譚 歡，曾勇明，朱明霞

（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，重慶 400016）

美國和日本等國家早已規(guī)定：40歲以上女性每年必須進(jìn)行乳腺X線檢查以篩查乳腺癌［1－2］。我國也越來越重視乳腺癌的篩查工作［3－4］。由于乳腺腺體組織的性質(zhì)與X線的吸收有關(guān)聯(lián)，因此在乳腺X線攝影時(shí)，探討乳腺不同組織的最適宜曝光模式和曝光參數(shù)有助于對(duì)患者輻射劑量實(shí)施有效的控制，以避免醫(yī)源性輻射導(dǎo)致的乳腺癌等疾病的發(fā)生。國內(nèi)外有對(duì)乳腺體模的相關(guān)研究，但本研究重點(diǎn)比較在不同曝光參數(shù)下不同模擬病變的圖像質(zhì)量受影響的情況。與既往研究比較，本研究采用乳腺體模作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，可反復(fù)實(shí)驗(yàn)，保證了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)避免了對(duì)患者不必要的輻射。

1 材料與方法

1.1 主要材料和設(shè)備 Fluke NA 18－220乳腺體模由模擬纖維組織、模擬鈣化群和模擬團(tuán)塊3種試驗(yàn)材料構(gòu)成，相當(dāng)于50%的腺體和50%的脂肪壓迫后厚度為4.2cm的乳腺組織。見圖1。

圖1 Fluke NA 18－220型乳腺體模的模擬結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Simulated structure chart of Fluke NA 18－220breast phantom

采用美國GE公司的Senographe DS全數(shù)字化乳腺鉬銠雙靶攝影機(jī)和SecurViewDX后處理工作站 （含5MBARCO高分辨率醫(yī)用顯示器）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法 將乳腺體模水平放在攝影臺(tái)中間且與胸壁側(cè)邊緣對(duì)齊，施加壓力，使壓迫厚度與體模厚度相同 （4.2cm），此時(shí)壓力為40N。加壓后再將丙烯酸圓盤置于壓迫板上方與乳腺體模中第一、二根纖維中間下方的固定位置上。曝光模式：①自動(dòng)曝光，分別應(yīng)用低劑量 （DOSE）、標(biāo)準(zhǔn)（STD）和高對(duì)比度 （CNT）3種曝光模式；②手動(dòng)曝光，固定管電流量32mAs，分別改變管電壓為 25、26、27、28、29、30、32、34、36、38和40kV曝光11次；固定管電壓29kV，分別改變管電流量為20、32、40、45、56、63、80、100、125、160和200mAs曝光11次。記錄各曝光條件下平均腺體劑量 （average glandular dose，AGD）數(shù)值。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià) 根據(jù)美國放射學(xué)會(huì)（American College of Radiology，ACR）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)［5］，由3名具有5年以上臨床經(jīng)驗(yàn)的影像診斷醫(yī)生在相同觀片條件下分別對(duì)自動(dòng)和手動(dòng)曝光產(chǎn)生的體模影像中的模擬纖維組織、模擬鈣化群和模擬團(tuán)塊的圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。3種模擬病變的圖像質(zhì)量評(píng)分以表示，組間比較采用方差分析，以α＝0.05為檢驗(yàn)水準(zhǔn)。手動(dòng)曝光模式下，管電流量和管電壓與AGD的相關(guān)性分析采用回歸和曲線擬合法。

2 結(jié) 果

2.1 自動(dòng)曝光模式下3種模擬病變的圖像質(zhì)量評(píng)分 模擬纖維組織在3種自動(dòng)曝光模式下的圖像質(zhì)量評(píng)分比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0.05），模擬鈣化和模擬團(tuán)塊在3種自動(dòng)曝光模式下的圖像質(zhì)量評(píng)分比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＞0.05）。見表1。

2.2 手動(dòng)曝光模式下3種模擬病變的圖像質(zhì)量評(píng)分 固定管電壓為29kV，改變管電流量曝光，模擬纖維組織、模擬鈣化和模擬團(tuán)塊的圖像質(zhì)量評(píng)分隨著管電流量的增加而增加。圖像質(zhì)量評(píng)分趨勢：模擬纖維組織的圖像質(zhì)量評(píng)分隨著管電流量的增加而逐漸增大，在3種病變中增幅最大；模擬團(tuán)塊的圖像質(zhì)量評(píng)分也隨管電流量的增加而增大，增幅次于模擬纖維組織，但當(dāng)管電流量升到125mAs時(shí)，其圖像質(zhì)量評(píng)分出現(xiàn)下降趨勢；模擬鈣化隨管電流量的增大增幅最小，20～40mAs時(shí)，其圖像質(zhì)量評(píng)分呈上升趨勢，40～160mAs時(shí)，其圖像質(zhì)量評(píng)分無變化，160～200mAs時(shí)，其圖像質(zhì)量評(píng)分稍升高。見表2。

表1 不同自動(dòng)曝光模式下3種模擬病變的圖像質(zhì)量評(píng)分Tab.1 Quality scores of images of three simulated lesions under different automatic exposure modes （）

表1 不同自動(dòng)曝光模式下3種模擬病變的圖像質(zhì)量評(píng)分Tab.1 Quality scores of images of three simulated lesions under different automatic exposure modes （）

“－”：No data.

Automatic exposure mode Qualityscore DOSE STD CNT.00 Specks 4.00±0.00 4.00±0.00 4.00±0.00 － －Masses 3.67±0.29 3.83±0.29 4.17±0.58 1.17 0.F P Fibers 3.83±0.29 4.50±0.00 4.50±0.00 25.00 037

表2 29kV管電壓時(shí)不同管電流量下3種模擬病變的圖像質(zhì)量評(píng)分Tab.2 Quality scores of images of three simulated lesions under different tube loadings with 29kV tube voltage（）

表2 29kV管電壓時(shí)不同管電流量下3種模擬病變的圖像質(zhì)量評(píng)分Tab.2 Quality scores of images of three simulated lesions under different tube loadings with 29kV tube voltage（）

Group Qualityscore（I／mAs）.00 4.67±0.29 5.00±0.50 Specks 3.00±0.00 3.83±0.29 4.00±0.00 4.00±0.00 4.00±0.00 4.00±0.00 Masses 2.67±0.29 3.33±0.29 3.50±0.00 3.50±0.00 3.83±0.29 3.83±0.29 Group Qualityscore 20 32 40 45 56 63 Fibers 3.50±0.00 3.83±0.29 4.00±0.00 4.50±0.29 6.00±0.00 20.39 0.00 Specks 4.00±0.00 4.00±0.00 4.00±0.00 4.00±0.00 4.17±0.29 19.10 0.00 Masses 4.00±0.50 4.50±0.00 4.50±0.50 4.33±0 F P Fibers 5.17±0.58 5.50±0.00 5.50±0.50 5.67±080 100 125 160 200.29 4.17±0.58 8.21 0.00

固定管電流量為32mAs，改變管電壓進(jìn)行曝光，模擬纖維組織、模擬鈣化和模擬團(tuán)塊的圖像質(zhì)量評(píng)分隨著管電壓的增加而增加。圖像質(zhì)量評(píng)分的趨勢：模擬纖維組織的圖像質(zhì)量評(píng)分隨著管電壓的增加變化最大，25～32kV，其圖像質(zhì)量評(píng)分呈上升趨勢；32～36kV，其評(píng)分無變化；36～40kV，其評(píng)分成下降趨勢；模擬團(tuán)塊的圖像質(zhì)量評(píng)分變化幅度次于模擬纖維，25～36kV，其評(píng)分呈緩慢上升趨勢，36～40kV，圖像質(zhì)量評(píng)分出現(xiàn)下降趨勢；模擬鈣化隨管電壓的增大變化最小，25～27kV，其圖像質(zhì)量評(píng)分呈上升趨勢；27～40kV，其評(píng)分幾乎無變化。見表3。

2.3 自動(dòng)曝光模式的曝光參數(shù)和AGD值 自動(dòng)曝光模式中DOSE模式的管電壓為29kV，管電流量為33mAs，AGD值為0.81mGy；STD模式的管電壓為28kV，管電流量為43mAs，AGD值為0.97mGy；DOSE模式的管電壓為29kV，管電流量是75mAs，AGD值是1.74mGy。DOSE模式的AGD值最低，CNT模式的AGD值最高，相當(dāng)于DOSE模式的2倍。

2.4 手動(dòng)曝光模式中管電壓和管電流量與AGD值的相關(guān)性 固定管電壓為29kV時(shí)，管電流量由20mAs升至200mAs，AGD值由0.45mGy升至4.54mGy，增加了909%，管電流量與AGD呈線性正相關(guān)關(guān)系 （R2＝0.998，t＝62.085，P＝0.000）。AGD＝－0.002＋0.022×管電流量。

固定管電流量為32mAs時(shí)，管電壓由25kV升至40kV，AGD值由0.39mGy升至2.52mGy，增加了546%，管電壓的平方與AGD成正相關(guān)關(guān)系 （R2＝0.979，t＝20.323，P＝0.000）。AGD＝－1.041＋0.002×管電壓2。見圖2和3。

表3 32mAs管電流量時(shí)不同管電壓下3種模擬病變的圖像質(zhì)量評(píng)分Tab.3 Quality scores of images of three simulated lesions under different tube voltages with 32mAs tube loading（）

表3 32mAs管電流量時(shí)不同管電壓下3種模擬病變的圖像質(zhì)量評(píng)分Tab.3 Quality scores of images of three simulated lesions under different tube voltages with 32mAs tube loading（）

Group Qualityscore（U／kV）.58 4.00±0.50 4.33±0.29 Specks 3.33±0.29 3.33±0.29 4.00±0.00 3.83±0.29 4.00±0.00 4.00±0.00 Masses 3.33±0.29 3.50±0.00 3.50±0.00 3.83±0.29 3.67±0.29 4.00±0.00 Group Qualityscore 25 26 27 28 29 30 Fibers 3.33±0.29 3.50±0.00 3.50±0.00 3.83±0.29 4.17±0.29 3.86 0.00 Specks 3.83±0.29 4.00±0.00 4.00±0.00 4.00±0.00 4.00±0.00 6.85 0.00 Masses 3.83±0.29 4.17±0.29 4.17±0.29 3.83±0 F P Fibers 4.50±0.50 4.50±0.50 4.50±0.50 4.33±032 34 36 38 40.29 3.83±0.29 3.60 0.01

圖2 29kV管電壓時(shí)不同管電流量下AGD值Fig.2 AGD values under different tube loadings with 29kV tube voltage

圖3 32mAs管電流量時(shí)不同管電壓下AGD值Fig.3 AGD values under different tube voltages with 32mAs tube loading

3 討 論

平板數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)具有較高的密度分辨率、空間分辨率、曝光寬容度大和強(qiáng)大的圖像后處理功能等優(yōu)勢，使其乳腺X線攝影的圖像質(zhì)量、輻射劑量和成像速度等方面都優(yōu)于數(shù)字存儲(chǔ)熒光體成像（CR）和屏膠系統(tǒng)［6－8］。乳腺 X線攝影作為乳腺癌篩查的常規(guī)手段越來越被廣泛采用，但同時(shí)也存在潛在的危險(xiǎn)。國際放射防護(hù)委員會(huì)對(duì)人體主要器官和組織的隨機(jī)性總體輻射危害給出了定量的估計(jì)，其中乳腺組織危害的權(quán)重系數(shù) （組織權(quán)重因子）從60號(hào) 報(bào) 告［9］的0.05 提 高 到 了 103 號(hào) 報(bào) 告［10］的0.12，提示乳腺輻射致癌危險(xiǎn)增加了2.4倍。乳腺對(duì)電離輻射致癌效應(yīng)較敏感，且乳腺X線攝影使用低能X線，在乳腺X線檢查時(shí)應(yīng)特別關(guān)注輻射的正當(dāng)性和最優(yōu)化原則［11］，既要保證影像滿足醫(yī)生診斷疾病的需要，又要使患者所受輻射劑量最低。因此，優(yōu)化乳腺X線攝影成像技術(shù)是必要的［12－13］。

本研究基于仿真乳腺體模模擬不同組織結(jié)構(gòu)（纖維、鈣化和團(tuán)塊），通過不同自動(dòng)曝光模式 （低劑量、標(biāo)準(zhǔn)和高對(duì)比度）和手動(dòng)曝光模式下改變管電流量和管電壓，以評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)乳腺攝影成像狀態(tài)下，曝光模式和曝光參數(shù)與圖像質(zhì)量及輻射劑量的相關(guān)性，為臨床提供數(shù)字乳腺攝影優(yōu)化方案的可靠信息。與臨床病例研究比較，運(yùn)用乳腺體?？煞磸?fù)實(shí)驗(yàn)論證，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)避免了對(duì)患者不必要的輻射，符合醫(yī)學(xué)倫理學(xué)。

自動(dòng)曝光模式下，低劑量模式產(chǎn)生的輻射劑量最小，標(biāo)準(zhǔn)模式次之，高對(duì)比度模式最高。不同自動(dòng)曝光模式下，只有模擬纖維組織的圖像質(zhì)量評(píng)分比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，模擬鈣化和模擬團(tuán)塊的圖像質(zhì)量評(píng)分比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。自動(dòng)曝光模式中以低劑量模式的AGD值最低，高對(duì)比度模式的AGD值最高。

本實(shí)驗(yàn)中的手動(dòng)模式固定管電壓、管電流量采用低劑量模式的條件 （29kV、32mAs）進(jìn)行，因?yàn)榈蛣┝磕Ｊ降膱D像質(zhì)量評(píng)分基本達(dá)到ACR診斷要求的最低標(biāo)準(zhǔn)。在手動(dòng)曝光模式下，增加管電流量或者管電壓，模擬病變的圖像質(zhì)量評(píng)分隨之增加，但是達(dá)到一定水平后，再增加管電流量或管電壓時(shí)，圖像質(zhì)量評(píng)分改善不明顯。3種模擬病變受曝光條件影響情況也不一樣，模擬纖維組織的圖像質(zhì)量評(píng)分均值變化范圍最大，模擬鈣化最小，反映了管電流量和管電壓變化對(duì)纖維圖像的顯示影響較大，對(duì)鈣化圖像顯示影響較小。手動(dòng)曝光模式時(shí)，AGD隨管電壓和管電流量增加而增加，兩者呈正相關(guān)關(guān)系。

本研究結(jié)果表明：自動(dòng)模式和手動(dòng)模式下，隨管電流量和管電壓的增加，輻射劑量會(huì)增加，優(yōu)化曝光模式和曝光參數(shù)有助于降低輻射劑量。在臨床應(yīng)用中，不應(yīng)通過提高曝光條件來提高乳腺癌的檢出率，這會(huì)增加受檢者所受的輻射劑量和提高患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)字乳腺X線機(jī)具有自動(dòng)曝光模式，建議采用低劑量模式或類似模式進(jìn)行篩查，因?yàn)殁}化成分的顯像受3種曝光模式的影響不大。高對(duì)比度模式建議僅用于那些結(jié)構(gòu)紊亂、重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)腺體形態(tài)對(duì)比度的病例，特別適用于臨床高度懷疑乳腺陽性微小病變的鑒別［14］。有研究者［15－16］認(rèn)為：在獲得相同的影像質(zhì)量時(shí)，采用自動(dòng)曝光模式所產(chǎn)生的輻射劑量并不能達(dá)到最低。因此在臨床實(shí)踐中可以根據(jù)乳腺的厚度和腺體類型，調(diào)整曝光參數(shù)。

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