数字乳腺断层融合X线成像中平均腺体剂量与乳腺密度、压迫厚度的关系

杨蕾， 宋俊峰， 李静， 周纯武

·乳腺影像学·

数字乳腺断层融合X线成像中平均腺体剂量与乳腺密度、压迫厚度的关系

杨蕾， 宋俊峰， 李静， 周纯武

目的：探讨数字乳腺断层融合X线成像(DBT)中平均腺体剂量(AGD)与乳腺密度、压迫厚度的关系。方法：搜集在DBT Combo模式[即DBT和全视野数字化乳腺摄影(FFDM)分别在同一乳腺、在同一压迫厚度下进行摄影]下行双侧乳腺摄影的女性患者271例。分析共542幅DBT和542幅FFDM的单侧乳腺头尾位图像。结果：①压迫厚度与AGDDBT呈正向较强相关(r=0.920，P<0.001)，乳腺密度与AGDDBT呈正向较弱相关(r=0.263，P<0.001)。压迫厚度和乳腺密度分别是AGDDBT的独立影响因素(B压迫厚度=0.046，B乳腺密度=0.084，P<0.001)。压迫厚度对AGDDBT的影响较乳腺密度大(压迫厚度、乳腺密度的标准化系数分别为0.940、0.143)。②压迫厚度与△AGD(AGDDBT减去AGDFFDM)呈负向较弱相关(r=-0.287，P<0.001)，乳腺密度与△AGD呈负向中等相关(r=-0.616，P<0.001)；乳腺密度和压迫厚度分别是△AGD的独立影响因素(B压迫厚度=-0.012，B乳腺密度=-0.219，P<0.001)；乳腺密度对△AGD的影响较压迫厚度大(压迫厚度、乳腺密度的标准化系数分别为-0.580、-0.366)。③在乳腺密度>75%且压迫厚度为56～75 mm和76～95 mm时，AGDDBT均值低于AGDFFDM，差异有统计学意义(P<0.05)。在乳腺密度为25%～50%且压迫厚度为76～95 mm时，AGDDBT均值与AGDFFDM相仿(P>0.05)。在乳腺密度为51%～75%且压迫厚度为56～75 mm时，AGDDBT均值与AGDFFDM相仿(P>0.05)。在其他乳腺密度和压迫厚度分层中(压迫厚度均≤95 mm)，AGDDBT均值高于AGDFFDM，差异有统计学意义(P<0.05)。结论:AGDDBT与乳腺密度、压迫厚度呈正相关，压迫厚度对AGDDBT的影响更大。△AGD与乳腺密度、压迫厚度呈负相关；乳腺密度对△AGD的影响更大。在乳腺密度>75%且压迫厚度为56～95 mm时，AGDDBT均值低于AGDFFDM；在其他乳腺密度及压迫厚度分层(压迫厚度均≤95 mm)中，AGDDBT均值高于或等于AGDFFDM。

数字乳腺断层融合X线成像； 放射摄影术； 乳腺； 平均腺体剂量； 乳腺密度； 压迫厚度

数字乳腺断层融合X线成像(digital breast tomosynthesis，DBT)是基于现有乳腺X线检查技术而研发的一种新技术。传统的全视野数字化乳腺摄影(full field digital mammography,FFDM)X线球管保持固定，每个体位只拍摄1幅图像[1-2]。DBT的成像过程包括一系列低剂量的曝光，每次曝光的剂量是常规乳腺X线摄影的5%～10%，由于投照方式不同造成的DBT与FFDM辐射剂量的差异及影响因素也是应该关注的问题。本研究通过探讨DBT平均腺体剂量(average glandular dose,AGD)与乳腺密度、压迫厚度的关系，旨在加强对DBT辐射剂量变化规律的认识。

材料与方法

1.病例资料

搜集2014年7月-2015年2月间，在我院行DBT Combo模式(即在同一乳腺压迫下，先后进行DBT和FFDM图像采集)摄影的女性患者290例，摄影包括双侧乳腺头尾位(craniocaudal view，CC)和内外侧斜位(mediolateral oblique view，MLO)。排除乳腺有巨大肿瘤者2例，假体植入或自体脂肪植入者4例，有乳腺部分切除病史者13例，最终共271例患者(共542幅单侧乳腺CC位的DBT和 FFDM图像)纳入研究。

2.检查方法

采用Hologic Selenia Dimension乳腺机进行摄影，采用Combo模式，并运用自动曝光控制(automatic exposure control，AEC)技术进行曝光。DBT摄影时球管在15°(±7.5°)范围内旋转，每度曝光一次，共曝光15次，扫描时间<4 s，管电压范围为25～49 kVp，管电流200 mA，默认选定1 mm重建层厚，重建时间2～5 s，像素尺寸70 μm。

3.数据采集

在Hologic工作站Barco 5M显示器上进行数据采集和乳腺密度分类。采集参数包括双侧乳腺CC位的AGDDBT、AGDFFDM和乳腺压迫厚度。

根据2003年第四版BI-RADS标准，乳腺按腺体所占百分比分为四类：ACR 1类，脂肪型(乳腺内几乎全部为脂肪组织，腺体<25%)；ACR 2类，少量腺体型(乳腺内有散在纤维腺体组织，腺体占25%～50%)；ACR 3类，多量腺体型(乳腺内有不均匀致密腺体，腺体占51%～75%)；ACR 4类，致密型(乳腺组织非常致密，腺体>75%)。

4.统计学分析

结 果

1.乳腺密度分类

共获得271例患者的左、右两侧542幅CC位图像。542幅图像中按乳腺密度分为4类。ACR 1类占6.6%(36/542)，ACR 2类占28.8%(156/542)，ACR 3类占33.6%(182/542)，ACR 4类占31.0% (168/ 542)。

2.乳腺压迫厚度

542个CC位乳腺的平均压迫厚度为(50.14±10.94) mm，范围为17～88 mm。

3.AGDDBT与乳腺密度、压迫厚度的关系

AGDDBT的均数±标准差为(1.82±0.54) mGy(范围为0.99～5.09 mGy)。压迫厚度与AGDDBT呈正向较强相关(r=0.920，P<0.001)，乳腺密度与AGDDBT呈正向较弱相关(r=0.265，P<0.001)。多重线性回归分析显示压迫厚度是AGDDBT的独立影响因素(B=0.046，P<0.001)，乳腺密度也是AGDDBT的独立影响因素(B=0.084，P<0.001)。乳腺密度的标准化系数为0.143，压迫厚度的标准化系数为0.94，通过标准化系数可以看出，压迫厚度对AGDDBT的影响较乳腺密度大。

图1 左侧乳腺浸润性导管癌II级患者，女，49岁，病灶大小1.5 cm×1.3 cm×1.0 cm。a) 采用FFDM的右侧乳腺头尾位图像； b) 采用FFDM的左侧乳腺头尾位图像； c) 采用FFDM的右侧乳腺内外侧斜位图像； d) 采用FFDM的左侧乳腺内外侧斜位图像； e) 采用FFDM的左侧乳腺头尾位图像的局部放大图像； f) 采用DBT摄影的左侧乳腺头尾位图像的局部放大图像，与e图位置一致，圆圈内为病灶所在位置，DBT图像上病灶边缘可见多发毛刺； g) 采用FFDM的左侧乳腺内外侧斜位图像的局部放大图像； h) 采用DBT摄影的左侧乳腺内外侧斜位图像的局部放大图像，与g图位置一致，圆圈内为病灶所在位置，DBT图像上病灶边缘可见多发毛刺。

4.△AGD与乳腺密度、压迫厚度的关系

△AGD的范围为-2.35～1.23 mGy，AGDDBT/AGDFFDM的比值范围为0.63～1.85。压迫厚度与△AGD呈负向弱相关(r=-0.287，P<0.001)，乳腺密度与△AGD呈负向中等相关(r=-0.616，P<0.001)。多重线性回归分析显示乳腺密度是△AGD的独立影响因素(B=-0.219，P<0.001)，压迫厚度也是△AGD的独立影响因素(B=-0.012，P<0.001)。乳腺密度的标准化系数为-0.580，压迫厚度的标准化系数为-0.366，根据标准化系数的绝对值可以看出，乳腺密度对△AGD的影响较压迫厚度大。

按照乳腺密度分层后发现在ACR 1中，各压迫厚度分层中的AGDDBT均值都高于AGDFFDM(P<0.05，表1、图1)；ACR 2中，在压迫厚度为16～35 mm、36～55 mm和56～75 mm时，AGDDBT均值高于AGDFFDM(P<0.05)； ACR 3中，在压迫厚度为16～35 mm和36～55 mm时，AGDDBT均值高于AGDFFDM(P<0.05)；ACR 4中，在压迫厚度为16～35 mm和36～55 mm时，AGDDBT均值高于AGDFFDM(P<0.05)；在压迫厚度为56～75 mm和76～95 mm时，AGDDBT均值低于AGDFFDM(P< 0.05)。

表1 不同乳腺密度和压迫厚度分层中的均值比较

讨 论

本研究显示乳腺密度和压迫厚度都是GDDBT的独立影响因素，AGDDBT与乳腺密度、压迫厚度呈正相关，AGDDBT随乳腺密度、压迫厚度的增大而升高，其中压迫厚度对AGDDBT的影响更大。乳腺密度和压迫厚度都是△AGD的独立影响因素，△AGD与乳腺密度、压迫厚度呈负相关，乳腺密度或压迫厚度越大时，△AGD越小(即AGDDBT越接近甚至低于AGDFFDM)，其中乳腺密度对△AGD的影响更大。本组数据显示，在乳腺密度>75%并且压迫厚度为56～95 mm时，AGDDBT均值低于AGDFFDM，在其它乳腺密度及压迫厚度分层(压迫厚度均≤95 mm)中，AGDDBT均值高于或等于AGDFFDM均值。

DBT是一种新兴的乳腺X线成像技术，其在短暂的低剂量扫描过程中，在不同角度获得压迫后静止乳腺的影像，每次曝光的剂量大约是常规乳腺X线摄影的5%～10%，之后重建成一系列高分辨力的断层图像，单独显示或以电影的形式动态演示。与常规FFDM只采集二维图像相比，它可以采集三维图像，或同时采集三维和二维图像，从而减少或消除乳腺组织重叠和结构噪声的影响，在一定程度上提高了乳腺癌诊断和筛查的准确度，降低召回率和减少不必要的活检，为乳腺癌术前诊断、治疗方案的制定和手术方式的选择提供全面、准确和直观的信息，在乳腺癌筛查和诊断中发挥着越来越重要的作用[3-11]。乳腺是对放射线较敏感的器官，AGD是乳腺X线检查中乳腺组织的平均吸收剂量，是评价乳腺辐射剂量的主要指标。AGD的大小与辐射半值层、乳腺腺体密度和乳腺压迫厚度有关。美国放射学会对乳腺X线摄影AGD的要求是对于压迫厚度为5 cm、腺体和脂肪各占50%的乳腺，每幅图像的AGD不超过3 mGy。本研究中，DBT的平均腺体剂量符合以上要求。在辐射半值层不变的情况下，乳腺密度和压迫厚度分别是AGDDBT的独立影响因素，AGDDBT与乳腺密度、压迫厚度呈正相关，即在乳腺密度固定的情况下，减少压迫厚度可以降低AGD值。

尽管AGDDBT是多次照射的剂量总和，但AGDDBT的高低并不是固定不变的，本研究显示在同一乳腺压迫下，AGDDBT/AGDFFDM的比值范围为0.63～1.85，这说明AGDDBT在某些情况下低于AGDFFDM，在某些情况下高于AGDFFDM。通过统计发现AGDDBT和AGDFFDM都随着乳腺密度或压迫厚度的增加而增高，但AGDDBT与AGDFFDM的差值却随着乳腺密度或压迫厚度的增加而降低。这说明AGDDBT和AGDFFDM随乳腺密度和压迫厚度的改变而变化的幅度是不同的。本研究结果显示在乳腺密度ACR 4中，压迫厚度为56～75 mm和76～95 mm时，AGDDBT均值低于AGDFFDM，而在其它乳腺密度和压迫厚度分层中AGDDBT均值高于AGDFFDM，或与AGDFFDM均值相仿，这与国外一些研究结果相仿。目前关于DBT平均腺体剂量的研究多来自国外，相关研究显示在对乳腺腺体所占百分比<50%、压迫厚度<40 mm的乳腺摄影时，AGDDBT高于AGDFFDM；而对乳腺腺体所占百分比>50%、压迫厚度>40 mm的乳腺摄影时，AGDDBT低于AGDFFDM[12]。

综上所述，AGDDBT随乳腺密度或压迫厚度的增大而升高，其中压迫厚度对AGDDBT的影响更大。在乳腺密度、压迫厚度越小时，AGDDBT高于AGDFFDM，而在乳腺密度、压迫厚度越大时，AGDDBT越接近或低于AGDFFDM。因样本量较少，本研究结果需要更大样本量的临床实验进一步验证。

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Relationship between AGDDBTand breast density or compressed breast thickness

YANG Lei,SONG Jun-feng,LI Jing,et al.

Department of Diagnostic Radiology，National Cancer Center/Cancer Hospital,Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College,Beijing 100021,China

Objective:To discuss the relationship between AGDDBT and breast density or compressed thickness.Methods:271 female patients who had bilateral mammography under the mode of DBT combo (taking images of the same breast and same compressed thickness with DBT and FFDM) in our hospital were included.542 images of unilateral breast cranio-caudal view with DBT and 542 images of unilateral breast cranio-caudal view with FFDM were analyzed (AGD,breast density and compressed thickness).Results:Compressed thickness and AGDDBThad a strong positive correlation (r=0.920,P<0.001).Breast density and AGDDBThad a weak positive correlation (r=0.263,P<0.001).Compressed thickness and breast density both independently influenced AGDDBT(Bcompressed thickness=0.046,Bbreast density=0.084,P<0.001).Compressed thickness had a greater influence on AGDDBTthan did breast density (std Bcompressed thickness=0.94,std Bbreast density=0.143).Compressed thickness and △AGD (AGDDBTminus AGDFFDM) had a weak negative correlation (r=-0.287,P<0.001).Breast density and △AGD had a medium-strong negative correlation (r=-0.616,P<0.001).Breast density and compressed thickness both independently influenced △AGD (Bcompressed thickness=-0.012,Bbreast density=-0.219,P<0.001).Breast density had a greater influence on △AGD than did compressed thickness (std Bcompressed thickness=-0.366,std Bbreast density=-0.580).When breast density>75% and compressed thickness was 56～75mm or 76～95mm,the mean value of AGDDBTwas lower than that of AGDFFDM,thus the difference was statistical siginificant (P<0.05).When 25%≤breast density≤50% and compressed thickness was 76～95mm,the mean value of AGDDBTwas similar to that of AGDFFDM(P>0.05).When 50%0.05).In the other groups with different breast density and compressed thickness,the mean values of AGDDBTwere all higher than those of AGDFFDM;thus the difference was statistical significant (P<0.05).Conclusions:Breast density and compressed thickness are independent influence factors of AGDDBT.AGDDBThas a positive correlation with breast density or compressed thickness.Meanwhile,compressed thickness has a greater influence on AGDDBTthan does breast density.Breast density and compressed thickness are independent influence factors of △AGD.△AGD has a negative correlation with breast density or compressed thickness.Meanwhile,breast density has a greater influence on △AGD than does compressed thickness.According to this set of data, when breast density >75% and compressed thickness was 56～95mm,the mean value of AGDDBTwas lower than that of AGDFFDM.In the other groups with different breast density and compressed thickness (mean compressed thickness≤95mm),the mean values of AGDDBTwere all higher than or equal to those of AGDFFDM.

Digital breast tomosynthesis; Radiography; Mammary Glands; Average glandular dose; Breast density; Compressed thickness

100021 北京，国家癌症中心 中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院影像诊断科

杨蕾(1981-)，女，河南新乡人，博士，主治医师，主要从事肿瘤影像诊断工作。

周纯武 E-mail： cjr.zhouchunwu@vip.163.com

R655.8; R814.4

A

1000-0313(2017)05-0494-05

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.05.014

2016-07-14

2016-12-22)