对比增强乳腺X线摄影与全视野乳腺X线摄影辐射剂量

曹 敏，曹 崑，龙 蓉，张晓萌，孙应实

(北京大学肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所医学影像科，恶性肿瘤发病机制及转化研究教育部重点实验室，北京 100142)

对比增强乳腺X线摄影(contrast enhanced mammography, CEM)以常规乳腺X线摄影为基础，应用对比剂行增强检查，可同时获得乳腺病变的形态学和血供信息，已有多项研究[1-4]证实其对检出乳腺癌及评估分期具有优势。CEM投照过程中需要进行高能(45～49 kVp)、低能(26～31 kVp)2次曝光，相关辐射剂量问题备受关注。既往研究[5]认为CEM低能摄影辐射剂量与全视野数字化乳腺X线摄影(full-field digital mammography, FFDM)相近，而高能摄影增加约20%辐射剂量，但各组结果不尽相同。本研究探讨CEM与FFDM乳腺辐射剂量差异及其与乳腺压迫厚度的相关性。

1 资料与方法

1.1 体外实验 模体A为美国放射学院(American College of Radiology, ACR)标准模体(RMI-156)；模体B、C为自制模体，密度及厚度与ACR标准模体相同，内置多个含不同浓度碘稀释液球体(模体B内碘浓度<10 mgI/ml，模体C内碘浓度约150 mgI/ml)以模拟乳腺病变不同强化程度(图1)。采用GE Senographe Essential乳腺X线摄影机分别行FFDM、CEM模式曝光(图1)，通过自动曝光及预实验，结合临床实际曝光条件及FFDM、CEM手动曝光条件的一致性确定投照条件：FFDM，管电压31 kVp，管电流80 mA；CEM，低能投照采用管电压31 kVp，管电流80 mA，高能投照采用管电压47 kVp，管电流63 mA。每种模式曝光3次。

图1 3个模体的FFDM图像 A～C分别示模体A、B、C，箭示模拟病变强化的含碘球体

1.2 在体试验 收集2017年3月—2019年4月102例于北京大学肿瘤医院接受GE Senographe Essential乳腺X线摄影机CEM检查的女性乳腺疾病患者(CEM组)，年龄23～68岁，平均(46.1±8.1)岁；随机抽取104例同时段接受同机FFDM检查的女性乳腺疾病患者(FFDM组)，年龄29～81岁，平均(51.7±10.7)岁。排除既往有乳腺手术、放射治疗史或3个月内接受乳腺活检者。采用全自动曝光模式，标准投照体位包括头尾位(craniocaudal position, CC)和内外侧斜位(mediolateral oblique position, MLO)。FFDM：管电压[29.00(27.00,29.00)]kVp，管电流[97.50(83.25,118.00)]mA。CEM：低能投照管电压[29.00(27.00,29.00)]kVp，管电流[73.00(73.00,73.00)]mA，高能投照管电压[45.00(45.00, 46.00)]kVp，管电流[188.00(130.00,188.00)]mA[6]。

1.3 图像分析 记录模体及患者平均腺体剂量(average gland dose, AGD)和管电压、管电流。分别记录低能、高能CEM数据，总AGD=低能AGD+高能AGD。以3次曝光平均值为模体数据最终结果。提取与模体投照方向一致的在体左乳CC位图像数据，记录腺体压迫厚度。

由2名具有3年乳腺X线摄影诊断经验的主治医师依据ACR第5版乳腺影像报告数据系统(breast imaging-reporting and data system, BI-RADS)标准[7]分别观察在体CEM及FFDM图像，将乳腺腺体分为ACR a～d 4种类型，意见不一致时与另1名具有15年乳腺影像学诊断经验的主任医师讨论后决定；将ACR a、b类归为非致密腺体，c、d类归为致密腺体。

1.4 统计学分析 采用SPSS 20.0统计分析软件。计量资料符合正态分布时以±s表示，否则以中位数(上下四分位数)表示。采用Mann-WhitneyU检验比较FFDM组与CEM组及不同腺体类型间腺体压迫厚度和AGD的差异。以Pearson等级相关性分析观察腺体压迫厚度与AGD的，|r|≤0.4为弱相关，0.4<|r|≤0.75为中度相关，|r|>0.75为强相关。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 模体实验结果 3个模体FFDM及CEM模式参数值见表1。相同管电压、管电流下，低能CEM的AGD与FFDM相仿(AGD低能/AGDFFDM=1.00～1.02)，高能CEM的AGD仅约为低能的9%～10%(AGD高能/AGD低能=0.09～0.10)。

表1 不同曝光模式下3种模体的辐射剂量

2.2 FFDM组与CEM组间参数值比较 2组间腺体压迫厚度差异无统计学意义(P>0.05)。FFDM组AGD高于低能及高能CEM(P均<0.05)，而与CEM组总AGD差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

表2 CEM组与FFDM组腺体压迫厚度及辐射剂量比较[中位数(上下四分位数)]

2.3 腺体压迫厚度与辐射剂量的相关性 FFDM组腺体压迫厚度与AGD呈中度相关(r=0.45，P<0.05)。CEM组总AGD与腺体压迫厚度呈强相关(r=0.79，P<0.05)；随腺体压迫后厚度增加，低能CEM的AGD呈线性增长(r=0.64，P<0.05)，高能CEM的AGD呈阶梯样增长(r=0.89，P<0.05)，见图2。

图2 腺体压迫厚度与辐射剂量的相关性散点图 A.FFDM的AGD；B.CEM总AGD；C.低能CEM的AGD；D.高能CEM的AGD

2.4 辐射剂量与乳腺腺体类型的关系 FFDM组非致密腺体39例，致密腺体65例；CEM组非致密腺体22例，致密腺体80例。CEM组非致密腺体AGD高于FFDM组(P<0.05)，而CEM组致密腺体AGD与FFDM组差异无统计学意义(P>0.05)；FFDM组致密腺体AGD高于非致密腺体(P<0.05)，而CEM组致密腺体与非致密腺体AGD差异无统计学意义(P>0.05)，见表3。2组不同类型腺体压迫厚度差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表4。

表3 FFDM组与CEM组中不同类型腺体AGD比较[中位数(上下四分位数)]

表4 FFDM组与CEM组不同类型腺体压迫厚度比较[中位数(上下四分位数)]

3 讨论

乳腺为对辐射致癌最敏感的器官之一，2007年国际放射防护委员会将乳腺组织辐射权重因子由0.05提升至1.2[8]；CEM较高的辐射剂量成为临床医师和患者的顾虑所在。

AGD是用于评价组织接受X线辐射剂量的常规指标。为排除设备升级所致辐射剂量差异，本研究对不同投照方式下模体辐射剂量进行对比分析，发现相同管电流及管电压条件下，模体在FFDM与低能CEM模式下所受AGD相仿，表明不同软硬件对设备固有剂量的影响不大；相比低能模式，高能CEM曝光增加约10%额外剂量，与既往研究[5]相符。

既往研究[9-11]关于临床CEM辐射剂量的结果差异较大。BADR等[9]认为CEM平均辐射剂量较FFDM增加54%，而另一研究[10]结果显示CEM平均辐射剂量低于FFDM。国内关于CEM剂量的研究较少，有学者[11]认为CEM辐射剂量略高于FFDM。FFDM和CEM检查所用设备、靶滤过组合及曝光模式不同均可能导致剂量差异[12-13]。本研究对同时段接受同机自动曝光模式FFDM与CEM检查患者进行分析，以将其他影响因素降至最小，结果显示CEM总AGD并未明显高于FFDM，而低能CEM的AGD更低，与模体实验结果不一致。分析原因，一方面可能与设备优化靶滤过组合有关；另一方面，注射对比剂后乳腺整体强化，密度与注射前存在差别，在全自动曝光条件下，探测器根据所获得信息选择更优化曝光条件，而模体达不到乳腺全面强化模拟效果。FALLENBERG等[14]采用自动曝光CEM，发现辐射剂量平均1.89 mGy，仅高于FFDM平均剂量(1.79 mGy)6.2%；本研究结果与之相似，提示自动曝光CEM摄影并未显著增加辐射剂量。

既往研究[15]认为乳腺腺体压迫厚度与FFDM平均腺体剂量呈正相关，检查中应尽量压薄腺体，以降低辐射剂量，此结论亦适用于CEM摄影。本研究发现，随腺体压迫后厚度增加，低能CEM及CEM总辐射剂量均呈线性上升，与既往研究[16]一致，提示临床实际工作中CEM检查亦可通过尽量压迫腺体来降低辐射剂量。

FFDM相关研究[17]结果显示，乳腺腺体越致密，所受辐射剂量越高。本研究中FFDM组结果与之相符，CEM组致密腺体AGD与非致密腺体相仿，而CEM组致密腺体AGD与FFDM组差异无统计学意义。FALLENBERG等[14]认为随腺体密度增加，CEM剂量持续降低。本研究结果与之相似。一方面，致密腺体吸收能量较多，为保证探测器水平有足够光子，需通过增加管电压加以补偿，高管电压提高X线穿透力，皮肤射入剂量降低，从而降低了吸收剂量；另一方面，腺体越致密，单位面积内对比剂剂量越高，致密腺体密度增加高于非致密腺体，探测器感知后改变自动曝光条件加以补偿，使辐射剂量无明显增高。CEM对致密型腺体内病变的检出率明显高于FFDM[18]，且辐射剂量并不高于FFDM，提示CEM对检查致密型腺体更具优势。

综上所述，CEM总辐射剂量与FFDM基本相仿，压迫后腺体厚度越薄，辐射剂量越低，对致密型乳腺更具优势。本研究的局限性为样本量较少，且为单中心回顾性研究，有待扩大样本量进一步深入观察。