目前，乳腺癌已成为女性癌症最常见与多发的类型^[1-3]，同时越来越多的研究提示乳腺密度与乳腺癌的相关性^[4]，多数学者指出致密型乳腺将是乳腺癌的高风险因子^[5-6]。美国放射学院将乳腺实质进行分型，其中致密型乳腺分为不均匀致密型c类和极度致密型d类^[7]。数字乳腺摄影技术是唯一被美国食品和药物管理局(FDA)批准用于乳腺癌筛查的检查方法。本研究采用全景数字乳腺摄影(full-field digital mammography，FFDM)，通过模体实验进行对比研究，探讨致密型厚乳腺摄影常见的钼-铑(Mo-Rh)和钨-铑(W-Rh)两种靶-滤过组合对其图像质量和辐射剂量的影响，在有效降低致密型厚乳腺患者辐射剂量的同时，提高其影像质量。

1.仪器设备：选用日本富士公司Amulet型全景数字乳腺摄影系统，采用双层非晶体硒平板探测器，像素尺寸50 μm。配备钨钼双靶、铑和钼滤过，即钼-钼(Mo-Mo)、钼-铑(Mo-Rh)、钨-铑(W-Rh)3种靶-滤过组合，本研究采用后两种组合。采用CDMAM V 3.4低对比度细节体模(德国IBA公司)，作为图像质量检测体，包含影像的空间分辨率和密度分辨率测量。铝制的底盘被3 mm厚的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板盖住，大小为18 cm×24 cm，模仿标准乳腺X射线摄影照射野。另外，CDMAM模体自带软件评分功能，能去除影像阅读者之间的误差，更为客观地反映图像质量结果^[8]。

2.致密型厚乳腺体模制作：用PMMA有机玻璃板模拟标准乳腺，厚度为68 mm，大小约18 cm×24 cm。再分别将厚度为0.1和0.2 mm的铝片置于PMMA板中模拟两组不同密度的致密型厚乳腺。

3.摄影方法：

(1) 设定条件曝光：分别将0.1和0.2 mm的铝片放置于CDMAM体模上，并置于不同厚度组合的PMMA板中，对制作的两组致密型乳腺模体在全景数字乳腺摄影系统的压迫板下进行压迫，调整压迫力度，统一为100 N，机器屏幕显示压迫厚度为68 mm。对每一组模体进行手动调节参数曝光，分别切换W-Rh和Mo-Rh两种靶-滤过组合，分固定管电压法和固定管电流法进行曝光。固定管电流为100 mAs时，管电压依次为25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35 kVp；固定管电压为28 kVp时，管电流依次为63、80、100、125、140、160、180、200、220、250、280 mAs。根据系统显示，记录靶-滤过(target-filter，T-F)、压迫厚度(thickness)、管电压、管电流、平均腺体剂量(average glandular dose，AGD)、表面入射剂量(entrance surface dose，ESD)，每组重复曝光3次。将每组曝光后的图像存储后输入CDMAM自带的软件评分系统。经分析，记录每幅图的图像质量因子反数值(image quality figure inverse，IQFInv)。IQFInv定义为模体上能识别的最小孔的深度与直径乘积总和的倒数乘以100；IQFInv越高，图像质量越好^[9]。

(2) 对两组模体再进行自动曝光和半自动曝光：机器自带的半自动曝光是指可自行选择靶-滤过组合和管电压，而管电流则由机器自动调节参数获得。本研究做半自动曝光时，两组模体分别选择Mo-Rh和W-Rh两种靶-滤过组合，管电压为28和29 kVp。根据系统显示，记录靶-滤过、压迫厚度、管电压、管电流、AGD、ESD并计算获得IQFInv，每组重复曝光3次。

4.统计学处理：对计量资料进行正态性检验，符合正态分布的数据用x±s表示。采用SPSS 22.0软件进行分析，用Pearson相关及回归分析评价AGD对IQFInv的影响，两组模体的靶-滤过组合对IQFInv的差异和AGD的差异采用配对样本t检验。P < 0.05为差异有统计学意义。

1.两组模体自动曝光和半自动曝光结果：结果列于表 1。自动曝光时，管电压为31 kVp，系统给出W-Rh组合，铝片厚度增加后，管电流和AGD也增加；半自动曝光选用Mo-Rh组合较W-Rh组合的管电流低，但其AGD却高于相应铅片厚度的W-Rh组合。

表 1(Table 1)

表 1 两组模体行全景数字乳腺摄影自动曝光和半自动曝光参数比较(x±s) Table 1 The parameters of automatical and half-automatical exposure under full-field digital mammography between two phantoms(x±s) 曝光模式 曝光次数 铝片厚度(mm) 靶-滤过 管电压(kVp) 管电流(mAs) AGD(mGy) ESD(mGy) IQFInv 自动 3 0.1 W-Rh 31 298±1.10 3.45±0.05 18.82±0.17 101.55±3.11 0.2 W-Rh 31 311±1.06 3.59±0.03 19.60±0.05 103.74±1.02 半自动 3 0.1 Mo-Rh 28 340±1.83 5.67±0.03 16.77±0.11 91.80±2.59 0.2 Mo-Rh 28 363±2.20 6.05±0.12 17.89±0.36 118.53±0.82 0.1 W-Rh 29 402±1.37 3.84±0.06 21.52±0.01 101.38±3.03 0.2 W-Rh 29 436±1.95 4.16±0.05 23.31±0.14 99.87±1.72 注：AGD.平均腺体剂量；ESD.表面入射剂量；IQFInv.图像质量因子反数值

表 1 两组模体行全景数字乳腺摄影自动曝光和半自动曝光参数比较(x±s) Table 1 The parameters of automatical and half-automatical exposure under full-field digital mammography between two phantoms(x±s)

2.两组模体手动设定条件曝光：随着AGD的增加，IQFInv均升高，管电流和管电压对ESD和AGD均呈明显正相关(r=1.000，P < 0.05)。AGD和IQFInv具有相关性(r=0.806~0.953，P < 0.05)。Mo-Rh组合的IQFInv均值和AGD均值高于W-Rh组合。

对0.1 mm铝片的模体，固定100 mAs管电流时，不同的管电压下，两组靶-滤过组合的AGD差异和IQFInv差异均具有统计学意义(t=8.028、3.458，P < 0.05，表 2)；固定28 kVp管电压时，不同的管电流下，两组靶-滤过组合的AGD差异和IQFInv差异均具有统计学意义(t=7.730、3.162，P < 0.05，表 3)。

表 2(Table 2)

表 2 固定100 mAs时两组模体厚度不同靶-滤过组合的辐射剂量和图像质量比较(x±s) Table 2 Comparison of radiation dose and image quality between the two phantoms at different target-filters under 100 mAs(x±s) 靶-滤过 曝光次数 0.1 mm 0.2 mm AGD(mGy) IQFInv AGD(mGy) IQFInv Mo-Rh 33 2.34±0.79 64.82±24.96 2.34±0.79 60.16±18.41 W-Rh 33 1.12±0.31 52.04±15.71 1.12±0.31 47.36±12.24 t值 8.028 3.458 8.028 4.768 P 值 0.000 0.007 0.000 0.001 注：AGD.平均腺体剂量；IQFInv.图像质量因子反数值

表 2 固定100 mAs时两组模体厚度不同靶-滤过组合的辐射剂量和图像质量比较(x±s) Table 2 Comparison of radiation dose and image quality between the two phantoms at different target-filters under 100 mAs(x±s)

表 3(Table 3)

表 3 固定28 kVp时两组模体不同靶-滤过组合的辐射剂量和图像质量比较(x±s) Table 3 Comparison of radiation dose and image quality between the two phantoms at different target-filters under 28 kVp(x±s) 靶-滤过 曝光次数 0.1 mm 0.2 mm AGD(mGy) IQFInv AGD(mGy) IQFInv Mo-Rh 33 2.72±1.17 70.38±26.41 2.72±1.17 62.41±23.18 W-Rh 33 1.40±0.60 57.83±19.65 1.40±0.60 52.90±16.82 t 值 7.730 3.162 7.730 1.964 P 值 0.000 0.010 0.000 0.078 注：AGD.平均腺体剂量；IQFInv.图像质量因子反数值

表 3 固定28 kVp时两组模体不同靶-滤过组合的辐射剂量和图像质量比较(x±s) Table 3 Comparison of radiation dose and image quality between the two phantoms at different target-filters under 28 kVp(x±s)

对0.2 mm铝片的模体，固定100 mAs管电流时，不同的管电压下，两组靶-滤过组合的AGD差异和IQFInv差异均具有统计学意义(t=8.028、4.768，P < 0.05，表 2)；固定28 kVp管电压时，不同的管电流下，两组靶-滤过组合的AGD差异具有统计学意义(t=7.730，P < 0.05)，IQFInv差异没有统计学意义(P>0.05，表 3)。

3.对两组模体进行对比分析：固定100 mAs时，采用W-Rh，0.1与0.2 mm铝片模体的IQFInv比较，差异具有统计学意义(t=2.345，P < 0.05)；采用Mo-Rh, 两组模体的IQFInv比较，差异无统计学意义(P>0.05)。固定28 kVp时，采用W-Rh或Mo-Rh，两组模体的IQFInv比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。

乳腺的分型以及在FFDM系统下乳腺密度对图像质量和辐射剂量的影响受到越来越多的关注^[10-11]。乳腺作为辐射高敏感组织，其一次辐射致癌的权重系数高达0.15，尤其在自动曝光时，致密型厚乳腺受检者的辐射剂量随着管电流值的增加而大幅度增加，因此，对致密型厚乳腺在FFDM系统下的摄影参数的研究很有必要^[12-14]。

本研究中，在自动曝光模式下，两组实验模体的压迫厚度为68 mm，系统给出W-Rh的靶-滤过组合。含0.2 mm铝片的模体模拟更高密度的乳腺，其自动曝光的管电流值也更高，在获得足够高的影像质量情况下，其AGD值和ESD值也相应的增加。模体实验无论在自动曝光或半自动曝光模式下，平均腺体剂量都超过3 mGy，超出一次乳腺曝光AGD不超过3 mGy的规定^[15]。在半自动曝光模式下，随着模体铝片厚度由0.1 mm到0.2 mm，Mo-Rh和W-Rh的AGD值和ESD值均升高，由于固定了管电压，系统将提高管电流来维持对更高致密乳腺的摄影质量。W-Rh组合在29 kVp下，虽然其设定的管电压比Mo-Rh组合的28 kVp高，但在获得相近的IQFInv值时，其AGD值比相应铝片厚度的Mo-Rh组合低32%和31%。本研究结果与Toroi等^[16]和Biegała等^[17]的研究相符合，厚纤维腺体组织在获得同等信噪比的情况下，采用W-Rh比Mo-Mo和Mo-Rh更能降低辐射剂量。

对一定的模体厚度，当设定的管电压和管电流相同时，ESD值也相同，ESD值与铝片厚度(乳腺致密程度)和靶-滤过无关，而AGD值需靶-滤过也相同时才一致。本研究与Emanuelli等^[18]研究结果一致，ESD和AGD都是管电流的函数，其中AGD还是腺体厚度的函数。

两组模体的手动调节参数曝光实验，本研究采取固定较低的摄影条件(分别固定28 kVp和100 mAs)来观察自变量管电压或管电流变化对辐射剂量和影像质量的影响。Mo-Rh组合的IQFInv均值和AGD均值高于W-Rh组合，采用Mo-Rh组合虽然可以获得相对较高的影像质量，但其腺体平均剂量也是W-Rh组合的2~3倍。在得到相近的影像质量时，W-Rh组合的辐射剂量更低，且在高管电压时，这样的优势更加明显。

由两组模体的铝片厚度引起的参数改变可知，0.2 mm的铝片模体在28 kVp时，Mo-Rh组合和W-Rh组合的影像质量差异没有统计学意义(P>0.05)，而辐射剂量存在较大差异。同样的，在两组模体铝片厚度的对比研究中，在固定100 mAs下，W-Rh的图像质量差异有统计学意义(t=2.345，P < 0.05)，也就是说，钨靶对腺体密度的改变更敏感。当乳腺厚度增加时，钼靶产生的X射线不能达到良好的乳腺摄影密度，钨靶产生的高能X射线有助于增加乳腺摄影密度^[19-20]，取得适中的乳腺摄影密度，适用于较厚或致密型乳腺受检者。而固定28 kVp时，W-Rh组合没有体现出对更致密乳腺影像质量的差别，这可能跟设定的管电压值太低所致，可根据自动曝光条件，设定31 kVp的管电压值，有待进一步研究。

综上所述，在FFDM系统下对致密型厚乳腺模体进行实验研究，较高的辐射剂量对致密型厚乳腺模体的影像质量有显著的提高，而靶-滤过采用W-Rh组合较Mo-Rh组合能在保证影像质量的前提下降低辐射剂量。相同管电流时，W-Rh组合能够在高管电压下对较高致密程度的乳腺模体的影像提供更佳的显示。