對比增強乳腺X線攝影與全視野乳腺X線攝影輻射劑量

曹 敏，曹 崑，龍 蓉，張曉萌，孫應實

(北京大學腫瘤醫(yī)院暨北京市腫瘤防治研究所醫(yī)學影像科，惡性腫瘤發(fā)病機制及轉(zhuǎn)化研究教育部重點實驗室，北京 100142)

對比增強乳腺X線攝影(contrast enhanced mammography, CEM)以常規(guī)乳腺X線攝影為基礎，應用對比劑行增強檢查，可同時獲得乳腺病變的形態(tài)學和血供信息，已有多項研究[1-4]證實其對檢出乳腺癌及評估分期具有優(yōu)勢。CEM投照過程中需要進行高能(45～49 kVp)、低能(26～31 kVp)2次曝光，相關輻射劑量問題備受關注。既往研究[5]認為CEM低能攝影輻射劑量與全視野數(shù)字化乳腺X線攝影(full-field digital mammography, FFDM)相近，而高能攝影增加約20%輻射劑量，但各組結(jié)果不盡相同。本研究探討CEM與FFDM乳腺輻射劑量差異及其與乳腺壓迫厚度的相關性。

1 資料與方法

1.1 體外實驗 模體A為美國放射學院(American College of Radiology, ACR)標準模體(RMI-156)；模體B、C為自制模體，密度及厚度與ACR標準模體相同，內(nèi)置多個含不同濃度碘稀釋液球體(模體B內(nèi)碘濃度<10 mgI/ml，模體C內(nèi)碘濃度約150 mgI/ml)以模擬乳腺病變不同強化程度(圖1)。采用GE Senographe Essential乳腺X線攝影機分別行FFDM、CEM模式曝光(圖1)，通過自動曝光及預實驗，結(jié)合臨床實際曝光條件及FFDM、CEM手動曝光條件的一致性確定投照條件：FFDM，管電壓31 kVp，管電流80 mA；CEM，低能投照采用管電壓31 kVp，管電流80 mA，高能投照采用管電壓47 kVp，管電流63 mA。每種模式曝光3次。

圖1 3個模體的FFDM圖像 A～C分別示模體A、B、C，箭示模擬病變強化的含碘球體

1.2 在體試驗 收集2017年3月—2019年4月102例于北京大學腫瘤醫(yī)院接受GE Senographe Essential乳腺X線攝影機CEM檢查的女性乳腺疾病患者(CEM組)，年齡23～68歲，平均(46.1±8.1)歲；隨機抽取104例同時段接受同機FFDM檢查的女性乳腺疾病患者(FFDM組)，年齡29～81歲，平均(51.7±10.7)歲。排除既往有乳腺手術、放射治療史或3個月內(nèi)接受乳腺活檢者。采用全自動曝光模式，標準投照體位包括頭尾位(craniocaudal position, CC)和內(nèi)外側(cè)斜位(mediolateral oblique position, MLO)。FFDM：管電壓[29.00(27.00,29.00)]kVp，管電流[97.50(83.25,118.00)]mA。CEM：低能投照管電壓[29.00(27.00,29.00)]kVp，管電流[73.00(73.00,73.00)]mA，高能投照管電壓[45.00(45.00, 46.00)]kVp，管電流[188.00(130.00,188.00)]mA[6]。

1.3 圖像分析 記錄模體及患者平均腺體劑量(average gland dose, AGD)和管電壓、管電流。分別記錄低能、高能CEM數(shù)據(jù)，總AGD=低能AGD+高能AGD。以3次曝光平均值為模體數(shù)據(jù)最終結(jié)果。提取與模體投照方向一致的在體左乳CC位圖像數(shù)據(jù)，記錄腺體壓迫厚度。

由2名具有3年乳腺X線攝影診斷經(jīng)驗的主治醫(yī)師依據(jù)ACR第5版乳腺影像報告數(shù)據(jù)系統(tǒng)(breast imaging-reporting and data system, BI-RADS)標準[7]分別觀察在體CEM及FFDM圖像，將乳腺腺體分為ACR a～d 4種類型，意見不一致時與另1名具有15年乳腺影像學診斷經(jīng)驗的主任醫(yī)師討論后決定；將ACR a、b類歸為非致密腺體，c、d類歸為致密腺體。

1.4 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料符合正態(tài)分布時以±s表示，否則以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示。采用Mann-WhitneyU檢驗比較FFDM組與CEM組及不同腺體類型間腺體壓迫厚度和AGD的差異。以Pearson等級相關性分析觀察腺體壓迫厚度與AGD的，|r|≤0.4為弱相關，0.4<|r|≤0.75為中度相關，|r|>0.75為強相關。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 模體實驗結(jié)果 3個模體FFDM及CEM模式參數(shù)值見表1。相同管電壓、管電流下，低能CEM的AGD與FFDM相仿(AGD低能/AGDFFDM=1.00～1.02)，高能CEM的AGD僅約為低能的9%～10%(AGD高能/AGD低能=0.09～0.10)。

表1 不同曝光模式下3種模體的輻射劑量

2.2 FFDM組與CEM組間參數(shù)值比較 2組間腺體壓迫厚度差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。FFDM組AGD高于低能及高能CEM(P均<0.05)，而與CEM組總AGD差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表2。

表2 CEM組與FFDM組腺體壓迫厚度及輻射劑量比較[中位數(shù)(上下四分位數(shù))]

2.3 腺體壓迫厚度與輻射劑量的相關性 FFDM組腺體壓迫厚度與AGD呈中度相關(r=0.45，P<0.05)。CEM組總AGD與腺體壓迫厚度呈強相關(r=0.79，P<0.05)；隨腺體壓迫后厚度增加，低能CEM的AGD呈線性增長(r=0.64，P<0.05)，高能CEM的AGD呈階梯樣增長(r=0.89，P<0.05)，見圖2。

圖2 腺體壓迫厚度與輻射劑量的相關性散點圖 A.FFDM的AGD；B.CEM總AGD；C.低能CEM的AGD；D.高能CEM的AGD

2.4 輻射劑量與乳腺腺體類型的關系 FFDM組非致密腺體39例，致密腺體65例；CEM組非致密腺體22例，致密腺體80例。CEM組非致密腺體AGD高于FFDM組(P<0.05)，而CEM組致密腺體AGD與FFDM組差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；FFDM組致密腺體AGD高于非致密腺體(P<0.05)，而CEM組致密腺體與非致密腺體AGD差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表3。2組不同類型腺體壓迫厚度差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，見表4。

表3 FFDM組與CEM組中不同類型腺體AGD比較[中位數(shù)(上下四分位數(shù))]

表4 FFDM組與CEM組不同類型腺體壓迫厚度比較[中位數(shù)(上下四分位數(shù))]

3 討論

乳腺為對輻射致癌最敏感的器官之一，2007年國際放射防護委員會將乳腺組織輻射權重因子由0.05提升至1.2[8]；CEM較高的輻射劑量成為臨床醫(yī)師和患者的顧慮所在。

AGD是用于評價組織接受X線輻射劑量的常規(guī)指標。為排除設備升級所致輻射劑量差異，本研究對不同投照方式下模體輻射劑量進行對比分析，發(fā)現(xiàn)相同管電流及管電壓條件下，模體在FFDM與低能CEM模式下所受AGD相仿，表明不同軟硬件對設備固有劑量的影響不大；相比低能模式，高能CEM曝光增加約10%額外劑量，與既往研究[5]相符。

既往研究[9-11]關于臨床CEM輻射劑量的結(jié)果差異較大。BADR等[9]認為CEM平均輻射劑量較FFDM增加54%，而另一研究[10]結(jié)果顯示CEM平均輻射劑量低于FFDM。國內(nèi)關于CEM劑量的研究較少，有學者[11]認為CEM輻射劑量略高于FFDM。FFDM和CEM檢查所用設備、靶濾過組合及曝光模式不同均可能導致劑量差異[12-13]。本研究對同時段接受同機自動曝光模式FFDM與CEM檢查患者進行分析，以將其他影響因素降至最小，結(jié)果顯示CEM總AGD并未明顯高于FFDM，而低能CEM的AGD更低，與模體實驗結(jié)果不一致。分析原因，一方面可能與設備優(yōu)化靶濾過組合有關；另一方面，注射對比劑后乳腺整體強化，密度與注射前存在差別，在全自動曝光條件下，探測器根據(jù)所獲得信息選擇更優(yōu)化曝光條件，而模體達不到乳腺全面強化模擬效果。FALLENBERG等[14]采用自動曝光CEM，發(fā)現(xiàn)輻射劑量平均1.89 mGy，僅高于FFDM平均劑量(1.79 mGy)6.2%；本研究結(jié)果與之相似，提示自動曝光CEM攝影并未顯著增加輻射劑量。

既往研究[15]認為乳腺腺體壓迫厚度與FFDM平均腺體劑量呈正相關，檢查中應盡量壓薄腺體，以降低輻射劑量，此結(jié)論亦適用于CEM攝影。本研究發(fā)現(xiàn)，隨腺體壓迫后厚度增加，低能CEM及CEM總輻射劑量均呈線性上升，與既往研究[16]一致，提示臨床實際工作中CEM檢查亦可通過盡量壓迫腺體來降低輻射劑量。

FFDM相關研究[17]結(jié)果顯示，乳腺腺體越致密，所受輻射劑量越高。本研究中FFDM組結(jié)果與之相符，CEM組致密腺體AGD與非致密腺體相仿，而CEM組致密腺體AGD與FFDM組差異無統(tǒng)計學意義。FALLENBERG等[14]認為隨腺體密度增加，CEM劑量持續(xù)降低。本研究結(jié)果與之相似。一方面，致密腺體吸收能量較多，為保證探測器水平有足夠光子，需通過增加管電壓加以補償，高管電壓提高X線穿透力，皮膚射入劑量降低，從而降低了吸收劑量；另一方面，腺體越致密，單位面積內(nèi)對比劑劑量越高，致密腺體密度增加高于非致密腺體，探測器感知后改變自動曝光條件加以補償，使輻射劑量無明顯增高。CEM對致密型腺體內(nèi)病變的檢出率明顯高于FFDM[18]，且輻射劑量并不高于FFDM，提示CEM對檢查致密型腺體更具優(yōu)勢。

綜上所述，CEM總輻射劑量與FFDM基本相仿，壓迫后腺體厚度越薄，輻射劑量越低，對致密型乳腺更具優(yōu)勢。本研究的局限性為樣本量較少，且為單中心回顧性研究，有待擴大樣本量進一步深入觀察。