致密型乳腺在數(shù)字乳腺斷層攝影中的輻射劑量分析

陳曉，曹國全，周嘉桓，林曉敏，何雯雯，周佰林

1.溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 放射科，浙江 溫州 325015；2.余姚市中醫(yī)院 放射科，浙江 寧波 315400

乳腺惡性腫瘤的發(fā)病率在全球范圍內(nèi)呈上升趨勢，人們對乳腺常規(guī)檢查越來越重視。乳腺X線攝影已經(jīng)成為國內(nèi)外公認的乳腺疾病篩查的首選方法，尤其是近年來數(shù)字乳腺斷層攝影（digital breast tomosynthesis，DBT）的引入，克服了纖維腺體組織重疊對病變的遮擋，提高了病變檢出的靈敏度和準確率。根據(jù)美國放射學(xué)院對乳腺實質(zhì)的分型，致密型乳腺分為不均勻致密型c類和極度致密型d類，致密型乳腺是乳腺癌的高風(fēng)險因子[1-2]。乳腺對X線極其敏感，但有研究表明，在自動曝光時致密型乳腺的攝影條件較高[3]，輻射劑量也相對更高，國內(nèi)外較少有關(guān)致密型乳腺在DBT檢查中的劑量研究，因此在規(guī)范檢查技術(shù)的同時，需對受檢者進行輻射劑量分析和參數(shù)優(yōu)化。本研究通過回顧性分析致密型受檢者在DBT檢查中的相關(guān)攝影參數(shù)及輻射劑量，探討影響輻射劑量的因素。

1 對象和方法

1.1 對象 回顧性收集溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院2019年4月至12月符合納入標(biāo)準的患者。納入標(biāo)準：①行DBT檢查的女性患者；②乳腺纖維腺體組織分類為不均勻致密類或極度致密類。排除標(biāo)準：①患者有致密型假體植入；②乳腺癌術(shù)后形態(tài)改變。201例受檢者納入研究，年齡27～57歲，中位年齡42.3歲。本研究通過溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院倫理委員會批準（批件文號2020063），患者簽署知情同意書。

1.2 影像檢查設(shè)備及方法 采用日本FUJI FILM公司的AMULET Innovality數(shù)字乳腺斷層攝影系統(tǒng)的標(biāo)準模式，即小角度DBT-ST模式。曝光時乳腺機架進行±7.5°的旋轉(zhuǎn)，每1.0°曝光1次，共15次。Auto-Filter模式自動曝光，DBT攝影默認靶/濾過為鎢/鋁，F(xiàn)FDM攝影默認靶/濾過為鎢/銠。圖像順序均是先拍攝DBT圖像，再拍攝全景數(shù)字乳腺X線攝影（full-field digital mammography, FFDM）圖像。每例受檢者拍攝雙側(cè)乳腺頭尾位和內(nèi)外斜位共4組圖像，每組圖像包含DBT斷層圖和FFDM二維圖像，共計804組圖像。根據(jù)系統(tǒng)顯示記錄每組圖像曝光時的乳腺壓迫厚度、管電流、管電壓、平均腺體劑量（average glandular dose, AGD）、表面入射劑量（entrance surface dose, ESE）、乳腺截面大小和乳腺致密程度。其中乳腺截面大小根據(jù)以下標(biāo)準劃分：測量圖像中乳頭到胸壁的垂直距離，分類為大、中、小，≥80 mm的標(biāo)記為大，60～80 mm標(biāo)記為中，≤60 mm的標(biāo)記為小。乳腺致密程度根據(jù)美國放射學(xué)會（American College of Radiology，ACR）分型標(biāo)準：不均勻致密型標(biāo)記為c類，極度致密型標(biāo)記為d類。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理方法 采用SPSS22.0軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料用±s表示。多組間比較用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗；計量資料間相關(guān)性分析用Pearson相關(guān)性分析，影響因素分析用多因素方差分析，交互作用用兩因素方差分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 致密型乳腺受檢者整體輻射劑量 所有受檢者的檢測變量呈正態(tài)分布，其中乳腺壓迫厚度為（26.43±8.38）mm；隨著乳腺壓迫厚度的增加，單次檢查（包括4組DBT和FFDM劑量）的總AGD和總ESE均呈一定的上升趨勢，總AGD均值為（17.17± 3.05）mGy，總ESE均值為（37.33±8.22）mGy。

2.2 DBT圖像組的輻射劑量 在DBT攝影中d類乳腺致密程度自動曝光設(shè)定的管電流普遍高于c類，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001）；d類乳腺致密程度AGD和ESE高于c類，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.001）。管電壓和ESE隨著乳腺截面大小的增加而增加，而管電流和AGD并沒有增加的趨勢，見圖1。乳腺壓迫厚度與管電壓、管電流、AGD、ESE、ESE/AGD有相關(guān)性（均P＜0.05）；其中乳腺壓迫厚度與ESE/AGD呈高度線性相關(guān)（r=0.97，P＜0.01），見表1。乳腺截面大小對管電壓、管電流、AGD、ESE的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）；乳腺致密程度對管電流、AGD、ESE、ESE/AGD的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），見表2、表3。乳腺截面大小和乳腺壓迫厚度的交互作用對管電壓的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（F=2.19，P＜0.01）；乳腺壓迫厚度和乳腺致密程度的交互作用對管電壓、ESE、ESE/AGD的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（F=1.59、1.55、2.78，均P＜0.05）。

圖1 在DBT攝影中不同類型乳腺致密程度的乳腺截面大小對管電流、管電壓及輻射劑量的影響

2.3 FFDM圖像組的輻射劑量 在FFDM攝影中d類乳腺致密程度，自動曝光設(shè)定的管電流普遍高于c類，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.004）；d類乳腺致密程度AGD和ESE也高于c類，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。隨著乳腺截面大小的增加，管電流、管電壓、AGD、ESE也相應(yīng)增加，見圖2。乳腺壓迫厚度與管電壓、管電流、AGD、ESE、ESE/AGD有相關(guān)性（均P＜0.05）；乳腺壓迫厚度與ESE/AGD呈高度線性相關(guān)，有統(tǒng)計學(xué)意義（r=0.97，P＜0.01），見表1。乳腺截面大小對管電壓、管電流、AGD、ESE的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）；乳腺致密程度對管電流、AGD、ESE的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），見表2、表3。乳腺截面大小和乳腺致密程度的交互作用對ESE/AGD的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（F=4.91，P＜0.01）；乳腺截面大小和乳腺壓迫厚度的交互作用對管電壓、ESE/AGD的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（F=1.53、3.00，均P＜0.05）；乳腺壓迫厚度和乳腺致密程度的交互作用對ESE/AGD的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（F=1.98，P＜0.05）。

圖2 在FFDM攝影中不同類型乳腺致密程度的乳腺截面大小對管電流、管電壓及輻射劑量的影響

表1 不同乳腺壓迫厚度對管電壓、管電流和輻射劑量的相關(guān)性分析

表2 不同乳腺截面大小對管電流和輻射劑量的影響

表3 不同乳腺致密程度對管電流和輻射劑量的影響

3 討論

DBT作為一種全新的數(shù)字乳腺X線攝影方法采用多角度連續(xù)曝光，將所獲得的圖像重組為厚度為1 mm且平行于探測器的一系列斷層圖像。DBT能夠克服常規(guī)FFDM中纖維腺體重疊而遮擋病灶這一局限性，從而提高病灶判讀的準確性并降低在乳腺疾病篩查中的召回率[4]。DBT尤其對致密型腺體背景下的非鈣化病灶形態(tài)（如腫塊伴毛刺、結(jié)構(gòu)扭曲）評估具有一定價值。乳腺X線攝影的敏感度和特異度受多種因素的影響，其中一個重要因素即乳腺密度，據(jù)報道FFDM對致密型乳腺的漏診率達15%～50%[5]。與歐美國家女性多以脂肪型乳腺為主不同，亞洲女性多以致密型乳腺為主，乳腺疾病的漏診率及誤診率較脂肪型乳腺高。本研究中201例致密型乳腺受檢者，根據(jù)乳腺截面大小劃為中、小等級的占83.6%，國內(nèi)女性乳腺形態(tài)小而致密居多，對該群體輻射劑量的研究很有必要。有研究表明對于簇狀微鈣化的顯示，DBT的靈敏度和特異度均不及FFDM 高[6-7]。因為鈣化在一定空間內(nèi)的走行趨勢是評估鈣化良惡性的重要因素，由于DBT薄層重建的特性，使得鈣化灶整體的形態(tài)不易觀察[8]。劉穎等[9]研究表明DBT和FFDM聯(lián)合對于簇狀微鈣化的檢出率較單獨FFDM高。本研究采用的DBT攝影在獲得斷層圖像后加拍FFDM影像。乳腺作為輻射高敏感組織，其一次輻射致癌的權(quán)重系數(shù)高達0.15，尤其在自動曝光時，致密型厚乳腺受檢者的輻射劑量隨著管電流值的增加而大幅度增加[10-13]。本研究中201例受檢者，其一次檢查輻射劑量總AGD值為10.76～24.02 mGy，總ESE值為20.45～70.44 mGy。DBT和FFDM攝影的總劑量受多因素影響，對于致密型的、形態(tài)較大的受檢者，其單次照射的平均腺體劑量往往超過3mGy，即超過美國食品藥品管理局、美國放射學(xué)會對單次曝光的劑量范圍規(guī)定。

本研究中d類乳腺致密程度的輻射劑量高于同類乳腺截面大小的c類，乳腺致密程度與AGD正相關(guān)，乳腺壓迫厚度與AGD正相關(guān)，但對于厚度相同不同分型的乳腺，自動曝光所用的管電壓基本一樣，這與沈茜剛等[14]的研究基本一致。管電流與乳腺的密度呈正相關(guān)，管電流根據(jù)乳腺致密程度的不同進行調(diào)整。乳腺截面大小和乳腺致密程度對管電流的影響，在FFDM攝影中明顯高于其在DBT的影響，說明多角度旋轉(zhuǎn)曝光的DBT攝影把管電流控制在較小的范圍內(nèi)，使其總劑量降低，而FFDM攝影更遵循提高管電流而使沖擊陽極靶面的電子數(shù)增多，產(chǎn)生更多的光子來補償因厚度和致密程度增大帶來的劑量不足。ESE/AGD值與乳腺壓迫厚度呈高度線性相關(guān)，這與EMANUELLI等[15]的研究相同，ESE和AGD都是管電流的函數(shù)，其中AGD還是腺體厚度的函數(shù)。ESE/AGD值越小提示，相對皮膚入射劑量而言腺體的吸收劑量越大，有利于減少散射線，提高攝片過程中的射線防護。因此行DBT檢查時，在致密型乳腺受檢者可承受范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能地降低腺體壓迫厚度。對于形態(tài)小而致密的乳腺受檢者，當(dāng)壓迫受限（患者疼痛）而導(dǎo)致乳腺壓迫厚度過高時，可適當(dāng)減低管電壓（1～2 kVp）和FFDM參數(shù)中的管電流（10～20 mAs）來降低總體輻射劑量。對于在拍攝過程中發(fā)現(xiàn)形態(tài)大而屬于非致密型乳腺的患者，由于腺體內(nèi)脂肪含量高，卻因乳腺壓迫厚度和乳腺截面大小導(dǎo)致自動曝光系統(tǒng)大幅提高了攝影參數(shù)，此時可手動修正參數(shù)，降低管電流，從而在其他體位攝影時降低輻射劑量。有研究指出，通過軟件對DBT斷層攝影圖像的后處理可自動合成二維圖像，其影像診斷效能與FFDM攝片的結(jié)果無顯著性差異[7]。如果由合成二維影像代替FFDM攝影，可減少近一半的總輻射劑量。

致密型乳腺受檢者做DBT檢查時，隨著其自身乳腺壓迫厚度、大小和致密程度的增加，其輻射劑量會逐漸增高，需綜合受檢者因素，合理調(diào)整致密型乳腺攝影參數(shù)，以滿足放射防護的最優(yōu)化原則。