全数字乳腺摄影系统与屏片系统影像质量和辐射剂量的比较

王恒地，李增友，赵永霞

河北大学附属医院　a.设备处；b.放射科，河北　保定　071000

全数字乳腺摄影系统与屏片系统影像质量和辐射剂量的比较

王恒地a，李增友a，赵永霞b

河北大学附属医院a.设备处；b.放射科，河北保定071000

[摘要]目的探讨全数字乳腺摄影系统（FFDM）与屏片系统（SFM）在乳腺摄影中影像质量、辐射剂量的差异。方法用Giotto 乳腺摄影机对乳腺模体进行屏片摄影，摄影选用自动曝光控制模式（AEC），曝光采用2档，记录摄影条件和辐射剂量，然后在FFDM上用相同剂量的摄影条件对模体进行摄影，记录摄影条件。固定屏片系统摄影条件的28 kV不变，变动mAs为70 、65 、60 、55 mAs对模体进行摄影摄取模体影像，记录屏片系统的辐射剂量。固定FFDM摄影条件的28 kV不变，变动mAs为28 、32 、36 、45 mAs对模体进行摄影摄取模体影像，记录屏片系统的辐射剂量。由2位影像学医师在相同条件下对上述模体影像进行软阅读，并按照美国放射学会（ACR）的评分标准对模体中的钙化点、尼龙纤维、肿块灶进行评分，对所得数据进行单因素方差分析（one away ANOVA），2名医师对图像质量评价的一致性评估采用Kappa检验。结果在相同表面入射剂量下，FFDM影像质量高于 SFM的影像质量（P＜0.05）；在两种乳腺摄影系统的影像质量相同时，FFDM较SFM表面入射剂量低35.3%，FFDM较SFM腺体平均剂量低37.1%。结论全数字乳腺摄影系统在AEC条件下，影像质量优于屏片乳腺摄影系统。在辐射剂量相同时，全数字乳腺摄影系统的影像质量优于屏片系统。

[关键词]全数字乳腺摄影系统；屏片乳腺摄影系统；影像质量；辐射剂量

0　前言

随着乳腺癌发病率越来越高，发病年龄越来越年轻，乳腺癌早期发现、早期诊断、早期治疗是降低乳腺癌病死率的关键。X线检查作为乳腺癌筛查的主要手段已经得到认可[1]。本文就全数字乳腺摄影系统和屏片乳腺摄影血管的影像质量与辐射剂量做一比较评价。

1　材料与方法

1.1实验设备

GE senographe 2000DS 全数字乳腺摄影机（FFDM），像素尺寸为100 μm；Giotto 乳腺摄影机，Kodak 乳腺屏胶组合，Kodak 自动冲洗机及冲洗套药，Barco 医用显示器，Fluke NA 18-220乳腺摄影专用模体，solidose 400 剂量仪，SPSS17.0统计学分析软件。

1.2摄影条件及方法

将乳腺摄影专用模体放置在Giotto 乳腺摄影机的摄影平台上，将压迫板压下，压力为5 Pa。用Giotto 乳腺摄影机对乳腺模体进行屏片摄影，摄影选用自动曝光控制模式（AEC），曝光采用2档，记录摄影条件为28 kV、80 mAs、表面入射剂量（ESD）为3.95 mGy和腺体平均剂量（AGD）为1.05 mGy。然后在FFDM上用相同剂量的摄影条件对模体进行摄影，摄影条件为28 kV、42 mAs，固定屏片系统摄影条件的28 kV不变，变动mAs为70 、65 、60 、55 mAs对模体进行摄影摄取模体影像，记录屏片系统的辐射剂量。固定FFDM摄影条件的28 kV不变，变动mAs为30 、34 、38 、45 mAs对模体进行摄影摄取模体影像，记录FFDM系统的辐射剂量。将上述步骤重复3次，计算上述摄影条件和辐射剂量的平均值。将上述摄影条件下摄取影像传至图像诊断工作站。

1.3模体

Fluke NA 18-220乳腺模体由50%脂肪和50%腺体组成，其内有5组直径不同的Al2O3颗粒（0.16、0.24、0.32、0.40、0.54 mm）模拟乳腺内的钙化点，每5个钙化点组成1组。5种直径不同晶状体形状的丸块（0.25、0.5、0.75、1.00、2.00 mm）模拟乳腺内的肿块。6种直径不同的尼龙纤维（0.40、0.54、0.75、0.89、1.12、1.56 mm）模拟乳腺内的纤维组织。

1.4评分标准

根据美国放射学会（ACR）的评分标准[2]：对这3种内容物的影像评分应分别进行。位置和方向均正确的整条纤维可见，计1分；位置和方向均正确的纤维可见半条，计0.5分；在纤维区域出现位置和方向均不正确的纤维，则从上次纤维得分中扣除。在正确的位置可见钙化点组内4个以上的钙化点计1分；钙化点组内可见2个或3个点，计0.5分；在钙化点区域见到位置不正确2个以上钙化点，扣除0.5分；在正确位置可见圆形肿块计1分；如看到肿块，但形状不是圆形计0.5分。

1.5统计学处理

应用SPSS 17.0统计学分析软件，对上述实验数据用单因素方差分析（ANOVA）进行处理，P＜0.05为差异有统计学意义。2名医师对不同浓度对比剂所得图像评价的一致性程度评估采用Kappa检验。Kappa值＞0.75为一致性较好；Kappa值在0.40～0.75为一致性一般；Kappa值＜0.40为一致性较差。

2　结果

（1）不同摄影条件下的剂量测量结果，见表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）请2位影像专家对上述摄影条件下摄取模体影像进行阅读，并按照ACR评分标准进行评价打分，FFDM在28 kV下不同mAs和SFM在28 kV下不同mAs的评分值，见表3～4。

表3　2位影像学专家对FFDM在28 kV不同mAs下产生影像的评分

（3）经统计学处理，在相同表面入射剂量下，FFDM的影像质量高于SFM影像质量（F=41.323，P＜0.01）；当全数字乳腺摄影系统和屏片乳腺摄影系统的影像质量相同时，FFDM较SFM表面入射剂量（ESD）低35.3%，FFDM较SFM的腺体平均剂量（AGD）低37.1%。

（4）2名医师对FFDM和SFM不同摄影条件下产生图像质量评价的一致性好（Kappa=0.83）。

3　讨论

（1）在相同的辐射剂量下全数字乳腺摄影系统的影像质量优于屏片乳腺摄影系统，尤其是对钙化点和肿块灶的检出，而簇状钙化点是乳腺癌的特异性征象，对簇状钙化点的检出率的高低直接决定乳腺癌诊断和检出的高低，因此，FFDM比CRM对乳腺癌的检出率要高[3]。这是由于全数字化乳腺摄影系统的探测器具有很高的量子捕获效能，能产生较高的信噪比以及对低对比结构的观察能力，而且其动态范围大约是屏片系统的10倍以上。这些特点和优势在对致密型乳腺、微细钙化和早期乳腺癌的诊断具有重要的意义。这些特点对乳腺病变的定位更为精确,所以在对乳腺病变进行活检的准确率亦明显提高,同时对病变的定性诊断更为准确,从而可以减少不必要的手术或/和活检[4]。

（2）在相同的影像质量下，FFDM较SFM高，这是由于FFDM使用了数字平板技术，避免了普通增感屏的增感颗粒以及胶片感光颗粒的分布不均匀，颗粒大小不一致而导致被检体组织成像之后出现不均匀的现象，大大提高了图像质量，减低了曝光剂量[5]。另外，FFDM利用光导性将X线直接转换成电信号产生数字动态和静态图像, 所以其探测器具有较高的量子捕获效率（DQE），FFDM还具有强大的后处理功能，可以对影像的灰度和亮度进行适当的处理，有利于医生的诊断，而且FFDM能将有价值的X线数据得以全部保存，故此系统具有较高的空间分辨力和对比度，更容易观察病变组织的细微变化。

[参考文献]

[1] 秦维昌．乳腺摄影质量控制手册[K]．北京:人民卫生出版社, 2008．

[2] Mammography Quality Control Manual American college radiology 1999 //P

[3] 赵永霞,李秋平,吕亚静,等．3种乳腺X线摄影系统影像质量和辐射剂量的比较[J]．实用放射学杂志,2012,(4):593-595．

[4] Boel Heddson,Katarina RÖnnow,Magnus Olsson et．al Digital versus screen-film mammography:A retrospective comparison in a population-based screening program．[J] European Journal of Radiology,2007,64:419-425．

[5] Pisano ED,Parham CA．Digital mammography,sestamibi breast scintigraphy,and positron emission tomography breast imaging．[J]．Radio Clin North Am,2000,38:861-869．

[6] 余立君．乳腺癌早期诊断设备及其技术进展-乳腺X线影像技术进展[J]．中国医疗设备,2010,25(70;71-73．

[7] 赵永霞,王敬稳,杨小红,等．计算机乳腺X线摄影单面阅读和双面阅读系统影像质量与辐射剂量的比较研究[J]．临床放射学杂志,2012,(5):725-728．

[8] 王忠周,王新怡,张经建,等．数字乳腺机不同曝光模式对辐射剂量的影响研究[J]．中国辐射卫生,2010,(4):444-445．

本文作者：王恒地，河北大学附属医院医疗设备处副处长，高级工程师。

作者邮箱：849986240@.com

[中图分类号]R814.42；R737.9

[文献标志码]B

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2014.03.061

[文章编号]1674-1633(2014)03-0157-02

收稿日期：2013-12-16修回日期：2014-02-12

基金项目：河北省科技支撑计划项目（13277734D）；河北大学医工交叉研究中心开放基金资助项目（BM201106）；河北大学医学学科专项资金建设项目（2012B3004）。

通讯作者：赵永霞，河北大学附属医院放射科副主任，副主任技师。

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