乳腺CT 的禁忌、專用性及其技術進展

何之彥

（上海交通大學醫(yī)學院附屬第一人民醫(yī)院放射科，上海 200080）

乳腺疾病是多發(fā)病、常見病，尤其是乳腺癌嚴重危害人們的身體健康，越早診斷，越能提高生存率［1］。影像學檢測方法對乳腺癌的診斷具有重要作用。目前，常規(guī)乳腺影像檢查方法主要有3 種：乳腺X 線攝影、超聲和MRI。乳腺X 線攝影對乳腺癌早期篩查和提高患者生存率極為重要。研究表明，每篩查1 224 人，有1 人的生命被挽救［2］；一組調查表明，1990 年30～79 歲婦女乳腺癌死亡率每10 萬人中有49.7 人，2000 年降至38.0 人，比1990 年下降24%，原因可能為乳腺X 線攝影的早期發(fā)現(xiàn)和治療水平的提高［3］；乳腺X 線攝影已被證明是挽救乳腺癌患者生命經濟有效的檢查手段［4］。然而，乳腺X 線攝影對致密型乳腺檢測存在局限性，我國45～65 歲女性中49.2%的乳腺屬于致密型［5］，因此，超聲檢查的一些優(yōu)勢得以體現(xiàn)。Berg 等［6］對無癥狀且有乳腺癌高危因素的女性隨機分組后進行0、12 和24 個月篩查，共發(fā)現(xiàn)111 例乳腺癌，單用超聲發(fā)現(xiàn)32 例（28.8%），由X 線和超聲共同發(fā)現(xiàn)26 例（23.4%），另33 例（29.7%）僅在乳腺X 線攝影中發(fā)現(xiàn)，9 例（8.1%）在乳腺X 線攝影和超聲檢查后由MRI 發(fā)現(xiàn)。乳腺MRI多序列可獲得更多信息，且無電離輻射，有研究表明，MRI 篩查比超聲更能提高乳腺癌的早期診斷水平，在美國已被推薦應用于乳腺癌高危人群［7］。

有關CT 對乳腺疾病的診斷與篩查卻鮮有報道，筆者就專用乳腺CT 的發(fā)展、價值，以及未來進展分析如下。

1 早期CT 應用于乳腺的研究回顧

乳腺X 線攝影與CT 使用相同射線，其為2D 攝影，以2D 格式顯示3D 乳腺可能會產生假陽性結果，導致不必要的成像和活檢，給患者造成困擾。為了避免組織重疊造成的影像診斷困擾，Chang 等［8-13］檢測了3 000 多例女性，對CT 在乳腺疾病中的應用進行了研究，結果表明，CT 可應用于巨大、較厚及致密的乳腺，能夠診斷較隱匿的乳腺癌。這些研究使用了專用于乳腺的CT/M 系統(tǒng)（CT/Mammography）［14］。此CT/M 系統(tǒng)為單層扇形束CT 系統(tǒng)，掃描時患者采用俯臥位體位，懸垂乳房被水浴包圍；X 線管和探測器組件的定位和旋轉與目前的立體定向乳腺活檢儀相似；重建圖像層厚1 cm，像素大小1.56 mm×1.56 mm。在一項對1 625 例受試者的研究中，經組織學證實乳腺癌患者71 例病灶78 個，其中靜脈注射對比劑后乳腺CT 檢測出94%，而乳腺X 線攝影僅檢測出77%［12］。盡管結果令人鼓舞，但當時的技術和圖像重建技術無法滿足乳腺成像對空間分辨力和輻射劑量的要求，最終并未商用。在CT/M 系統(tǒng)開發(fā)三四十年之后，CT 技術（探測器、重建算法、計算機硬件等）有了長足的進步，有不少學者繼續(xù)研究乳腺專用CT 機并將其初步運用于乳腺癌診斷與篩查中［15-19］。

2 常規(guī)CT 應用的禁忌及有限性使用

因為乳房具有豐富的腺體組織，常規(guī)CT 掃描需通過胸部行軸向穿透，會增加不必要的輻射劑量［20］。我國對數字化乳腺X 線攝影機每次檢查的乳腺平均輻射劑量要求是：對4 cm 厚度的乳腺體模（脂肪與纖維腺體組織各占50%）普通2D 攝影或體層合成攝影小于2.0 mGy，普通2D 攝影+體層合成攝影小于3.5 mGy［21］。美國食品和藥物管理局（FDA）規(guī)定：在FDA 接受的模擬標準乳腺體模的單次頭尾位圖像中，每次照射的平均腺體劑量不應超過3.0 mGy（0.3 rad），劑量應根據臨床標準乳腺使用的技術因素和條件確定［22］。有學者建議乳腺成像的要求為：即具有3D 顯示能力、軟組織分辨力高、準確的組織密度評估、可行動態(tài)對比增強、高的各向同性空間分辨力、平均腺體劑量低于5 mGy、患者受檢舒適度好、集成活檢裝置及價格較低［23］。其中，平均腺體劑量的上限要求低于5 mGy，參考了歐洲雙視圖乳腺X 線攝影篩查的要求［24］。與乳腺X 線攝影比較，常規(guī)CT電離輻射相對較高，不適宜于腺體豐富的乳腺組織；CT 的空間分辨力較低，限制了常規(guī)CT 探測乳腺微小病變如微細鈣化的能力［25］；常規(guī)CT 檢查需要具有豐富經驗的診斷醫(yī)師，因此，并不被推薦應用于乳腺疾病的檢查。

不過，在某些特殊情況下，常規(guī)CT 可作為乳腺癌的輔助診斷方法，如篩查轉移性乳腺癌、有無局域性淋巴結轉移及骨、肺、肝、腦遠處轉移，幫助腫瘤分期［26］。曾有常規(guī)胸部CT 檢查時偶然發(fā)現(xiàn)乳腺占位性病變的報道［27-30］，也有研究強調了對比劑增強掃描的作用［31］。多探測器CT［31-32］及能譜CT［33-34］在乳腺癌診斷中的應用也有報道，但數量極少，且均非主流性的研究。

2 項大型研究報道了胸部CT 意外發(fā)現(xiàn)乳腺病變的概率。Surov 等［35］報道8 105 例胸部CT 檢查中89 例（1.1%）意外發(fā)現(xiàn)乳腺疾病，Monzawa 等［29］報道2 945 例（1.1%）中31 例意外發(fā)現(xiàn)乳腺疾病。

Gossner［36］提出，當MRI 因心臟起搏器影響限制使用，而乳腺X 線攝影和超聲檢查結果不明的患者可選擇CT 作為替代檢查。乳腺CT 增強掃描敏感度低于MRI，MRI 的敏感度通常在95%以上［37］。但在3 項研究中，使用對比劑的乳腺CT 動態(tài)增強掃描的敏感度也很高，分別為91%、92.6%和93%［31,38-39］。CT與乳腺X 線攝影和超聲的結合應用提高了乳腺保留率，因為CT 能更好地描述腫瘤范圍［40］。

但是CT 的電離輻射可能帶來損害，尤其是在年輕患者的影像檢查中，輻射防護尤為重要，在使用自動管電流調制、限制視野，降低輻射劑量時，圖像噪聲會增加，以致阻礙對軟組織的評估。在胸部CT 檢查中，使用乳腺屏蔽的方法減少女性乳腺的腺體劑量，這些乳腺屏障通常會導致鄰近乳腺組織的光束硬化，使得幾乎無法對鄰近乳腺組織部分進行評估［36］。

3 乳腺專用CT 的發(fā)展過程、種類及未來

現(xiàn)代乳腺專用CT 機從幾何學的角度［如使用蒙特卡羅技術（Monte Carlo techniques）［41］］及采用特殊設計的重建算法降低乳腺的輻射劑量，同時使圖像更加清晰［42］。常規(guī)CT 檢查胸部時患者取仰臥位，乳房常平鋪于胸前，而乳腺專用CT 均采用俯臥位，使乳腺懸垂，改變了乳腺的立體幾何學構建。

目前，在乳腺專用CT 機的設計中已提出了具有不同圖像采集方式（如錐形束、扇形束、平行束）、不同的探測器類型（如平板能量積分、光子計數）和不同成像模式（如吸收對比、相位對比）的專用系統(tǒng)，其中錐形束CT、光子計數CT 和相位對比CT 具有代表性。

3.1 乳腺錐形束CT 技術特點 在嘗試最早的單層扇形束CT 系統(tǒng)之后，CT 技術的進步重新激發(fā)了研究者對專用乳腺CT 研發(fā)的熱情。一項關鍵研究表明，在輻射劑量可與乳腺X 線攝影相媲美的情況下，專用乳腺CT 具有發(fā)展?jié)摿Γ?5］。平板X 線探測器的發(fā)展和圖像重建技術的改進使高分辨力錐形束計算機斷層掃描成為可能，這是一種更適用于專用乳腺CT 的圖像采集方式。

目前，大多數專用乳腺CT 系統(tǒng)為錐形束乳腺CT［43］。投影數據通過錐形束乳腺CT 系統(tǒng)采集，其探測器足以覆蓋整個乳腺，投影數據是在一個單一的循環(huán)掃描中獲得。

錐形束乳腺CT 的輻射劑量取決于預期用途（如篩查或診斷評估），以及研究是否也涉及對比劑的使用。研究表明，與乳腺X 線攝影相比，錐形束乳腺CT 用于篩查時對軟組織病變的輻射劑量有顯著性改善［44］。錐形束乳腺CT 診斷性成像的輻射劑量在診斷性乳腺X 線攝影的范圍內［45-46］。有研究表明，錐形束乳腺CT 用于診斷評估時，平均腺體劑量在7～13.9 mGy［45-48］，隨著技術發(fā)展，平均腺體劑量將逐漸降低。

3.2 乳腺光子計數CT 技術特點 乳腺光子計數CT 的優(yōu)點是空間分辨力增加和輻射劑量降低，投影數據是通過螺旋運動的X 線管和探測器組合獲得，類似于常規(guī)MDCT 檢測系統(tǒng)，但這種螺旋CT使用的是光子計數X 線探測器，而不是電荷集成平板探測器［49］。有研究表明，根據乳腺大小優(yōu)化光子計數螺旋乳腺CT 的管電流，可檢測到直徑為196 μm的微鈣化，同時保持劑量值在常規(guī)乳腺X 線攝影的范圍內［50］。

3.3 乳腺相位對比CT 技術特點 近年來，人們研究了幾種不同的相位對比CT 與乳腺成像的結合方式，主要的CT 形式有基于傳播的相位對比CT（propagation-based CT，PB-CT）［也稱為內列CT（in-line CT）］、邊緣照明CT（edge illumination CT）、基于光柵的CT（grating-based CT）和基于檢偏鏡的CT（analyzer-based CT）［51］。在這些技術中，僅PB-CT無需任何專門的X 線光學元件，以實現(xiàn)相位對比，因此，這項技術在原則上是最易實現(xiàn)的。PB-CT 是一種利用透射X 線束的折射和吸收的X 線成像技術。與傳統(tǒng)的基于吸收的CT 相比，PB-CT 具有更高的SNR，前者的10 倍或更多［42］。一項研究對手術切除的乳腺標本（n=12）在不同的成像條件下使用PB-CT和常規(guī)CT（使用吸收對比）技術進行掃描，評估影像學圖像質量，采用32 keV 能量X 線束對PB-CT 圖像進行相位反衍，在相同的X 線能級輸出的條件下，4、2 mGy 平均腺體劑量下的PB-CT 圖像的圖像質量顯著高于4 mGy 時的常規(guī)CT 圖像（均P＜0.05）；與常規(guī)CT 相比，即使在相當低的平均腺體劑量下，PB-CT 也能獲得更高的圖像質量，因此預測，如果能成功地將PB-CT 技術應用于乳腺癌成像，可能會提高乳腺癌的診斷水平［52］。

3.4 乳腺專用CT 與其他乳腺斷面成像的比較 其他乳腺斷面成像包括數字斷層合成攝影（digital breast tomosynthesis，DBT）、MRI 和超聲成像。

乳腺專用CT 是一種乳腺3D 各向同性成像技術，其克服了2D 壓縮乳腺X 線攝影和角度合成的局限性。DBT 也是一種3D 成像，但不是在3D 各向同性分辨力的多平面模式下成像，雖能有效解決因疊加組織效應而導致的病變遮掩，但當病變與同平面鄰近的組織密度相似時，會產生輪廓模糊效應，使病變部分邊緣或全部邊緣顯示不清。雖然DBT 提供了非常高的平面分辨力，但由于旋轉角度有限，只能得到一組不完整的投影，導致z 軸分辨力不理想［53］。DBT 所獲得的斷層圖像尚不足以改變組織密度對比，因此，臨床仍需使用其他影像學方法改變局部組織對比度，加以觀察。因此，即使DBT 可獲得斷面圖像，但其圖像質量還是無法與乳腺專用CT 相比。且乳腺專用CT 也可采用平板探測器而非常規(guī)CT 探測器，其空間分辨力大大提高［54］。此外，由于CT 成像不依賴于乳腺組織厚度的均勻性，因此該技術無需強烈壓迫乳腺，患者不會產生乳腺X 線攝影時出現(xiàn)的不適感［15］。

乳腺專用CT 也具有MRI 的一些優(yōu)勢，與MRI相比，其具有快速獲取和價格更低，以及可同時顯示微鈣化和對比度增強的優(yōu)點［55］。乳腺CT 與超聲相比，對操作員依賴更?。?5］。

3.5 乳腺專用CT 的未來 乳腺專用CT 具有更高的密度分辨力，應用前景較好。目前，乳腺專用CT和增強對比已被引入臨床實踐，并初步顯示出良好的結果［55-56］。但乳腺專用CT 也未完全放開使用，很多報道仍然使用乳腺切除標本謹慎地進行研究［57］。有學者利用3D 打印體模進行研究，結果表明乳腺專用CT 可根據患者的乳腺大小和密度等特點，改變X線管電流，優(yōu)化圖像質量，從而得出最佳的乳腺CT采集參數，提高不同大小和密度乳腺的診斷圖像質量，同時將平均腺體劑量保持在類似于數字乳腺X線攝影的水平［58］。

學者們正在研究乳腺CT 掃描是否會成為比傳統(tǒng)乳腺X 線攝影更好的篩查工具。新的錐形束CT輻射劑量僅1.5 mGy［57］，輻射總劑量與常規(guī)乳腺X 線攝影檢查的劑量相當。然而，乳腺CT 篩查的研究仍處于早期階段，因為，乳腺專用CT 系統(tǒng)尚處于研發(fā)中，著重探討的是圖像采集方式、X 線成像模式、探測器類型、圖像算法、掃描協(xié)議優(yōu)化等［59］。期待未來的乳腺專用CT 能夠滿足乳腺成像的9 項要求［23］。