全数字化乳腺摄影降低辐射剂量的探讨

陈进良，袁华，冯剑楠，孙皓，谢长军

1. 本溪钢铁（集团）总医院 放射科，辽宁 本溪 117000；2. 本溪市疾病预防控制中心 放射卫生监督所，辽宁 本溪 117000

引言

近年来乳腺癌已跃居女性所有恶性肿瘤的首位[1]。随着影像技术的发展，全数字化乳腺X线机已被广泛应用，它能发现较小的钙化点、血管分布，并能提示癌前病变，已成为女性乳腺癌早期诊断的金标准[2-3]。乳腺组织对X线非常敏感，因此检查过程中需要在保证影像质量的基础上尽可能降低辐射剂量，以减少致癌风险。目前，降低乳腺辐射剂量的研究主要停留在理论上，本文试图通过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曝光参数设置方法以及合理选择靶/滤过组合，降低乳腺辐射剂量。

1 材料与方法

1.1 实验设备

西门子MAMMOMAT Inspiration数字乳腺X线机。5 M竖屏显示器。RMI-156乳腺模体（图1），由50%脂肪和50%腺体组成，其中包括：5组直径不同的CaCO3颗粒（0.16、0.24、0.32、0.40和0.54 mm）模拟乳腺内的钙化点，每5个钙化点为1组；5种直径不同的球形团块（0.25、0.5、0.75、1.00和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和1.56 mm）模拟乳腺内的纤维组织。一块150 mm×150 mm×10 mm、三块150 mm×150 mm×20 mm由50%脂肪和50%腺体组成等效衰减板（图2）。

图1 RMI-156乳腺模体

图2 乳腺等效衰减板

1.2 实验方法

（1）在西门子乳腺机上采用QC-raw（质控操作程序），选择Opdose（全自动曝光模式），Dose level(剂量水平)选择Normal dose(正常剂量)，分别对软组织等效板组合成20、30、40、50、60、70 mm不同厚度，模拟不同厚度乳腺，采用Mo/Mo（钼/钼）、Mo/Rh（钼/铑）、W/Rh（钨/铑）的不同靶/滤过组合进行曝光，分别记录千伏值kVP、曝光量mAs、腺体平均剂量Organ.Dose。

（2）同样采用QC-raw程序，剂量水平选择Normal dose，选择Opdose对乳腺模体进行曝光，获得kV和mAs值，kV保持不变，手动设置mAs值（80、100、140 mAs）；mAs保持不变，手动设置kV值（26、27、29 kV），分别记录Organ.Dose值。

1.3 图像质量评价

根据美国放射学会（American College of Radiology，ACR）评分标准，由3名中级以上影像诊断医生在工作站上采用相同观片条件，分别对体模影像中的模拟纤维组织、模拟钙化群和模拟团块的图像质量进行评分。评分标准[4]：模拟纤维单元中能够识别模拟纤维的全长、位置和方向时计1.0分，只能识别模拟纤维的全长的一半且位置和方向正确时计0.5分；模拟钙化单元中能够在正确位置识别4个以上仿真钙化点时计1.0分，能识别2～3个模拟钙化点时0.5分；模拟肿块单元中能够在正确位置上识别模拟肿块密度差及圆周边界线时计1.0分，有密度差但无圆周边界线时计0.5分；低于以上标准时计0.0分。

1.4 统计学分析

采用SPSS 19.0统计学软件进行分析。符合正态分布的计量资料以±s表示。对Mo/Mo、Mo/Rh、W/Ag 3种不同靶／滤过组合在不同厚度模体时产生的Organ.Dose值，行单因素方差分析，组间多重比较采用SNK-q法，以P＜0.05为差异有统计学意义。对手动与自动曝光模式下的纤维、斑点、肿物评分，行方差齐性检验及正态性检验，方差齐符合正态分布后行方差分析，以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 使用3种靶/滤过组合对不同厚度模体产生的腺体平均剂量比较

使用3种靶滤过组合（Mo/Mo、Mo/Rh、W/Rh）对不同模体厚度产生的Organ.Dose值均符合正态分布，3种靶滤过组合产生的Organ.Dose差异有统计学意义（F=34.78，P＜0.01）。不同厚度模体产生的Organ.Dose差异亦有统计学意义（F=41.32，P＜0.01）。两两比较结果显示：Mo/Mo、Mo/Rh组 合 比 较P＜0.01；Mo/Mo、W/Rh组 合P＜0.01；Mo/Rh、W/Rh组合比较P＜0.01。Mo/Mo组合的辐射剂量最高，Mo/Rh组合次之，W/Rh组合最低，见表1、图3所示。

图3 不同靶/滤过组合、不同模体厚度下的模体平均剂量值显示结果

2.2 手动曝光模式与自动曝光模式下3种模拟病变的图像质量评分结果

对乳腺模体采用自动曝光模式，获得管电压值为28 kV，曝光量为123.8 mAs。根据自动曝光模式下的模体曝光参数，分别固定管电压为28 kV，改变管电流量（80、100、140 mAs）进行曝光，3种模拟乳腺组织纤维、钙化和肿物的评分值，差异均无统计学意义（P＞0.05），毫安秒升至140 mAs时，腺体平均剂量增加31.5%，毫安秒降至100、80 mAs时，腺体平均剂量分别减少18.2%、33.6%，见表2；固定管电流量为125 mAs（123.8 mAs取整），改变管电压（26、27、29 kV）进行曝光，3种模拟乳腺组织纤维、钙化和肿物的评分值，差异均无统计学意义（P＞0.05），管电压升至29 kV时，腺体平均剂量增加20.1%，管电压降至27、26 kV时，腺体平均剂量分别减少15.4%、26.6%，见表3。

表1 不同靶/滤过组合、不同模体厚度下的模体平均剂量值（±s，mGy）

表1 不同靶/滤过组合、不同模体厚度下的模体平均剂量值（±s，mGy）

靶/滤过组合 20 mm 30 mm 40 mm 50 mm 60 mm 70 mm Mo/Mo 1.07±0.01 1.51±0.03 2.03±0.06 2.73±0.04 3.46±0.01 4.49±0.10 Mo/Rh 0.85±0.03 1.17±0.05 1.55±0.01 2.14±0.01 2.89±0.07 3.91±0.05 W/Rh 0.61±0.04 0.80±0.02 1.06±0.01 1.45±0.07 1.95±0.03 2.65±0.04

3 讨论

我国乳腺癌的发病率以每年3%的速度递增[5]，目前，在大量应用乳腺X线检查的同时，人们越来越关注X线检查的剂量对乳腺造成的潜在风险。国际放射防护委员会对于人体受辐射危险的敏感组织中指出，乳腺组织危害的权重系数仅次于性腺[6]。就目前来讲，人们对影响乳腺辐射剂量的相关因素研究主要体现在以下4个方面[7]。

（1）不同靶面/滤过组合对辐射剂量的影响。有研究认为Mo/Mo和Mo/Rh组合的图像对比度较好，但其穿透能力较低，剂量较高；Rh/Rh和W/Rh组合具有足够的穿透力，使较厚乳腺信息量显示更丰富，乳腺吸收剂量较低[8]。柳杰等[9]认为，对于每一厚度的模体，应用Rh滤过板产生的ESD（Entrance Surface Dose）和 AGD（Average Glandular Dose）均低于Mo滤过。所有研究一致认为Rh滤过辐射剂量最低。

（2）曝光模式对辐射剂量的影响。数字乳腺X线摄影的曝光模式有自动曝光模式（Automatic Exposure Control，AEC）和手动曝光控制模式2种，不同曝光模式对数字乳腺X线摄影图像质量和辐射剂量的影响不同。有研究报道，以AEC模式为基础，分别固定管电压或管电流量进行研究，结果认为AEC模式设置的曝光条件产生的辐射剂量不是最低剂量[10-11]。

（3）乳腺分型对辐射剂量的影响。文献报道，根据乳腺密度不同乳腺可分为4型：Ⅰ型（脂肪型）、Ⅱ型（致密型）、Ⅲ型（中间型）、Ⅳ型（导管型）[12-13]。研究发现，当乳腺厚度相同时，Ⅱ型乳腺的曝光条件及AGD最大，Ⅳ型次之，Ⅲ型再次之，Ⅰ型乳腺的曝光条件及AGD最小[12-13]。

（4）乳腺厚度与加压对辐射剂量的影响。李敏等[12]研究认为，辐射剂量值随受检体厚度增加而显著升高。压迫是乳腺X 射线检查中的一个关键步骤，适当的压迫不仅能使乳腺均匀、变薄，减少散射线，提高影像质量；使重叠的组织结构分离，易于病变显示；而且固定乳腺，可防止移动模糊；更重要的是可以减少腺体的吸收剂量[14]。ACR建议标准：压迫系统提供的压力应在111～200 N之间[15]。

以上影响乳腺辐射剂量的研究中，笔者认为，靶面/滤过组合的正确选择和曝光模式的合理使用对患者辐射剂量的影响至关重要，也是技师操作不当，给患者带来不必要辐射的主要原因。本次实验主要从以上两个方面进行研究，目的是把降低辐射剂量的方法如何更好地应用到日常工作中。

本次实验使用设备靶/ 滤过组合方式为Mo/Mo、Mo/Rh、W/Rh。实验结果表明，当模体厚度大于45 mm时，使用Mo/Mo组合腺体平均剂量大于3 mGy，模体厚度大于55 mm时，使用Mo/Rh组合腺体平均剂量大于3 mGy，超出乳腺一次曝光AGD限值3 mGy[16]，使用W/Rh组合，当乳腺厚度为70 mm时，腺体平均剂量仍小于3 mGy。因此，在乳腺检查中根据乳腺厚度合理选择靶/滤过组合，对于乳房厚度较大的患者建议使用W/Rh组合方式。结合本次实验和日常工作经验，笔者认为小于20 mm厚的乳腺摄影，Mo/Mo组合适合4种类型乳腺组织。21～30 mm厚，Mo/Mo组合适合Ⅰ、Ⅳ型乳腺摄影，Mo/Rh组合适合Ⅱ、Ⅲ型乳腺摄影。31～40 mm厚，Mo/Rh组合适合Ⅰ、Ⅳ型乳腺摄影，W/Rh组合适合Ⅱ、Ⅲ型乳腺摄影。大于40 mm厚乳腺摄影，4种类型乳腺组织摄影均使用W/Rh组合方式。

表2 固定管电压、靶/滤过组合（W/Rh）时不同曝光模式下模体图像质量评价结果

表3 固定管电流量（mAs）、靶/滤过组合（W/Rh）时不同曝光模式下模体图像质量评价结果

本次实验选用模体厚度为4.5 cm，可较好地模拟乳房被压迫后的平均厚度水平。通过实验说明，在全自动曝光模式（Opdose）下，模体图像质量完全可达到诊断标准，增加管电压、管电流对图像质量帮助不大，相反随管电压的升高和X 线质的硬化，射线能量较高，会降低图像的对比度，从而影响图像质量[17]，而且辐射剂量会显著增加。因此在日常工作中，不建议使用过高的管电压、管电流摄影。在自动曝光模式下，当模体辐射剂量减少到约自动曝光剂量的65%～80%时，纤维、斑点、肿物检出率下降平缓，图像质量无变化或略低于AEC曝光的图像质量。由于数字乳腺机具有较大宽容度和强大后处理功能，可对一定摄影条件范围内产生的影像进行后处理，完全可达到诊断标准。因此笔者认为在临床工作中，可以根据患者个体情况，在自动曝光的基础上适度减少曝光条件，从而达到减少辐射剂量的目的。Manual（手动曝光模式）要求技师要有丰富的工作经验，根据不同乳腺分型、不同压迫厚度选取合适的曝光参数。如果在摄影中无法预判患者乳腺分型，可先使用Opdose进行一次曝光，其他选用Manual进行曝光，也可选择患侧乳腺使用Opdose，健侧使用Manual进行检查，曝光条件选择kV减少2～3 kV，mAs选择减少10%～40%进行曝光，减少的程度根据乳腺分型由大到小依次为Ⅰ型、Ⅳ型、Ⅲ型、Ⅱ型。在临床工作中，对于临床高度怀疑疾病者不建议减少曝光条件。

综上所述，通过对乳腺厚度的不同合理选择靶/ 滤过组合，以及根据自动曝光模式下的摄影条件，分别固定管电压、变动管电流；固定管电流、变动管电压进行研究，我们可以看出，数字乳腺摄影中应用RW/Rh滤过、采用在自动曝光的基础上适当减少管电压和管电流量，可有效降低乳腺摄影的辐射剂量，在临床工作中起到很好的效果。