数字化乳腺X线摄影进展：对比增强双能成像

何之彦 姚戈虹

上海交通大学医学院附属第一人民医院放射科，上海 200080

乳腺X线摄影是探测乳腺癌的成熟而性价比高的影像学技术[1-2]。但是，常规乳腺X线摄影（包括传统屏片系统和全数字化摄影）都有局限性[3]，尤其是对致密型乳腺和经过手术或放疗后的乳腺，缺乏自然对比，难以显示某些病变[4]。对比增强双能数字化乳腺X线摄影（contrast-enhanced dual-energy digital mammography，CEDM）正是针对常规乳腺X线摄影的不足应运而生，是近年全数字化乳腺X线摄影（full-field digital mammography，FFDM）技术的新进展之一。

1 CEDM的原理

从临床可行性研究和初步应用的报道中看，CEDM主要涉及两方面的技术原理：双能（dual energy）摄影和适时减影（temporal subtraction）技术[5-7]。

所使用的造影剂碘在33.2 keV时因边缘效应（K-edge）而出现显著吸收衰减的差异[8]。因此，X线能谱除使用常规较低的由钼或铑滤波片滤过的能量外，还必须改装以便传递碘边缘效应（33.2 keV）以上的能量，如加装铜滤波片。常规数字化乳腺X线摄影的管电压范围为26～32 kVp，CEDM额外使用更高的管电压，范围为45～49 kVp[9]。

双能量技术需图像后处理软件结合高低能量图像获得到包含造影剂摄取信息的最终图像。

CEDM适时减影包含在注射造影剂前的基础曝光和注射造影剂后的一系列曝光[10]。重点是进行相关的计算机图像后处理，涉及特殊算法，最后获得CEDM图像。

由于CEDM检查过程中需快速高低能量的转换，故采用双阳极靶的设计来应对管电压高低大幅变化的情形。平板刷新率要求亦较高，以便适应增强后快速摄影的需要。如果原有设备具有以上能力，那么，CEDM技术只需保留原有的探测器及压迫装置，在现有设备上，增加铜质滤波片以调试X线能谱，安装相应的后处理软件，并添置高压注射器，即可投入临床使用，无需更新设备，投入成本低。

2 CEDM的方法及放射剂量

Dromain等[11]对CEDM方法的描述具有代表性，即使用普通CT增强所使用的碘造影剂，其浓度为碘300～350 mg/mL，剂量为1.5 mL/kg体重。造影剂以3 mL/s的速率经高压注射器团注入上臂静脉内。实际操作中首先注射造影剂，约2 min后，压迫一侧乳腺拍摄内外斜位（mediolateral oblique, MLO），进行高低能量曝光。目前高低能量摄影之间的间隔时间短至20～30 s，未来应力求减少到几秒或亚秒级别。再以相同方法拍摄对侧乳腺MLO及双乳头尾位（craniocaudal, CC）。注意，一次注射后可拍摄双乳MLO位和CC位高低能量的图像。为避免过度压迫影响乳腺内病灶血供，高能量曝光时乳腺压迫力可适当减低，为保持图像位置不变，亦可在注射完造影剂后2 min再行乳腺压迫，低、高能量曝光时乳腺压迫力保持不变。

双能量检查时间持续5～10 min。一对高低能量摄片的剂量约在 0.7～3.6 mGy，取决于乳腺厚度（30～80 mm）和组织成分（0%～100% 腺体组织）。这大约相当于常规数字化乳腺X线摄影剂量的1.2倍。低能量曝光的平均腺体剂量（average glandular dose，AGD）与常规乳腺X线摄影相当，而高能量曝光的AGD仅相当于常规乳腺X线摄影的20%[11]。

单纯时间减影技术是增强后的图像与增强前的图像相减，经后处理得到的数字化影像，而CEDM是将增强后低能和高能图像相减获得双能减影影像。因所有图像必须在一次压迫中完成，患者必须摆位舒适以防止移动。单纯时间减影技术通常采用CC位，最大3 dN（dN = 10 N）的轻度压迫即可，既起制动作用，又不会减少乳腺组织的供血。时间减影技术强化前后需运用图像配准误差软件以补偿患者的运动，否则会在减影图像上出现伪影。后处理时可将感兴趣区放置于早期强化的病灶中以了解病变强化特征，如造影剂有无流出现象。时间减影技术检查约持续15 min，总射线剂量因乳腺厚度、组织成分及摄片数量而异。一次高能量摄影的剂量约相当于1/5次常规数字摄影水平。

3 CEDM的临床应用

早在2003年，Jong等[5]和Lewin等[7]均分别发表论文，表明CEDM在小样本研究中成功显示恶性病变的异常强化，但没有统计其检查效能。近年来研究表明，CEDM的临床应用在不断探索之中。与其他检查方法比较，CEDM可用在非普查的情况下，特别是在致密型乳腺、乳腺纤维囊性变或保乳治疗后的随访中。虽然不能替代常规乳腺X线摄影，但可提高肿瘤的发现率，改进分期，为挑选合适的活检者提供信息[12]。

CEDM潜在的临床应用为了解恶性肿瘤的范围；评价病变有无复发；对常规乳腺X线摄影和（或）超声定性困难的病变，特别是只在一个体位发现的异常改变；用以发现常规乳腺X线摄影上阴性表现的病灶，特别是在致密型乳腺中，或小叶性病变，后者虽不常引起乳腺结构改变，但其病变血供已发生异常。CEDM将成为诊断性乳腺X线摄影的有力辅助手段，并协助诊断疑难病症及肿瘤分期的检查方法。

CEDM与常规乳腺X线摄影的比较引人注目。Dromain等[11]使用同一台乳腺机，由同一名技师及诊断医师在同一天进行乳腺X线摄影检查，发现使用CEDM在每100个乳腺患者中，可以比单独使用常规数字化乳腺X线摄影多发现13个病灶，灵敏度更高。每100个病灶中，超过6个良性病灶被重新分类与诊断，CEDM的诊断特异性提高。与单独常规乳腺X线检查相比，CEDM在100个可疑患者中可明确使19个以上未患癌症的受检者排除癌症而安全回家，解除受检者的焦虑，避免进一步检查，使阴性预测值显著提高。

Dromain等[11]及Diekmann等[13]研究显示CEDM诊断准确率较乳腺X线摄影及乳腺X线摄影联合超声检查高，所测病变大小更接近于病理所见。

分析CEDM图像必须结合常规乳腺X线检查图像，两者的对应性也是该检查方法的优点之一。双能量技术使每个体位得到2个图像：一个类似常规摄影的低能量摄影，对微小钙化有较高的信噪比；一个为高能量摄影，对碘剂有较高的信噪比。前者分析类似常规摄影图像，但因其为增强后图像，可提供更多诊断信息。

CEDM与MRI的比较也是关注的热点。类似MRI检查，时间减影技术中的造影剂流出征象强烈提示病变为恶性，但灵敏度较低。大多数情况下减影技术发现的乳腺癌呈渐进式强化，类似MRI检查中的良性病变，且其强化程度与肿瘤内微血管密度相关性较差[5,14]。一种可能的假说是时间减影技术与MRI三维成像不同，为二维成像，所得到的血供参数来自叠加的组织，不仅包括病变，还包括周围正常组织，后者的强化多为渐进式，从而掩盖恶性病变的真实流出特性。同时，病变的强化不只取决于血管数量，还受功能性参数如血管通透性的影响。

MRI与时间减影技术的血流动力学特征的不完全对应也可能与压迫乳腺造成血供改变有关。此外，由于时间减影技术的碘造影剂剂量较MRI所使用的造影剂剂量多，因压迫关系注射时间长，也会影响两者模式的统一性。流出现象可能会在增强的更晚期出现。另外，磁共振造影剂与碘造影剂的分子结构不同，其血流分布及代谢方式亦可能不同，特别是对漏出至细胞外液的此类造影剂而言[12]。应用于CEDM的碘造影剂亦有类似于时间减影图像的情形，所以乳腺压迫应适度。

Jochelson等[12]研究显示，对于已知乳腺癌，CEDM的检出率（包括多发及多灶性病变）与MRI相仿，较常规乳腺X线摄影高；发现对侧乳腺灵敏度较MRI低，但特异度较之更高。

MRI检查的假阳性率较高，活检的阳性率偏低[15]。CEDM具有较高的阴性预测值，如其为阴性，则可避免不必要的活检；如为阳性，则诊断恶性的可能性增高。且其对于病变大小的估计效能并不低于MRI，帮助超声或乳腺摄影的术前定位更有优势[5,12]。

CEDM在临床应用中与MRI的价值相仿，但尚不能运用于高危人群（如BRCA1/2阳性）的普查。同时，因需多次成像，在检测化疗效果方面应用受限。

4 结语

CEDM是全数字化乳腺X线摄影的一种新型技术，通过乳腺X线摄影的方法来了解乳腺恶性肿瘤新生血管在病灶内的分布[14]。可在乳腺X线摄影室内完成对病变血供情况的分析，更加快速、简单、直接，相对价廉[4]。患者可在同一乳腺X线摄影室内完成X线的所有检查，不仅省却了奔波之苦，还减少了因常规乳腺X线摄影和（或）超声检查结果的不确定性而带来的心理焦虑。CEDM的临床价值与MRI相仿，可为不具备MRI设备的医院提供一种可能具有与MRI相似效能的乳腺检查技术。CEDM显示病变的位置与常规乳腺X线摄影显示的病变直接相关，分析方法亦有相同之处。诊断医师在经过短暂培训后即可从事相关图像分析工作，也利于外科及肿瘤科医师的理解和对比。

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