第一部分基于DBT曝光條件的擬人模體病灶顯示優(yōu)化研究[目的]全球范圍內(nèi)大多數(shù)國家女性乳腺癌的發(fā)病率持續(xù)增長,我國女性乳腺癌發(fā)病率也出現(xiàn)明顯增長,乳腺癌已經(jīng)成為中國女性發(fā)病率第一的惡性腫瘤。乳腺X線攝影目前已被公認為是乳腺癌的首選檢查方式。近年來,影像設備不斷更新,數(shù)字化乳腺斷層融合技術(shù),又稱為數(shù)字乳腺斷層攝影系統(tǒng)(Digital Breast Tomosynthesis,DBT)的出現(xiàn)使乳腺癌的早期檢出和診斷有了進一步的提高。在目前工作中,DBT常規(guī)使用自動曝光控制(AEC)模式攝片,往往難以使患者所受劑量和病灶顯示同時達到最優(yōu)化。本部分研究旨在探討在遵循劑量“在可合理達到盡可能低的水平(ALARA)'的原則基礎上,采用手動模式調(diào)整曝光條件,為不同乳腺分型乳腺病灶顯示最優(yōu)化提供參考,推動數(shù)字乳腺斷層攝影的廣泛應用。[材料和方法]1.實驗材料選取的人體乳腺組織標本來自于在南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院放射科進行過數(shù)字乳腺斷層攝影檢查且臨床診斷為乳腺癌需行乳腺改良根治術(shù)的患者,乳腺組織標本中原有的病灶已被挖除,術(shù)前數(shù)字乳腺斷層攝影的乳腺密度分型有四種：脂肪型、少量腺體型、多量腺體型、致密型,然后使用美國標準的乳腺影像專用檢測ACR-156模體與所得到的不同乳腺分型的人體乳腺組織標本進行模擬組合,模擬乳腺組織厚度均約42mm。組合的模擬乳腺組織將包含有不同大小的纖維樣病灶、鈣化樣病灶及腫塊樣病灶。2.研究方法(1)采用Hologic Selenia Dimensions數(shù)字乳腺斷層攝影系統(tǒng),對四種不同擬人乳腺組織組合模體,先使用自動曝光模式(AEC)曝光,分別記錄kVp、mAs、 AGD。攝影均選擇鎢靶,鋁濾過。在同一乳腺分型下,根據(jù)AEC模式曝光時所得的管電壓(kVp)值,通過降低或提高管電流(mAs),開始在標準平均腺體劑量之內(nèi)的手動曝光,選取的管電流分別為自動曝光模式下曝光時的140%、130%、120%、110%、100%、90%、80%、70%、60%,50%,從而獲得同一厚度四種不同乳腺分型的組合模體,在十種不同曝光條件下的影像和數(shù)據(jù)資料。影像閱片和圖像質(zhì)量評價在相應的診斷工作站和Barco 5M顯示器上進行。(2)參考美國放射學會(ACR)推薦的評分法,請三位高年資的放射科醫(yī)生進行評分。對組合乳腺模體內(nèi)置各模擬病灶,按照三級制度從大到小進行評分(分值為1.0、0.5、0),最終各類模擬病灶得分以三位放射科醫(yī)生評分的平均值為準。(3)模體病灶細節(jié)的描述：①纖維樣病灶的細節(jié)能夠分辨纖維的全長和方位的為1.0分,只能辨別全長的一半且方位正確為0.5分；②鈣化樣病灶的細節(jié)能夠完整辨別每組4個以上的鈣化點為1.0分,能夠完整辨別每組2-3個的鈣化點為0.5分；③腫塊樣病灶的細節(jié)可以在準確的位置辨別腫塊的密度差及圓圈邊界線為1.0分,有密度差但無法辨別圓圈邊界線為0.5分。對四種不同乳腺分型的組合模體,對十種不同曝光條件下所得圖像上纖維樣病灶、鈣化樣病灶及腫塊樣病灶進行圖像質(zhì)量評價并做評分,以計算出的總檢出率不低于60%為合格標準,檢出率計算公式：病灶檢出率=各類的病灶得分(纖維／鈣化／腫塊)÷各類病灶的總分(纖維／鈣化／腫塊)。(4)統(tǒng)計分析：應用SPSS20.0軟件進行分析。通過單因素方差分析(One—Way ANOVA)對不同乳腺分型下,對不同曝光條件、平均腺體劑量、總體檢出率進行方差齊性檢驗。如果方差齊性,對同一厚度下FFDM和DBT的平均腺體劑量和總體病灶檢出率的樣本均值做配對t檢驗,檢驗水準設為0.05,P0.05認為有統(tǒng)計學意義。對不同模擬乳腺分型的曝光條件與總體病灶檢出率的計量資料采用線性相關(guān)與回歸(Linear Regression)分析。[結(jié)果]1.不同模擬乳腺分型曝光條件、平均腺體劑量與總體病灶檢出率的關(guān)系。對于同一厚度下,手動增高和減少數(shù)字乳腺斷層攝影曝光條件、測出平均腺體劑量、算出總體病灶檢出率,FFDM與DBT下致密型乳腺的曝光條件及平均腺體劑量最大,多量腺體型次之,少量腺體型再次之,脂肪型乳腺的曝光條件及平均腺體劑量較小。不同乳腺分型下,FFDM下的平均腺體劑量及病灶總體檢出率的樣本均值小于DBT的平均腺體劑量及病灶總體檢出率的樣本均值。DBT平均腺體劑量的樣本均值為(1.60±0.51)mGy,FFDM的平均腺體劑量的樣本均值為(1.37±0.26)mGy, FFDM與DBT的平均腺體劑量樣本均值的差異有統(tǒng)計學意義(t=18.354,P0.01)。DBT病灶總體檢出率的樣本均值為80.57%±10.62%,FFDM的病灶總體檢出率的樣本均值為77.58%±9.23%,FFDM與DBT的總體檢出率樣本均值的差異有統(tǒng)計學意義(t=12.53,P0.01)。2.數(shù)字乳腺斷層攝影(DBT)下不同乳腺分型曝光條件與總體病變檢出率的線性相關(guān)與回歸分析。(1)DBT下脂肪型乳腺曝光條件與病灶總體檢出率的回歸方程為：總體病灶檢出率(脂肪型)=0.459+0.007x曝光條件(mAs)(2)DBT下少量腺體型乳腺曝光條件與病灶總體檢出率的回歸方程為：總體病灶檢出率(少量腺體型)=0.431+0.007×曝光條件(mAs)(3)DBT下多量腺體型乳腺曝光條件與病灶總體檢出率的回歸方程為：總體病灶檢出率(多量腺體型)=0.477+0.006×曝光條件(mAs)(4)DBT下致密型乳腺曝光條件與病灶總體檢出率的回歸方程為：總體病灶檢出率(致密型)=0.531+0.005x曝光條件(mAs)脂肪型、少量腺體型數(shù)字乳腺斷層攝影的曝光條件與病灶檢出率存在線性相關(guān)關(guān)系,且其相關(guān)性顯著；多量腺體型與致密型數(shù)字乳腺斷層攝影的曝光條件與病灶檢出率也存在著線性相關(guān)關(guān)系,具有較高的相關(guān)性,并且各回歸方程的b值都是大于0,說明DBT不同模擬乳腺分型的曝光條件與總體病灶檢出率有線性相關(guān)關(guān)系且呈正相關(guān)。[結(jié)論]1.當管電流(mAs)為AEC曝光的50%-100%范圍內(nèi)時,增加管電流(mAs)能不同程度提高FFDM下各乳腺分型間不同病灶的檢出率。2.對脂肪型和少量腺體型,當管電流(mAs)為AEC曝光的100%-140%范圍內(nèi)時,增加管電流(mAs)并不能提高DBT下不同病灶的檢出率。3.對多量腺體型和致密型,當管電流(mAs)為AEC曝光的50%-100%范圍內(nèi)時,增加管電流(mAs)能提高DBT及FFDM下不同病灶的檢出率,而當管電流(mAs)為AEC曝光的100%-140%范圍內(nèi)時,增加管電流(劑量)并不能提高FFDM對各病灶的檢出率。4.同樣的曝光條件下,DBT對各病灶的檢出率高于FFDM。第二部分基于DBT圖像重建技術(shù)的擬人模體病灶顯示優(yōu)化研究[目的]斷層融合圖像的重建層厚選擇是數(shù)字乳腺斷層攝影系統(tǒng)所特有的圖像處理功能,它可以選擇不同重建層厚對乳腺病灶進行觀察,使乳腺病灶的圖像顯示達到最優(yōu)化,且該項功能也是在日常工作中使用數(shù)字乳腺斷層攝影進行乳腺疾病影像診斷所必不可少的一部分,而目前工作中圖像重建技術(shù)對圖像顯示優(yōu)化的程度沒有引起足夠的重視。因此,本部分使用美國Hologic數(shù)字乳腺斷層攝影系統(tǒng)的combo模式,分別對四種不同乳腺分型的擬人模體攝影,對所得的斷層融合圖像采用不同的層厚在Hologic診斷工作站上重建,探討不同重建層厚與不同乳腺分型模體上各類病灶顯示最優(yōu)化的關(guān)系,為臨床乳腺斷層影像診斷提供進一步的理論依據(jù)。[材料和方法]1.實驗材料選取的人體乳腺組織標本來自于在南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院放射科進行過數(shù)字乳腺斷層攝影檢查且臨床診斷為乳腺癌需行乳腺改良根治術(shù)的患者,乳腺組織標本中原有的病灶已被挖除,術(shù)前數(shù)字乳腺斷層攝影的乳腺密度分型有四種：脂肪型、少量腺體型、多量腺體型、致密型,然后使用美國標準的乳腺影像專用檢測ACR-156模體與所得到的不同乳腺分型的人體乳腺組織標本進行模擬組合,模擬乳腺組織厚度均約42mmm。組合的模擬乳腺組織將包含有不同大小的纖維樣病灶、鈣化樣病灶及腫塊樣病灶。2.研究方法(1)采用Hologic Selenia Dimensions數(shù)字乳腺斷層攝影系統(tǒng),對四種不同擬人乳腺組織組合模體,使用自動曝光條件下combo模式攝影,攝影均選擇鎢靶,鋁濾過,同時獲得二維及三維斷層圖像。對所得三維斷層圖像采用不同層厚重建,選取的圖像重建層厚分別1mm、2mm、 3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、 8mm、9mm、10mm,影像閱片和圖像質(zhì)量評價在相應的診斷工作站和Barco 5M顯示器上進行。(2)參考美國放射學會(ACR)推薦的評分法,請三位高年資放射科醫(yī)生進行評分。對組合乳腺模體內(nèi)置各模擬病灶,按照三級制度從大到小按進行評分(分值為1.0、0.5、0)。所得到的每幅圖像進行兩次評分,第一次不進行影像調(diào)節(jié),直接在顯示器上對初始圖像做評分；第二次則對圖像顯示的參數(shù)進行任意調(diào)節(jié),包括調(diào)節(jié)亮度、對比度、窗寬窗位、放大、翻轉(zhuǎn)等工作站所能實現(xiàn)的功能,直到觀察者認為最佳的顯示狀態(tài),最終各類模擬病灶得分以三位醫(yī)生評分的平均值為準。(3)模體病灶細節(jié)的描述：①纖維樣病灶的細節(jié)能夠分辨纖維的全長和方位的為1.0分,只能辨別全長的一半且方位正確為0.5分；②鈣化樣病灶的細節(jié)能夠完整辨別每組4個以上的鈣化點為1.0分,能夠完整辨別每組2-3個的鈣化點為0.5分；③腫塊樣病灶的細節(jié)可以在準確的位置辨別腫塊的密度差及圓圈邊界線為1.0分,有密度差但無法辨別圓圈邊界線為0.5分。對四種不同乳腺分型的組合模體,對十種不同層厚重建下所得到的圖像上纖維樣病灶、鈣化樣病灶及腫塊樣病灶進行圖像質(zhì)量評價并做評分,以計算出的檢出率不低于60%為合格標準,檢出率計算公式：病灶檢出率=各類的病灶得分(纖維/鈣化/腫塊)÷各類的病灶總分(纖維/鈣化/腫塊)(4)統(tǒng)計分析：應用SPSS20.0軟件進行分析。通過單因素方差分析(One-Way ANOVA)對同一模擬乳腺分型下,對不同重建層厚、病灶檢出率進行方差齊性檢驗。如果方差齊性采用方差分析,如果方差不齊對所得數(shù)據(jù)進行樣本均值的多重比較。對不同模擬乳腺分型間各類病灶得分均值的采用多重比較(Kruskal-Wallis檢驗),P0.05認為有統(tǒng)計學意義。[結(jié)果]1.同一模擬厚度不同乳腺分型,不同重建層厚下的病灶檢出率的統(tǒng)計結(jié)果脂肪型在不同重建層厚下纖維樣病灶計分值(4.89±0.47),鈣化樣病灶計分值(4.16±0.44),腫塊樣病灶計分值(3.78±0.51),總體檢出率(80%±9%)；少量腺體型在不同重建層厚下纖維樣病灶計分值(4.26±0.80),鈣化樣病灶計分值(4.01±0.58),腫塊樣病灶計分值(3.86±0.52),總體檢出率(76%士11%)；多量腺體型在不同重建層厚下纖維樣病灶計分值(3.97±0.57),鈣化樣病灶計分值(3.96±0.42),腫塊樣病灶計分值(3.48±0.60),總體檢出率(71%±10%)；致密型在不同重建層厚下纖維樣病灶計分值(4.05±0.67),鈣化樣病灶計分值(3.85±0.58),腫塊樣病灶計分值(3.46±0.61),總體檢出率(72%±11%)。2.不同乳腺分型、重建層厚、總體病灶檢出率的關(guān)系同一模擬乳腺厚度下,不同模擬乳腺分型間鈣化樣病灶、腫塊樣病灶、纖維樣病灶計分以及總體檢出率的差異無統(tǒng)計學意義(P值均0.05),這可能是由于實驗樣本量不夠大,乳腺腺體分布差異變小的原因所致。在不同重建層厚下,鈣化樣病灶、纖維樣病灶、腫塊樣病灶以及總體檢出率的差異均有統(tǒng)計學意義(P值均0.01)。不同模擬乳腺分型間各類病灶檢出率隨著重建層厚的不同而變化,且不同模擬乳腺分型間,隨著重建層厚的增加,病灶檢出率的差異有統(tǒng)計學意義(P值均0.01)。同一模擬乳腺厚度下,無論哪種乳腺分型下,當重建層厚為1mm時,鈣化樣病灶的總體檢出率最高,纖維樣病灶總體檢出率次之,腫塊樣病灶總體檢出率最低。而隨著重建層厚的增加,鈣化樣病灶的檢出率趨勢呈逐漸降低改變,纖維樣病灶和腫塊樣病灶檢出率趨勢是先升高后降低,當重建層厚為3mm-4mm時,纖維樣病灶總體檢出率達到最高,當重建層厚為5mm-6mm時,腫塊樣病灶總體檢出率達到最高。不同重建層厚下,各病灶的檢出率均大于60%,符合診斷要求。[結(jié)論]1.對于鈣化樣病灶,在四種乳腺分型下,當重建層厚為lmm時的檢出率最高。而隨著重建層厚的增加,鈣化樣病灶的檢出率呈逐漸降低趨勢。2.對于纖維樣病灶,在四種乳腺分型下,隨著重建層厚的增加,纖維樣病灶的檢出率呈均先升高后降低的趨勢。當重建層厚為3mm-4mm時,纖維樣病灶的檢出率最高。3.對于腫塊樣病灶,在四種乳腺分型下,隨著重建層厚的增加,腫塊樣病灶的檢出率呈均先升高后降低的趨勢。當重建層厚為5mm-6mm時,腫塊樣病灶的檢出率最高。4.不同重建層厚下,各病灶的檢出率均大于60%,符合診斷要求。不同重建層厚對檢出率的影響可能是因為模擬病灶的大小、密度、形態(tài)及空間分布的不同所致。了解這些特點,可以為臨床診斷閱片提供參考,提高診斷準確率。
【學位單位】：南方醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：R737.9;R730.44

【參考文獻】

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1 付麗媛;梁永剛;陳自謙;楊熙章;鐘群;陳建新;黃淑貞;;乳腺分型及乳腺厚度與全數(shù)字化乳腺X線攝影曝光條件及平均腺體劑量的關(guān)系[J];現(xiàn)代生物醫(yī)學進展;2011年19期

本文編號：2813754