全數字乳腺攝影系統與屏片系統影像質量和輻射劑量的比較

王恒地，李增友，趙永霞

河北大學附屬醫院　a.設備處；b.放射科，河北　保定　071000

全數字乳腺攝影系統與屏片系統影像質量和輻射劑量的比較

王恒地a，李增友a，趙永霞b

河北大學附屬醫院a.設備處；b.放射科，河北保定071000

[摘要]目的探討全數字乳腺攝影系統（FFDM）與屏片系統（SFM）在乳腺攝影中影像質量、輻射劑量的差異。方法用Giotto 乳腺攝影機對乳腺模體進行屏片攝影，攝影選用自動曝光控制模式（AEC），曝光采用2檔，記錄攝影條件和輻射劑量，然后在FFDM上用相同劑量的攝影條件對模體進行攝影，記錄攝影條件。固定屏片系統攝影條件的28 kV不變，變動mAs為70 、65 、60 、55 mAs對模體進行攝影攝取模體影像，記錄屏片系統的輻射劑量。固定FFDM攝影條件的28 kV不變，變動mAs為28 、32 、36 、45 mAs對模體進行攝影攝取模體影像，記錄屏片系統的輻射劑量。由2位影像學醫師在相同條件下對上述模體影像進行軟閱讀，并按照美國放射學會（ACR）的評分標準對模體中的鈣化點、尼龍纖維、腫塊灶進行評分，對所得數據進行單因素方差分析（one away ANOVA），2名醫師對圖像質量評價的一致性評估采用Kappa檢驗。結果在相同表面入射劑量下，FFDM影像質量高于 SFM的影像質量（P＜0.05）；在兩種乳腺攝影系統的影像質量相同時，FFDM較SFM表面入射劑量低35.3%，FFDM較SFM腺體平均劑量低37.1%。結論全數字乳腺攝影系統在AEC條件下，影像質量優于屏片乳腺攝影系統。在輻射劑量相同時，全數字乳腺攝影系統的影像質量優于屏片系統。

[關鍵詞]全數字乳腺攝影系統；屏片乳腺攝影系統；影像質量；輻射劑量

0　前言

隨著乳腺癌發病率越來越高，發病年齡越來越年輕，乳腺癌早期發現、早期診斷、早期治療是降低乳腺癌病死率的關鍵。X線檢查作為乳腺癌篩查的主要手段已經得到認可[1]。本文就全數字乳腺攝影系統和屏片乳腺攝影血管的影像質量與輻射劑量做一比較評價。

1　材料與方法

1.1實驗設備

GE senographe 2000DS 全數字乳腺攝影機（FFDM），像素尺寸為100 μm；Giotto 乳腺攝影機，Kodak 乳腺屏膠組合，Kodak 自動沖洗機及沖洗套藥，Barco 醫用顯示器，Fluke NA 18-220乳腺攝影專用模體，solidose 400 劑量儀，SPSS17.0統計學分析軟件。

1.2攝影條件及方法

將乳腺攝影專用模體放置在Giotto 乳腺攝影機的攝影平臺上，將壓迫板壓下，壓力為5 Pa。用Giotto 乳腺攝影機對乳腺模體進行屏片攝影，攝影選用自動曝光控制模式（AEC），曝光采用2檔，記錄攝影條件為28 kV、80 mAs、表面入射劑量（ESD）為3.95 mGy和腺體平均劑量（AGD）為1.05 mGy。然后在FFDM上用相同劑量的攝影條件對模體進行攝影，攝影條件為28 kV、42 mAs，固定屏片系統攝影條件的28 kV不變，變動mAs為70 、65 、60 、55 mAs對模體進行攝影攝取模體影像，記錄屏片系統的輻射劑量。固定FFDM攝影條件的28 kV不變，變動mAs為30 、34 、38 、45 mAs對模體進行攝影攝取模體影像，記錄FFDM系統的輻射劑量。將上述步驟重復3次，計算上述攝影條件和輻射劑量的平均值。將上述攝影條件下攝取影像傳至圖像診斷工作站。

1.3模體

Fluke NA 18-220乳腺模體由50%脂肪和50%腺體組成，其內有5組直徑不同的Al2O3顆粒（0.16、0.24、0.32、0.40、0.54 mm）模擬乳腺內的鈣化點，每5個鈣化點組成1組。5種直徑不同晶狀體形狀的丸塊（0.25、0.5、0.75、1.00、2.00 mm）模擬乳腺內的腫塊。6種直徑不同的尼龍纖維（0.40、0.54、0.75、0.89、1.12、1.56 mm）模擬乳腺內的纖維組織。

1.4評分標準

根據美國放射學會（ACR）的評分標準[2]：對這3種內容物的影像評分應分別進行。位置和方向均正確的整條纖維可見，計1分；位置和方向均正確的纖維可見半條，計0.5分；在纖維區域出現位置和方向均不正確的纖維，則從上次纖維得分中扣除。在正確的位置可見鈣化點組內4個以上的鈣化點計1分；鈣化點組內可見2個或3個點，計0.5分；在鈣化點區域見到位置不正確2個以上鈣化點，扣除0.5分；在正確位置可見圓形腫塊計1分；如看到腫塊，但形狀不是圓形計0.5分。

1.5統計學處理

應用SPSS 17.0統計學分析軟件，對上述實驗數據用單因素方差分析（ANOVA）進行處理，P＜0.05為差異有統計學意義。2名醫師對不同濃度對比劑所得圖像評價的一致性程度評估采用Kappa檢驗。Kappa值＞0.75為一致性較好；Kappa值在0.40～0.75為一致性一般；Kappa值＜0.40為一致性較差。

2　結果

（1）不同攝影條件下的劑量測量結果，見表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）請2位影像專家對上述攝影條件下攝取模體影像進行閱讀，并按照ACR評分標準進行評價打分，FFDM在28 kV下不同mAs和SFM在28 kV下不同mAs的評分值，見表3～4。

表3　2位影像學專家對FFDM在28 kV不同mAs下產生影像的評分

（3）經統計學處理，在相同表面入射劑量下，FFDM的影像質量高于SFM影像質量（F=41.323，P＜0.01）；當全數字乳腺攝影系統和屏片乳腺攝影系統的影像質量相同時，FFDM較SFM表面入射劑量（ESD）低35.3%，FFDM較SFM的腺體平均劑量（AGD）低37.1%。

（4）2名醫師對FFDM和SFM不同攝影條件下產生圖像質量評價的一致性好（Kappa=0.83）。

3　討論

（1）在相同的輻射劑量下全數字乳腺攝影系統的影像質量優于屏片乳腺攝影系統，尤其是對鈣化點和腫塊灶的檢出，而簇狀鈣化點是乳腺癌的特異性征象，對簇狀鈣化點的檢出率的高低直接決定乳腺癌診斷和檢出的高低，因此，FFDM比CRM對乳腺癌的檢出率要高[3]。這是由于全數字化乳腺攝影系統的探測器具有很高的量子捕獲效能，能產生較高的信噪比以及對低對比結構的觀察能力，而且其動態范圍大約是屏片系統的10倍以上。這些特點和優勢在對致密型乳腺、微細鈣化和早期乳腺癌的診斷具有重要的意義。這些特點對乳腺病變的定位更為精確,所以在對乳腺病變進行活檢的準確率亦明顯提高,同時對病變的定性診斷更為準確,從而可以減少不必要的手術或/和活檢[4]。

（2）在相同的影像質量下，FFDM較SFM高，這是由于FFDM使用了數字平板技術，避免了普通增感屏的增感顆粒以及膠片感光顆粒的分布不均勻，顆粒大小不一致而導致被檢體組織成像之后出現不均勻的現象，大大提高了圖像質量，減低了曝光劑量[5]。另外，FFDM利用光導性將X線直接轉換成電信號產生數字動態和靜態圖像, 所以其探測器具有較高的量子捕獲效率（DQE），FFDM還具有強大的后處理功能，可以對影像的灰度和亮度進行適當的處理，有利于醫生的診斷，而且FFDM能將有價值的X線數據得以全部保存，故此系統具有較高的空間分辨力和對比度，更容易觀察病變組織的細微變化。

[參考文獻]

[1] 秦維昌．乳腺攝影質量控制手冊[K]．北京:人民衛生出版社, 2008．

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

[3] 趙永霞,李秋平,呂亞靜,等．3種乳腺X線攝影系統影像質量和輻射劑量的比較[J]．實用放射學雜志,2012,(4):593-595．

[4] Boel Heddson,Katarina R?nnow,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．乳腺癌早期診斷設備及其技術進展-乳腺X線影像技術進展[J]．中國醫療設備,2010,25(70;71-73．

[7] 趙永霞,王敬穩,楊小紅,等．計算機乳腺X線攝影單面閱讀和雙面閱讀系統影像質量與輻射劑量的比較研究[J]．臨床放射學雜志,2012,(5):725-728．

[8] 王忠周,王新怡,張經建,等．數字乳腺機不同曝光模式對輻射劑量的影響研究[J]．中國輻射衛生,2010,(4):444-445．

本文作者：王恒地，河北大學附屬醫院醫療設備處副處長，高級工程師。

作者郵箱：849986240@.com

[中圖分類號]R814.42；R737.9

[文獻標志碼]B

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2014.03.061

[文章編號]1674-1633(2014)03-0157-02

收稿日期：2013-12-16修回日期：2014-02-12

基金項目：河北省科技支撐計劃項目（13277734D）；河北大學醫工交叉研究中心開放基金資助項目（BM201106）；河北大學醫學學科專項資金建設項目（2012B3004）。

通訊作者：趙永霞，河北大學附屬醫院放射科副主任，副主任技師。

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