致密型乳腺在數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.溫州醫科大學附屬第一醫院 放射科，浙江 溫州 325015；2.余姚市中醫院 放射科，浙江 寧波 315400

乳腺惡性腫瘤的發病率在全球范圍內呈上升趨勢，人們對乳腺常規檢查越來越重視。乳腺X線攝影已經成為國內外公認的乳腺疾病篩查的首選方法，尤其是近年來數字乳腺斷層攝影（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。根據美國放射學院對乳腺實質的分型，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，國內外較少有關致密型乳腺在DBT檢查中的劑量研究，因此在規范檢查技術的同時，需對受檢者進行輻射劑量分析和參數優化。本研究通過回顧性分析致密型受檢者在DBT檢查中的相關攝影參數及輻射劑量，探討影響輻射劑量的因素。

1 對象和方法

1.1 對象 回顧性收集溫州醫科大學附屬第一醫院2019年4月至12月符合納入標準的患者。納入標準：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。排除標準：①患者有致密型假體植入；②乳腺癌術后形態改變。201例受檢者納入研究，年齡27～57歲，中位年齡42.3歲。本研究通過溫州醫科大學附屬第一醫院倫理委員會批準（批件文號2020063），患者簽署知情同意書。

1.2 影像檢查設備及方法 采用日本FUJI FILM公司的AMULET Innovality數字乳腺斷層攝影系統的標準模式，即小角度DBT-ST模式。曝光時乳腺機架進行±7.5°的旋轉，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，FFDM攝影默認靶/濾過為鎢/銠。圖像順序均是先拍攝DBT圖像，再拍攝全景數字乳腺X線攝影（full-field digital mammography, FFDM）圖像。每例受檢者拍攝雙側乳腺頭尾位和內外斜位共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。根據系統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以下標準劃分：測量圖像中乳頭到胸壁的垂直距離，分類為大、中、小，≥80 mm的標記為大，60～80 mm標記為中，≤60 mm的標記為小。乳腺致密程度根據美國放射學會（American College of Radiology，ACR）分型標準：不均勻致密型標記為c類，極度致密型標記為d類。

1.3 統計學處理方法 采用SPSS22.0軟件進行統計分析。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；計量資料間相關性分析用Pearson相關性分析，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為差異有統計學意義。

2 結果

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定的管電流普遍高于c類，差異有統計學意義（P＜0.001）；d類乳腺致密程度AGD和ESE高于c類，差異有統計學意義（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有相關性（均P＜0.05）；其中乳腺壓迫厚度與ESE/AGD呈高度線性相關（r=0.97，P＜0.01），見表1。乳腺截面大小對管電壓、管電流、AGD、ESE的差異均有統計學意義（均P＜0.05）；乳腺致密程度對管電流、AGD、ESE、ESE/AGD的差異均有統計學意義（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計學意義（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的差異均有統計學意義（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，自動曝光設定的管電流普遍高于c類，差異有統計學意義（P=0.004）；d類乳腺致密程度AGD和ESE也高于c類，差異有統計學意義（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有相關性（均P＜0.05）；乳腺壓迫厚度與ESE/AGD呈高度線性相關，有統計學意義（r=0.97，P＜0.01），見表1。乳腺截面大小對管電壓、管電流、AGD、ESE的差異均有統計學意義（均P＜0.05）；乳腺致密程度對管電流、AGD、ESE的差異均有統計學意義（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的差異有統計學意義（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的差異均有統計學意義（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的差異有統計學意義（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作為一種全新的數字乳腺X線攝影方法采用多角度連續曝光，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（如腫塊伴毛刺、結構扭曲）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，根據乳腺截面大小劃為中、小等級的占83.6%，國內女性乳腺形態小而致密居多，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不易觀察[8]。劉穎等[9]研究表明DBT和FFDM聯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重系數高達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、美國放射學會對單次曝光的劑量范圍規定。

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，乳腺壓迫厚度與AGD正相關，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，管電流根據乳腺致密程度的不同進行調整。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，說明多角度旋轉曝光的DBT攝影把管電流控制在較小的范圍內，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增多，產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，這與EMANUELLI等[15]的研究相同，ESE和AGD都是管電流的函數，其中AGD還是腺體厚度的函數。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，應盡可能地降低腺體壓迫厚度。對于形態小而致密的乳腺受檢者，當壓迫受限（患者疼痛）而導致乳腺壓迫厚度過高時，可適當減低管電壓（1～2 kVp）和FFDM參數中的管電流（10～20 mAs）來降低總體輻射劑量。對于在拍攝過程中發現形態大而屬于非致密型乳腺的患者，由于腺體內脂肪含量高，卻因乳腺壓迫厚度和乳腺截面大小導致自動曝光系統大幅提高了攝影參數，此時可手動修正參數，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，合理調整致密型乳腺攝影參數，以滿足放射防護的最優化原則。