全野数字乳腺X线摄影降低辐射剂量的初步研究

张静，汪登斌，王媛，李惠民，王丽君，江怡菲

近年来，乳腺癌的发病呈上升趋势，已跃居女性恶性肿瘤的首位，是危害女性最严重的疾病之一。我国妇女乳腺癌发病率呈明显上升趋势且发病年龄趋于年轻化［1－2］。乳腺X线摄影是世界公认的最常用的乳腺检查方法。随着乳腺摄影机的发展，全野数字乳腺X线机已被广泛应用，其配置的AOP模式也被广泛探讨和应用，但是除了自动曝光模式，能否在不影响图像质量的前提下找到可以降低辐射剂量的手动条件设置方法是当前研究的趋势。笔者对此进行了实验研究。

材料与方法

1.实验设备

采用GE Senographe 2000DS全野数字乳腺X线摄影机及配套的显示器。采用Fluke NA18－220乳腺模体（10.15cm×10.8cm×4.4cm）。该模体是美国放射学院（ACR）进行乳腺鉴定程序的模体之一，相当于50%脂肪和50%腺体，压迫后为4.2cm厚度的乳房，6种直径不同的尼龙纤维（0.4、0.54、0.75、0.89、1.12、1.56mm）模拟乳腺内的纤维组织，5组直径不同的Al2O3颗粒（0.16、0.24、0.32、0.40、0.54mm）模拟乳腺内的钙化点，每5个钙化点组成一组；5种直径不同晶状体形状的团块（0.25、0.50、0.75、1.00、 2.00mm）模拟乳腺内的肿块。

2.实验方法

用乳腺模体在GE全野数字乳腺X线机上进行AOP模式下的STD模式曝光，记录曝光条件为28kV，45mAs，Mo／Rh，压力设定为12daN，厚度为42mm，平均腺体剂量（average glandular dose，AGD）为0.95mGy。然后改为手动条件。为评价常用的可控条件kV，mAs及靶滤过3个变量，笔者运用控制变量的方法分别进行曝光记录。28kV时设置不同的管电流（手动设置可以选择的8～90mAs之间的值）进行曝光并记录AGD值。②45mAs时设置不同的管电压（22～36kV）进行曝光并记录AGD值。

3.评价标准

由2位有经验的放射医师和1位技师对上述摄影条件下产生的影像，选择合适的窗宽、窗位，按照ACR标准进行评分，显示器环境亮度控制在80lx（照度单位）［3］。根据ACR的评分标准［4－5］，对模体内3种内容物的影像分别进行评分。如位置和方向均正确的整条纤维可见，计1分；如位置和方向均正确的纤维可见半条，计0.5分；如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。如在正确的位置可见钙化点组内4个以上的钙化点计1分；如钙化点组内可见2个或3个点，则计0.5分；如在钙化点区域见到位置不正确2个以上钙化点，则扣除0.5分。如在正确位置可见圆形肿块，计1分；如看到肿块，但形状不是圆形则，计0.5分。将3位观察者的评分取平均值。美国“乳腺摄影质量标准规范”（MQSA）乳腺摄影标准要求最少有4条最大的纤维，3个最大的钙化点群以及3个最大的块状物［6］。

4.统计学分析

3位观察者对纤维条索、钙化、肿块的评分进行正态检验后发现不符合正态分布，遂采用非参数Wilcoxon秩和检验，计算3位观察者的观察一致性，若一致性良好，计算3组评分的平均值作为图像质量的主观评估。数据采用统计学软件SPSS 19.0进行分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

3位观察者的图像质量评估结果分别采用非参数Wilcoxon秩和检验。纤维条索评分统计结果为P＝0.782、0.346、0.380，无统计学意义。钙化评分统计结果为P＝0.083、0.083、1.000，无统计学意义。肿块评分统计结果P＝1.000、0.100、0.080，无统计学意义。三组差异均无统计学意义，一致性良好，故计算三组评分的平均值作为图像质量评分结果。AOP－STD模式下测定的结果为28kV，45mAs，Mo／Rh，12daN， 42mm，AGD为0.95mGy，评分：纤维条索5.3分，钙化4分，肿块4.7分。

随着管电压、管电流的降低，纤维条索、钙化、肿块的显示清晰度均逐渐降低，图像的噪声逐渐增加。当管电压＜29kV时，纤维条索的显示呈现明显下降趋势；当管电流＜25mAs其可视度不合格，25mAs到40mAs时其评分已仅在合格线上，当管电压大于25kV、25mAs时，纤维的显示评分达到乳腺摄影标准。

肿块的显示与管电压、管电流呈整体正相关，随管电压、管电流的下降肿块的显示逐渐减小，边缘模糊度增加；肿块的显示在管电流小于45mAs之后呈明显下降趋势。但是在研究的范围内，其显示评分均达到乳腺摄影标准。

钙化的显示在26～36kV、90～32mAs之间虽然可见，评分上无变化，但是模糊度也逐渐增加，小于26kV、32mAs时钙化的显示呈现明显下降的趋势，在26kV以上及研究范围内的管电流区间，钙化的显示评分达到乳腺摄影标准（图1、2）。

管电压和管电流的增加对AGD的影响都是线性上升的，在产生符合诊断要求图像的变化区间里，管电压从25kV到36kV，AGD增长了3.57倍，而管电流从25mAs到90mAs，AGD增长了2.6倍。管电压对AGD值的影响更大（图3、4）。图像的曝光剂量在保证图像质量符合诊断要求的基础上可以有效降低，减少辐射。

讨 论

目前，乳腺X线摄影仍是乳腺癌早期发现的最有效的检查方法，也是惟一被美国食品和药物管理局批准用于乳腺癌筛查的检查方法［7］。乳腺X线摄影作为基础的乳腺检查方法，不仅应用于临床乳腺疾病筛查，也作为30岁以上妇女的常规体检项目，而乳腺是辐射高敏感组织，其1次辐射致癌的危险度的权重系数达到了0.15［8］，特殊的低kV摄影，增加了被检者的X线接受剂量，因此在不降低图像质量的前提下如何降低辐射剂量值得研究。

本研究中，采用AOP－STD曝光的AGD值为0.95mGy，而改用手动条件选取相同的曝光条件，其AGD值为0.90mGy，主要因为AOP模式时机器有根据乳腺密度和厚度等产生的预曝光，所以高出0.05mGy，由此说明AOP模式下预曝光产生的曝光量为0.05mGy。在对比数值时，笔者统一采用没有预曝光量的手动条件曝光结果进行对照。

评分：根据美国“乳腺摄影质量标准规范”（MQSA）乳腺摄影标准，要求最少有4条最大的纤维，3个最大的钙化点群以及3个最大的块状物。

图1 管电压对纤维条索、钙化、肿块显示的影响趋势。管电压从36kV到29kV，纤维条索的显示呈平稳向下的变化趋势，当管电压小于29kV时呈现明显下降趋势，管电压大于25kV时纤维条索评分合格。钙化的显示从36kV到26kV评分无变化，小于26kV时呈现明显下降的趋势，管电压大于23kV时钙化评分合格。肿块的显示清晰度随管电压下降呈现整体平稳下降趋势，研究范围内肿块显示评分均合格。

图2 管电流对纤维条索、钙化、肿块显示的影响趋势。纤维条索的显示在45mAs以下呈现较明显的下降趋势，管电流小于25mAs时纤维条索显示评分不合格。钙化的显示从90mAs到32mAs评分无变化，小于32mAs呈下降趋势，研究范围内钙化的显示评分均合格。肿块的显示从90mAs到45mAs变化不明显，45mAs以下呈现较明显的下降趋势，研究范围内肿块的显示评分均合格。

图3 管电压对AGD值的影响趋势。随管电压的增加，AGD值迅速上升。

图4 管电流对AGD值的影响趋势。随管电流的增加，AGD值平稳上升。

1.钙化点的评分

本研究中，管电压介于26kV到36kV之间，管电流介于32mAs到90mAs之间时，钙化点的评分没有明显差异，说明管电压和管电流在一定范围内的变化对钙化点影响不大，可能因为低千伏摄影时以光电效应为主，其发生几率与原子序数的三次方成正比［9］，钙化点的原子序数比肿块和纤维条索要高，可以吸收更多的X线，形成更高的对比度，因此管电压和管电流在一定范围内变化时不引起钙化点评分上的变化，从二者的变化范围不难分析出，适当降低曝光条件不会明显降低钙化点的显示，而较高的曝光条件并没有带来影像质量的明显提升，这也符合赵永霞［10］、丁文洪等［6］等的研究，当影像质量达到一定水平后再增加摄影条件，影像质量没有明显的提高。因此我们可以应用在针对钙化灶的摄片情况中，譬如对钙化灶的短期随访，或在触诊阴性的钙化灶导丝定位中，定位的过程需要重复摄片，完全可以降低摄片条件，减小不必要的曝光剂量。

2.纤维条索和肿块影的评分

随着管电压和管电流的升高，纤维和肿块的评分均平稳上升，这是由于管电压决定产生X线最大能量的性质，升高管电压即增加了产生X线的量。而管电流越大，冲击阳极靶面的电子数越多，产生的X线光子数就越多，随着曝光量的升高，图像的噪声减小，密度分辨率和对比度都有所提高。在管电压大于25kV，管电流大于25mAs时，均可以显示出至少4条的纤维影，这符合王忠用等［11］的研究认为手动曝光模式下将管电流下降50%，摄片仍可达到自动曝光模式下的图像质量。也符合数字乳腺摄影的宽容度大，信息量多，影像层次丰富，摄影条件通融性大的特点［12］。

乳腺一次曝光的AGD不能超过3mGy［9］。本研究中，最高的AGD为2.65mGy，均有研究价值。在kV、mAs及靶滤过设置相同的情况下，手动条件曝光剂量比自动曝光模式减少了预曝光的剂量（0.05mGy）。随着kV和mAs的升高，AGD值随之升高。在29kV以上时，每单位kV值的变化使得AGD的增长率迅速上升，小于29kV时增长率趋于平稳。从25kV的0.58mGy到36kV的2.65mGy，增长了近4倍。管电流从25mAs到90mAs，其AGD仅增长了2.6倍，管电压的升高比管电流的升高带来了更快的AGD增长。这对临床操作时手动设置条件对曝光剂量的影响有很大的提示和导向作用。

不可否认的是，AOP模式存在显而易见的优势：①操作便捷；②成像质量和AGD综合评价较好。本研究的提出是为了说明手动条件设置的可行性及可调节的参考范围，并希望乳腺摄影技师在平时的操作中多总结经验，提高对摄影参数设置的准确性，当然本研究还有一定的局限性，本研究仅对乳腺模体进行实验，并且用的是相当于50%脂肪和50%腺体的模体，而临床实际操作中乳腺的大小及腺体脂肪的构成比例各不相同，因此实验结果仅作为临床乳腺摄影时的参考。

综上所述，在手动设置条件时，需要兼顾纤维、钙化点群以及最大的块状物的显示，需要综合考虑管电压及管电流的设置，与自动条件相比，管电压下降幅度较小，本研究中最多可以下降3kV（28kV降到25kV）；管电流的可调控区间较大，本研究中从45mAs下降到25mAs最多可下降20mAs。笔者认为，相比AOP模式，适当降低管电压、管电流来降低曝光剂量是可行的。

［1］ 赵永霞，秦维昌，等.数字乳腺X线摄影的现状与进展［J］.中华放射学杂志，2007，41（12）：1421－1424.

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