較結(jié)果見表6。DBT檢查對MLO位不同壓迫厚度的斷層輻射劑量比較時，HR模式和ST模式的AGD值結(jié)果差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；對HR模式和ST模式的AGD值進(jìn)行組間比較時，HR模式5組不同壓迫厚度的AGD值分別增加了35.15%、46.24%、53.26%、49.14%、48.04%，并可見壓迫厚度40～49 mm組的AGD值增幅最大，壓迫厚度≤29 mm患者的AGD值增幅最少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

表 5 DBT檢查大、小角度攝影對CC位不同壓迫厚度的斷層輻射劑量比較Tab. 5 Comparison of radiation dose between large and small angle with different compression thickness on CC view

表 6 DBT檢查大、小角度攝影對MLO位不同壓迫厚度的斷層輻射劑量比較Tab. 6 Comparison of radiation dose between large and small angle with different compression thickness on MLO view

3 討 論

DBT檢查大、小角度攝影的斷層輻射劑量比較時，采用HR模式大角度曝光的AGD均值為2.76 mGy，較ST模式小角度曝光的AGD均值1.37 mGy高出50.36%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。說明DBT檢查采用大或小角度曝光的輻射劑量是有差異的。譚歡等[9］的研究顯示，DBT檢查在CC位的AGD均值2.31 mGy比FFDM的AGD均值1.16 mGy高出1.15 mGy，Z=-27.005；DBT在MLO位的AGD均值2.59 mGy比FFDM的AGD均值1.30 mGy高出1.29 mGy，Z=-27.514，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.000 1），DBT檢查的輻射劑量較FFDM高出將近50%。也有報道[5］顯示，CC位DBT和FFDM的AGD均值分別為1.858和1.366 mGy（P＜0.000 1）；MLO位DBT和FFDM的AGD均值分別為1.877和1.374 mGy（P＜0.000 1），兩種檢查方法的輻射劑量相差38%。上述文獻(xiàn)的研究結(jié)果差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，一方面可能與研究的樣本量大小有關(guān)，另一方面可能與DBT檢查時采用的曝光角度大小不同有關(guān)。至于DBT檢查時采用的曝光角度大小是否與病變檢出率、特異度、靈敏度、準(zhǔn)確度等相關(guān)，有待我們接下來通過更深入的研究予以證實(shí)。

DBT檢查大、小角度攝影對不同乳腺腺體類型的斷層輻射劑量比較時，HR模式的AGD值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；ST模式的AGD值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。本研究結(jié)果顯示，不同乳腺腺體類型之間的斷層輻射劑量在進(jìn)行大角度曝光時沒有差異，但在進(jìn)行小角度曝光時出現(xiàn)差異。對HR模式和ST模式的斷層AGD值進(jìn)行組間比較時，HR模式 b、c、d三種腺體類型的AGD值分別增加了50.16%、51.20%和45.19%，并可見c型腺體的AGD值增幅最大，d型腺體的AGD值增幅最少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。本研究團(tuán)隊(duì)之前曾報道[10-11］不同乳腺腺體類型之間的輻射劑量是有差異的，但并非隨乳腺腺體密度的增加而增加，這與本次研究發(fā)現(xiàn)c型腺體的AGD值增幅最大，d型腺體的AGD值增幅最少的研究結(jié)果相一致。國外的研究結(jié)果[12］也顯示，非致密型乳腺比致密型乳腺的輻射劑量高出1倍多。但也有報道[13］認(rèn)為，乳腺密度是AGDDBT的獨(dú)立影響因素，AGDDBT與乳腺密度呈正相關(guān)。另外，在本研究的兩組病例中a型腺體僅有1例，而c型腺體在大、小角度中分別有68和67例，可見乳腺疾病的好發(fā)與乳腺腺體的致密程度相關(guān)。梁燮等[14］對520例病例的研究中脂肪型4例，少量腺體型96例，多量腺體型38例，致密型112例。楊蕾等[13］對271例542幅圖像的研究中脂肪型占6.6%，少量腺體型占28.8%，多量腺體型占33.6%，致密型占31.0%。這些研究數(shù)據(jù)都說明中國女性乳腺疾病的發(fā)生可能與乳腺腺體分型相關(guān)。

DBT檢查大、小角度攝影對不同年齡階段患者的斷層輻射劑量比較時，HR模式和ST模式的AGD值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。不同年齡階段的患者無論DBT檢查時使用大或小角度曝光，患者受到的輻射劑量都有差異。對HR模式和ST模式的斷層AGD值進(jìn)行組間比較時，HR模式5組年齡段的AGD值分別增加了52.17%、50.53%、45.56%、51.54%和49.04%，并可見≤40歲年齡段患者的AGD值增幅最大，51～60歲年齡段患者的AGD值增幅最少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。研究結(jié)果表明，輻射劑量高低與患者年齡關(guān)系密切，患者越年輕、乳腺腺體越致密，所受輻射劑量相對較高。同時，絕經(jīng)期前后女性的乳腺腺體退化，所受輻射劑量減少，但到60歲后輻射劑量又會有小幅增加，說明患者的AGD值增減與乳腺癌的好發(fā)年齡階段可能有相關(guān)性[15］。

DBT檢查大、小角度攝影CC位和MLO位不同壓迫厚度的斷層AGD值比較時，HR模式和ST模式的AGD值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），說明不論DBT檢查采用何種曝光角度、何種攝影體位，實(shí)際的乳腺壓迫厚度會影響AGD值高低，即壓迫厚度與輻射劑量相關(guān)，與文獻(xiàn)報道的觀點(diǎn)一致[5，16］。對HR模式和ST模式的斷層AGD值進(jìn)行組間比較時，HR模式5組不同壓迫厚度的AGD值，CC位時分別增加了37.07%、47.94%、53.09%、50.06%和49.79%；MLO位時分別增加了35.15%、46.24%、53.26%、49.14%和48.04%。并可見兩種曝光角度兩個攝影體位均在壓迫厚度40～49 mm時的AGD值增幅最大，在壓迫厚度≤29 mm時的AGD值增幅最少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。研究表明不同壓迫厚度和不同曝光角度對輻射劑量結(jié)果均有影響，在同一檢查組中壓迫厚度越大其輻射劑量也就越大。有研究[17］顯示，DBT成像時，壓迫厚度50 mm、腺體密度50.0%的乳房，DBT的AGD值1.30 mGy比FFDM的AGD值1.20 mGy高出8%；而壓迫厚度60 mm、腺體密度14.3%的乳房，DBT的AGD值2.12 mGy比FFDM的AGD值1.16 mGy高出83%。James等[18］就對比增強(qiáng)能譜乳腺X線攝影（contrast-enhanced spectral mammography，CESM）檢查的研究結(jié)果顯示，當(dāng)壓迫厚度為45 mm時，致密型乳腺比非致密型乳腺的AGD值高出25%；當(dāng)壓迫厚度為60 mm時，致密型乳腺比非致密型乳腺的AGD值高出42%，由此可見乳腺壓迫厚度對輻射劑量有重要影響。本研究的兩組病例顯示，絕大多數(shù)患者的壓迫厚度在30～59 mm范圍內(nèi)（HR模式CC位有80例、MLO位有76例；ST模式有96例、MLO位有93例），其中40～49 mm組不僅是AGD值增幅最大也是病例數(shù)最多的組，說明不同壓迫厚度進(jìn)行組間比較時患者的輻射劑量增幅與壓迫厚度并不呈正相關(guān)，與Gennaro等[5］的研究結(jié)果一致。

本研究存在一定的局限性：目前關(guān)于DBT檢查大或小角度曝光輻射劑量差異方面的報道較少，經(jīng)驗(yàn)有限。雖然本研究入組的總病例數(shù)不算少，但根據(jù)不同乳腺腺體類型進(jìn)行比較時4種乳腺腺體類型的例數(shù)比例存在差異，有待積累經(jīng)驗(yàn)之后做更大樣本量的深入分析研究；此外，不同年齡階段患者進(jìn)行比較時，存在年齡分布不均的情況（可能與乳腺癌的好發(fā)年齡階段有關(guān)）；另外，對DBT檢查大小角度曝光是否會影響病變檢出率、特異度、靈敏度、準(zhǔn)確率等指標(biāo)，有待我們通過更深入的研究去證實(shí)。

綜上所述，采用DBT的HR模式或ST模式進(jìn)行檢查時，患者的輻射劑量會有所不同，但仍在美國食品藥品管理局、美國放射學(xué)會（American College of Radiology，ACR）乳腺攝影質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（Mammography Quality Standards Act，MQSA）提出的乳腺AGD標(biāo)準(zhǔn)即壓迫厚度為42 mm標(biāo)準(zhǔn)每次曝光的AGD≤3 mGy的范圍內(nèi)[19］，所以DBT檢查無論采用HR模式或ST模式，都是一種安全、可靠的檢查技術(shù)。