對(duì)比增強(qiáng)乳腺X線攝影平均腺體劑量與乳腺病變的相關(guān)性

林淑儀，熊小麗，黃安紅，徐維敏，文嬋娟，馬 樂，蔡裕興，陳衛(wèi)國(guó)

南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院放射科，廣東 廣州510515

乳腺癌高居女性惡性腫瘤發(fā)病率第1位［1］，早期乳腺癌的檢出和治療尤其重要。中國(guó)女性腺體大多為致密型腺體，使用對(duì)比增強(qiáng)乳腺X線攝影（CESM）能更好地顯示病變［2-3］。CESM是通過靜脈注射一定量的碘對(duì)比劑2 min后，利用碘的K緣效應(yīng)進(jìn)行常規(guī)體位曝光攝影，在7 min內(nèi)完成攝影，獲得高低能量圖像，并通過后處理最終獲得低能圖和減影圖［4-5］。常規(guī)乳腺X線攝影劑量與腺體的密度、壓迫厚度、患者年齡、過濾材料和攝影條件的選擇有關(guān)，本研究?jī)H討論病變對(duì)乳腺X線劑量的影響。CESM 常規(guī)攝影每側(cè)乳腺須進(jìn)行CC 位和MLO位2個(gè)體位高低能量的曝光。有研究發(fā)現(xiàn)，CESM的乳腺平均腺體劑量（AGD）高于低能圖的AGD，且與乳腺纖維腺體組織類型、病變部位及年齡相關(guān)（P＜0.05）［6］。但目前病變的類型、性質(zhì)及大小對(duì)CESM的AGD、低能圖AGD 及高能圖AGD 影響研究仍較少。本研究探討乳腺病變與CESM的AGD、低能圖AGD及高能圖AGD的關(guān)系，旨在為CESM檢查方法的輻射劑量控制提供更多的參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

收集2018年2～10月在本院行CESM檢查且經(jīng)組織學(xué)病理證實(shí)的123例女性患者作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：未懷孕；無乳腺手術(shù)史：健側(cè)無病變；未接受放化療；無假體置入者。排除標(biāo)準(zhǔn)：已知或疑似對(duì)碘對(duì)比劑或其他對(duì)比劑過敏，或有多種藥物過敏或哮喘病史；已知或疑似肝、腎、心臟功能不全；左右乳房大小不對(duì)稱［7］。123例患者年齡28～76歲（45.30±9.47歲）。本研究經(jīng)過醫(yī)院倫理委員會(huì)（NFEC-2017-136）的批準(zhǔn)，所有患者簽署了知情同意書。

1.2 研究方法

CESM檢查采用全數(shù)字化乳腺X線機(jī)Senographe Essential（GE，USA）。檢查前先靜脈注射對(duì)比劑（典比樂370，拜耳，美國(guó)），劑量為1.5 mL/kg，速率為3 mL/s［8］。在注射對(duì)比劑完成后的2 min進(jìn)行乳腺常規(guī)體位攝影，要求5 min內(nèi)拍完4個(gè)體位。先拍攝患側(cè)CC位［9］，再拍攝患側(cè)MLO位，然后拍攝健側(cè)CC位，最后拍攝健側(cè)MLO位。每個(gè)體位生成低能圖像以及由低能圖像和高能圖像經(jīng)后處理生成的減影圖像［10］。

1.3 圖像分析

由2名從事乳腺診斷5年以上的放射科醫(yī)師采用雙盲法分別對(duì)CESM圖像進(jìn)行診斷，記錄和分析［11］。判斷病變是否為腫塊型病變及記錄腫塊型病變長(zhǎng)徑（≥2 cm組及＜2 cm組）。腫塊型病變長(zhǎng)徑測(cè)量：選擇病變顯示最清晰的低能圖像，測(cè)量病變最長(zhǎng)徑3次，取平均值；病變邊緣表現(xiàn)為毛刺型時(shí)，最長(zhǎng)徑測(cè)量至毛刺根部。

1.4 AGD數(shù)據(jù)及病理結(jié)果收集

AGD數(shù)據(jù)收集：所有患者的低能圖AGD、高能圖AGD均可在后處理工作站搜集得到，通過把高、低能圖的AGD相加得到減影后AGD。分別記錄健側(cè)、患側(cè)的低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD。病理結(jié)果收集：所有病例均有手術(shù)病理證實(shí)，并分為良性組和惡性組。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

所有數(shù)據(jù)采用SPSS20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。良惡性病變、腫塊型與非腫塊型病變、≥2 cm腫塊型病變組與＜2 cm腫塊型病變組的低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD的比較行單因素方差分析。乳腺健側(cè)與患側(cè)的低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD的比較行配對(duì)t檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 良惡性病變的低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD對(duì)比

本研究共123例，包括惡性病變65例，良性病變58例。良惡性病變之間的低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，表1）。惡性病變的低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD均高于良性病變。

表1 良惡性病變低能圖、高能圖及減影后圖像的AGDTab.1 AGD of low energy,high energy and subtraction images of benign and malignant lesions(mGy)

2.2 受檢者乳腺健側(cè)與患側(cè)之間的低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD對(duì)比

無論良惡性病變，乳腺患側(cè)及健側(cè)的高能圖AGD差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而低能圖AGD及減影后AGD差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05，表2）。惡性病變的高能圖AGD，患側(cè)與健側(cè)的差值均數(shù)為0.11，而良性病變差值均數(shù)為0.06。

2.3 乳腺腫塊型病變與非腫塊型病變低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD對(duì)比

123例患者中，腫塊型病變86例，非腫塊型病變37例。乳腺腫塊型病變與非腫塊型病變低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05，表3）。

表2 乳腺良、惡性病變健側(cè)與患側(cè)低能圖、高能圖及減影后圖像的AGDTab.2 AGD of low energy, high energy and subtraction image of healthy and affected sides of benign and malignant breast lesions(mGy)

表3 乳腺腫塊型病變與非腫塊型病變的AGD對(duì)比Tab.3 Comparison ofAGD between breast mass lesions and non-mass lesions(mGy)

2.4 乳腺腫塊型病變長(zhǎng)徑≥2 cm組與＜2 cm組的低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD對(duì)比

本組中腫塊型病變共86 例，其中根據(jù)腫塊型病變長(zhǎng)徑進(jìn)行分組包括腫塊長(zhǎng)徑≥2 cm 組（n=44）及長(zhǎng)徑＜2 cm組（n=42）。乳腺腫塊型病變腫塊長(zhǎng)徑≥2 cm組及長(zhǎng)徑＜2 cm組低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，表4）。乳腺腫塊型病變腫塊長(zhǎng)徑≥2 cm組的低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD均高于長(zhǎng)徑＜2 cm組病變。

表4 乳腺腫塊型病變長(zhǎng)徑≥2 cm組與長(zhǎng)徑＜2 cm組的AGD對(duì)比Tab.4 Comparison of AGD between long diameter ≥2 cm group and long diameter ＜2 cm group of breast mass lesions(mGy)

2.5 乳腺惡性腫塊型病變長(zhǎng)徑≥2 cm組與＜2 cm組的低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD對(duì)比

本研究86 例腫塊型病變中有57 例惡性腫塊型病變，并根據(jù)病變長(zhǎng)徑進(jìn)行分組，其中腫塊長(zhǎng)徑≥2 cm 組32 例，＜2 cm 組25 例。兩組乳腺患側(cè)及健側(cè)的高能圖AGD差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，表5），而低能圖AGD及減影后AGD差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表5 乳腺惡性腫塊型病變長(zhǎng)徑≥2 cm組與長(zhǎng)徑＜2 cm組的AGD對(duì)比Tab.5 Comparison of AGD between long diameter ≥2 cm group and long diameter ＜2 cm group of breast malignant mass lesions(mGy)

3 討論

CESM是近年推出的一項(xiàng)X線新技術(shù)，已成為診斷可疑乳腺病變的重要補(bǔ)充手段［12-15］。已有研究對(duì)CESM的輻射劑量進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)CESM的輻射劑量顯著高于全數(shù)字化乳腺攝影［16］。而關(guān)于良惡性病變之間的劑量對(duì)比仍未見報(bào)道。本研究對(duì)乳腺良惡性病變所導(dǎo)致的CESM平均腺體劑量差異進(jìn)行探討，發(fā)現(xiàn)良惡性病變之間的低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。惡性病變的低能圖AGD、高能圖AGD 及減影后AGD 均高于良性病變。同時(shí)無論良惡性病變，乳腺患側(cè)及健側(cè)的高能圖AGD差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），患側(cè)乳腺高能AGD均高于健側(cè)的高能AGD；雖然乳腺患側(cè)及健側(cè)的低能圖AGD及減影后AGD差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），但患側(cè)乳腺低能圖及減影后AGD的平均值均高于健側(cè)。我們推測(cè)導(dǎo)致這些AGD不同的可能原因是，物質(zhì)密度是影響X線衰減的重要因素［17］，在整個(gè)CESM拍攝過程中，系統(tǒng)采用的是自動(dòng)曝光控制（AEC）模式。乳腺惡性病變的密度高于良性病變，物質(zhì)密度越大，吸收X線越多，透過該物質(zhì)后的X線衰減也越多。對(duì)于患側(cè)乳腺的病變，由于增加了乳腺實(shí)質(zhì)的密度，透過的X射線減少，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)到較高的峰值電壓（kVp）與電流量（mAs）。Fredenberg等［18］利用X射線衰減的能量依賴性證明了光譜成像可以區(qū)分不同的原子序數(shù)和密度。因此，乳腺惡性病變的AGD高于良性病變，同時(shí)患側(cè)的AGD顯著高于健側(cè)。

本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，乳腺腫塊型病變與非腫塊型病變低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。該結(jié)果可能與樣本量差異或者樣本量較少有關(guān)，其研究本量腫塊型病變86例，非腫塊型病變37例。乳腺腫塊型病變腫塊長(zhǎng)徑≥2 cm組及長(zhǎng)徑＜2 cm組低能圖AGD、高能圖AGD及減影后AGD差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。無論腫塊長(zhǎng)徑≥2 cm組還是＜2 cm組，乳腺患側(cè)及健側(cè)的高能圖AGD差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而低能圖AGD 及減影后AGD差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。當(dāng)腫塊長(zhǎng)徑≥2 cm且病變表現(xiàn)為惡性時(shí)，患側(cè)的高能AGD大于健側(cè)的高能AGD；且腫塊的最大徑越大，AGD越高，這說明輻射劑量與腫塊的大小密切相關(guān)。AGD的差異隨著病變大小的增加而增加，在CC和MLO視圖上，惡性腫瘤患者的AGD差值顯著增加。此外，病變?cè)酱螅琗射線吸收和AGD差異越大，說明輻射劑量與病變最大直徑密切相關(guān)，尤其是惡性病變［19］。

本研究發(fā)現(xiàn)，在AEC曝光模式下，CESM的AGD主要與病變良惡性相關(guān)，而與病變類型無關(guān)；且同一種病變性質(zhì)，乳腺兩側(cè)的低能圖及CESM的AGD無差別；僅高能圖AGD有差異，與全數(shù)字化乳腺攝影的差異的原因可能是過濾選擇不同。攝影低能圖用的是銠銠過濾，而攝影高能圖用的是銠銅過濾。本研究發(fā)現(xiàn)腫塊型病變大小影響低能圖AGD、高能圖AGD 及減影后AGD。而對(duì)于病變?yōu)榉悄[塊的輻射劑量，其患側(cè)的輻射劑量雖然高于健側(cè)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，傳統(tǒng)的乳腺癌模型多納入患者臨床信息，如年齡、哺乳史、家族史、初潮年齡、月經(jīng)情況等，應(yīng)用最為廣泛的Gail模型［20］、Tyrer模型［21］等。而近年來的乳腺癌模型，隨著計(jì)算機(jī)能力的提升，基于模糊邏輯的CAD模型、影像組學(xué)模型、基于深度學(xué)習(xí)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型已經(jīng)越來越多用于乳腺良惡性病變的鑒別［22-23］。這些模型大多基于對(duì)乳腺的病變特征進(jìn)行提取及分類，以增強(qiáng)病變的檢測(cè)能力，提高模型的診斷效能。Zheng等［24］則對(duì)兩側(cè)乳腺實(shí)質(zhì)的非對(duì)稱性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其可作為一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子，以預(yù)測(cè)乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)。雖然以上研究已取得良好的鑒別能力，但對(duì)于輻射劑量這一特征仍未進(jìn)行考慮，納入該特征，有望進(jìn)一步提高鑒別模型的診斷性能。我們的研究發(fā)現(xiàn)在AEC曝光模式下，CESM的AGD主要與病變良惡性相關(guān)，而與病變類型無關(guān)。CESM的AGD作為可能的風(fēng)險(xiǎn)因子，對(duì)于乳腺癌的CESM診斷及預(yù)測(cè)模型的進(jìn)一步研究具有一定的提示作用。

綜上所述，對(duì)于CESM檢查，在AEC曝光模式下，CESM的AGD主要與病變良惡性相關(guān)，而與病變類型無關(guān)。乳腺癌患側(cè)高能圖的輻射劑量要高于對(duì)側(cè)，該特征加入良惡性鑒別的模型中，可能有助于提高模型的診斷效能。本研究的局限性在于所納入的病例不足，有待增加樣本量進(jìn)行深入分析；另外，本研究單中心研究，數(shù)據(jù)來源單一，有望在后續(xù)研究進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。