王恒地，李增友，趙永霞

河北大學(xué)附屬醫(yī)院　a.設(shè)備處；b.放射科，河北　保定　071000

全數(shù)字乳腺攝影系統(tǒng)與屏片系統(tǒng)影像質(zhì)量和輻射劑量的比較

王恒地a，李增友a(bǔ)，趙永霞b

河北大學(xué)附屬醫(yī)院a.設(shè)備處；b.放射科，河北保定071000

[摘要]目的探討全數(shù)字乳腺攝影系統(tǒng)（FFDM）與屏片系統(tǒng)（SFM）在乳腺攝影中影像質(zhì)量、輻射劑量的差異。方法用Giotto 乳腺攝影機(jī)對(duì)乳腺模體進(jìn)行屏片攝影，攝影選用自動(dòng)曝光控制模式（AEC），曝光采用2檔，記錄攝影條件和輻射劑量，然后在FFDM上用相同劑量的攝影條件對(duì)模體進(jìn)行攝影，記錄攝影條件。固定屏片系統(tǒng)攝影條件的28 kV不變，變動(dòng)mAs為70 、65 、60 、55 mAs對(duì)模體進(jìn)行攝影攝取模體影像，記錄屏片系統(tǒng)的輻射劑量。固定FFDM攝影條件的28 kV不變，變動(dòng)mAs為28 、32 、36 、45 mAs對(duì)模體進(jìn)行攝影攝取模體影像，記錄屏片系統(tǒng)的輻射劑量。由2位影像學(xué)醫(yī)師在相同條件下對(duì)上述模體影像進(jìn)行軟閱讀，并按照美國放射學(xué)會(huì)（ACR）的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)模體中的鈣化點(diǎn)、尼龍纖維、腫塊灶進(jìn)行評(píng)分，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（one away ANOVA），2名醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的一致性評(píng)估采用Kappa檢驗(yàn)。結(jié)果在相同表面入射劑量下，F(xiàn)FDM影像質(zhì)量高于 SFM的影像質(zhì)量（P＜0.05）；在兩種乳腺攝影系統(tǒng)的影像質(zhì)量相同時(shí)，F(xiàn)FDM較SFM表面入射劑量低35.3%，F(xiàn)FDM較SFM腺體平均劑量低37.1%。結(jié)論全數(shù)字乳腺攝影系統(tǒng)在AEC條件下，影像質(zhì)量優(yōu)于屏片乳腺攝影系統(tǒng)。在輻射劑量相同時(shí)，全數(shù)字乳腺攝影系統(tǒng)的影像質(zhì)量優(yōu)于屏片系統(tǒng)。

[關(guān)鍵詞]全數(shù)字乳腺攝影系統(tǒng)；屏片乳腺攝影系統(tǒng)；影像質(zhì)量；輻射劑量

0　前言

隨著乳腺癌發(fā)病率越來越高，發(fā)病年齡越來越年輕，乳腺癌早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷、早期治療是降低乳腺癌病死率的關(guān)鍵。X線檢查作為乳腺癌篩查的主要手段已經(jīng)得到認(rèn)可[1]。本文就全數(shù)字乳腺攝影系統(tǒng)和屏片乳腺攝影血管的影像質(zhì)量與輻射劑量做一比較評(píng)價(jià)。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備

GE senographe 2000DS 全數(shù)字乳腺攝影機(jī)（FFDM），像素尺寸為100 μm；Giotto 乳腺攝影機(jī)，Kodak 乳腺屏膠組合，Kodak 自動(dòng)沖洗機(jī)及沖洗套藥，Barco 醫(yī)用顯示器，F(xiàn)luke NA 18-220乳腺攝影專用模體，solidose 400 劑量儀，SPSS17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件。

1.2攝影條件及方法

將乳腺攝影專用模體放置在Giotto 乳腺攝影機(jī)的攝影平臺(tái)上，將壓迫板壓下，壓力為5 Pa。用Giotto 乳腺攝影機(jī)對(duì)乳腺模體進(jìn)行屏片攝影，攝影選用自動(dòng)曝光控制模式（AEC），曝光采用2檔，記錄攝影條件為28 kV、80 mAs、表面入射劑量（ESD）為3.95 mGy和腺體平均劑量（AGD）為1.05 mGy。然后在FFDM上用相同劑量的攝影條件對(duì)模體進(jìn)行攝影，攝影條件為28 kV、42 mAs，固定屏片系統(tǒng)攝影條件的28 kV不變，變動(dòng)mAs為70 、65 、60 、55 mAs對(duì)模體進(jìn)行攝影攝取模體影像，記錄屏片系統(tǒng)的輻射劑量。固定FFDM攝影條件的28 kV不變，變動(dòng)mAs為30 、34 、38 、45 mAs對(duì)模體進(jìn)行攝影攝取模體影像，記錄FFDM系統(tǒng)的輻射劑量。將上述步驟重復(fù)3次，計(jì)算上述攝影條件和輻射劑量的平均值。將上述攝影條件下攝取影像傳至圖像診斷工作站。

1.3模體

Fluke NA 18-220乳腺模體由50%脂肪和50%腺體組成，其內(nèi)有5組直徑不同的Al2O3顆粒（0.16、0.24、0.32、0.40、0.54 mm）模擬乳腺內(nèi)的鈣化點(diǎn)，每5個(gè)鈣化點(diǎn)組成1組。5種直徑不同晶狀體形狀的丸塊（0.25、0.5、0.75、1.00、2.00 mm）模擬乳腺內(nèi)的腫塊。6種直徑不同的尼龍纖維（0.40、0.54、0.75、0.89、1.12、1.56 mm）模擬乳腺內(nèi)的纖維組織。

1.4評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)美國放射學(xué)會(huì)（ACR）的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[2]：對(duì)這3種內(nèi)容物的影像評(píng)分應(yīng)分別進(jìn)行。位置和方向均正確的整條纖維可見，計(jì)1分；位置和方向均正確的纖維可見半條，計(jì)0.5分；在纖維區(qū)域出現(xiàn)位置和方向均不正確的纖維，則從上次纖維得分中扣除。在正確的位置可見鈣化點(diǎn)組內(nèi)4個(gè)以上的鈣化點(diǎn)計(jì)1分；鈣化點(diǎn)組內(nèi)可見2個(gè)或3個(gè)點(diǎn)，計(jì)0.5分；在鈣化點(diǎn)區(qū)域見到位置不正確2個(gè)以上鈣化點(diǎn)，扣除0.5分；在正確位置可見圓形腫塊計(jì)1分；如看到腫塊，但形狀不是圓形計(jì)0.5分。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件，對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用單因素方差分析（ANOVA）進(jìn)行處理，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2名醫(yī)師對(duì)不同濃度對(duì)比劑所得圖像評(píng)價(jià)的一致性程度評(píng)估采用Kappa檢驗(yàn)。Kappa值＞0.75為一致性較好；Kappa值在0.40～0.75為一致性一般；Kappa值＜0.40為一致性較差。

2　結(jié)果

（1）不同攝影條件下的劑量測(cè)量結(jié)果，見表1～2。

表1　FFDM 28 kV下不同mAs的ESD和AGD

表2　SFM 28 kV下不同mAs的ESD和AGD

（2）請(qǐng)2位影像專家對(duì)上述攝影條件下攝取模體影像進(jìn)行閱讀，并按照ACR評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，F(xiàn)FDM在28 kV下不同mAs和SFM在28 kV下不同mAs的評(píng)分值，見表3～4。

表3　2位影像學(xué)專家對(duì)FFDM在28 kV不同mAs下產(chǎn)生影像的評(píng)分

（3）經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，在相同表面入射劑量下，F(xiàn)FDM的影像質(zhì)量高于SFM影像質(zhì)量（F=41.323，P＜0.01）；當(dāng)全數(shù)字乳腺攝影系統(tǒng)和屏片乳腺攝影系統(tǒng)的影像質(zhì)量相同時(shí)，F(xiàn)FDM較SFM表面入射劑量（ESD）低35.3%，F(xiàn)FDM較SFM的腺體平均劑量（AGD）低37.1%。

（4）2名醫(yī)師對(duì)FFDM和SFM不同攝影條件下產(chǎn)生圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的一致性好（Kappa=0.83）。

3　討論

（1）在相同的輻射劑量下全數(shù)字乳腺攝影系統(tǒng)的影像質(zhì)量優(yōu)于屏片乳腺攝影系統(tǒng)，尤其是對(duì)鈣化點(diǎn)和腫塊灶的檢出，而簇狀鈣化點(diǎn)是乳腺癌的特異性征象，對(duì)簇狀鈣化點(diǎn)的檢出率的高低直接決定乳腺癌診斷和檢出的高低，因此，F(xiàn)FDM比CRM對(duì)乳腺癌的檢出率要高[3]。這是由于全數(shù)字化乳腺攝影系統(tǒng)的探測(cè)器具有很高的量子捕獲效能，能產(chǎn)生較高的信噪比以及對(duì)低對(duì)比結(jié)構(gòu)的觀察能力，而且其動(dòng)態(tài)范圍大約是屏片系統(tǒng)的10倍以上。這些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在對(duì)致密型乳腺、微細(xì)鈣化和早期乳腺癌的診斷具有重要的意義。這些特點(diǎn)對(duì)乳腺病變的定位更為精確,所以在對(duì)乳腺病變進(jìn)行活檢的準(zhǔn)確率亦明顯提高,同時(shí)對(duì)病變的定性診斷更為準(zhǔn)確,從而可以減少不必要的手術(shù)或/和活檢[4]。

（2）在相同的影像質(zhì)量下，F(xiàn)FDM較SFM高，這是由于FFDM使用了數(shù)字平板技術(shù)，避免了普通增感屏的增感顆粒以及膠片感光顆粒的分布不均勻，顆粒大小不一致而導(dǎo)致被檢體組織成像之后出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，大大提高了圖像質(zhì)量，減低了曝光劑量[5]。另外，F(xiàn)FDM利用光導(dǎo)性將X線直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào)產(chǎn)生數(shù)字動(dòng)態(tài)和靜態(tài)圖像, 所以其探測(cè)器具有較高的量子捕獲效率（DQE），F(xiàn)FDM還具有強(qiáng)大的后處理功能，可以對(duì)影像的灰度和亮度進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，有利于醫(yī)生的診斷，而且FFDM能將有價(jià)值的X線數(shù)據(jù)得以全部保存，故此系統(tǒng)具有較高的空間分辨力和對(duì)比度，更容易觀察病變組織的細(xì)微變化。

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本文作者：王恒地，河北大學(xué)附屬醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備處副處長，高級(jí)工程師。

作者郵箱：849986240@.com

[中圖分類號(hào)]R814.42；R737.9

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]B

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2014.03.061

[文章編號(hào)]1674-1633(2014)03-0157-02

收稿日期：2013-12-16修回日期：2014-02-12

基金項(xiàng)目：河北省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（13277734D）；河北大學(xué)醫(yī)工交叉研究中心開放基金資助項(xiàng)目（BM201106）；河北大學(xué)醫(yī)學(xué)學(xué)科專項(xiàng)資金建設(shè)項(xiàng)目（2012B3004）。

通訊作者：趙永霞，河北大學(xué)附屬醫(yī)院放射科副主任，副主任技師。

Comparison of Imaging Quality and Radiation Dose Between Full-feld Digital Mammography System and Screen-Film Mammography System

WANG Heng-dia, LI Zeng-youa, ZHAO Yong-xiab
a.Department of Equipment b.Department of Radiology, The Affliated Hospital of Hebei University, Baoding, Hebei 071000, China

Abstract：ObjectiveTo compare the imaging quality and radiation dose between full-filed digital mammography (FFDM) system and screen-flm mammography (SFM) system.MethodsScreen-flm mammography of breast phantom was conducted. Automatic exposure photography control mode with 2 stops was used. Imaging condition and radiation dose were recorded. Then the above process was conducted with full-filed digital mammography. Subsequently condition maintained as 28 kV, the phantom with SFM system was exposed by varying mAs (70 mAs, 65 mAs, 60 mAs, 55 mAs), then the phantom with FFDM system was exposed by varying mAs (45 mAs, 36 mAs, 32 mAs, 28 mAs) also under the condition of 28 kV, and the radiation dose was recorded. Two independent radiologists read the images on monitor with the same window width and window level. The images of specks groups, nylon fbers and masses were assessed according to the standard of American College of Radiology (ACR). Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance and kappa test to assess the consistency of the two radiologists.ResultsThe image quality of FFDM was proved to be superior to SFM (P＜0.05) with the same radiation dose. When the image quality of the two systems was same, the radiation doses were different, the ESD of FFDM system was reduced by 35.3% than SFM system, and the AGD was reduced by 37.1% than SFM system.ConclusionsThe image quality with FFDM system was proved to be superior to SFM system under the same exposure condition of ACE. When the radiation dose was similar, the image quality with FFDM was also better than the SFM system.

Key words：full-flled digital mammography system; screen-flm mammography system; imaging quality; radiation dose