乳腺CT 的禁忌、专用性及其技术进展

何之彦

（上海交通大学医学院附属第一人民医院放射科，上海 200080）

乳腺疾病是多发病、常见病，尤其是乳腺癌严重危害人们的身体健康，越早诊断，越能提高生存率［1］。影像学检测方法对乳腺癌的诊断具有重要作用。目前，常规乳腺影像检查方法主要有3 种：乳腺X 线摄影、超声和MRI。乳腺X 线摄影对乳腺癌早期筛查和提高患者生存率极为重要。研究表明，每筛查1 224 人，有1 人的生命被挽救［2］；一组调查表明，1990 年30～79 岁妇女乳腺癌死亡率每10 万人中有49.7 人，2000 年降至38.0 人，比1990 年下降24%，原因可能为乳腺X 线摄影的早期发现和治疗水平的提高［3］；乳腺X 线摄影已被证明是挽救乳腺癌患者生命经济有效的检查手段［4］。然而，乳腺X 线摄影对致密型乳腺检测存在局限性，我国45～65 岁女性中49.2%的乳腺属于致密型［5］，因此，超声检查的一些优势得以体现。Berg 等［6］对无症状且有乳腺癌高危因素的女性随机分组后进行0、12 和24 个月筛查，共发现111 例乳腺癌，单用超声发现32 例（28.8%），由X 线和超声共同发现26 例（23.4%），另33 例（29.7%）仅在乳腺X 线摄影中发现，9 例（8.1%）在乳腺X 线摄影和超声检查后由MRI 发现。乳腺MRI多序列可获得更多信息，且无电离辐射，有研究表明，MRI 筛查比超声更能提高乳腺癌的早期诊断水平，在美国已被推荐应用于乳腺癌高危人群［7］。

有关CT 对乳腺疾病的诊断与筛查却鲜有报道，笔者就专用乳腺CT 的发展、价值，以及未来进展分析如下。

1 早期CT 应用于乳腺的研究回顾

乳腺X 线摄影与CT 使用相同射线，其为2D 摄影，以2D 格式显示3D 乳腺可能会产生假阳性结果，导致不必要的成像和活检，给患者造成困扰。为了避免组织重叠造成的影像诊断困扰，Chang 等［8-13］检测了3 000 多例女性，对CT 在乳腺疾病中的应用进行了研究，结果表明，CT 可应用于巨大、较厚及致密的乳腺，能够诊断较隐匿的乳腺癌。这些研究使用了专用于乳腺的CT/M 系统（CT/Mammography）［14］。此CT/M 系统为单层扇形束CT 系统，扫描时患者采用俯卧位体位，悬垂乳房被水浴包围；X 线管和探测器组件的定位和旋转与目前的立体定向乳腺活检仪相似；重建图像层厚1 cm，像素大小1.56 mm×1.56 mm。在一项对1 625 例受试者的研究中，经组织学证实乳腺癌患者71 例病灶78 个，其中静脉注射对比剂后乳腺CT 检测出94%，而乳腺X 线摄影仅检测出77%［12］。尽管结果令人鼓舞，但当时的技术和图像重建技术无法满足乳腺成像对空间分辨力和辐射剂量的要求，最终并未商用。在CT/M 系统开发三四十年之后，CT 技术（探测器、重建算法、计算机硬件等）有了长足的进步，有不少学者继续研究乳腺专用CT 机并将其初步运用于乳腺癌诊断与筛查中［15-19］。

2 常规CT 应用的禁忌及有限性使用

因为乳房具有丰富的腺体组织，常规CT 扫描需通过胸部行轴向穿透，会增加不必要的辐射剂量［20］。我国对数字化乳腺X 线摄影机每次检查的乳腺平均辐射剂量要求是：对4 cm 厚度的乳腺体模（脂肪与纤维腺体组织各占50%）普通2D 摄影或体层合成摄影小于2.0 mGy，普通2D 摄影+体层合成摄影小于3.5 mGy［21］。美国食品和药物管理局（FDA）规定：在FDA 接受的模拟标准乳腺体模的单次头尾位图像中，每次照射的平均腺体剂量不应超过3.0 mGy（0.3 rad），剂量应根据临床标准乳腺使用的技术因素和条件确定［22］。有学者建议乳腺成像的要求为：即具有3D 显示能力、软组织分辨力高、准确的组织密度评估、可行动态对比增强、高的各向同性空间分辨力、平均腺体剂量低于5 mGy、患者受检舒适度好、集成活检装置及价格较低［23］。其中，平均腺体剂量的上限要求低于5 mGy，参考了欧洲双视图乳腺X 线摄影筛查的要求［24］。与乳腺X 线摄影比较，常规CT电离辐射相对较高，不适宜于腺体丰富的乳腺组织；CT 的空间分辨力较低，限制了常规CT 探测乳腺微小病变如微细钙化的能力［25］；常规CT 检查需要具有丰富经验的诊断医师，因此，并不被推荐应用于乳腺疾病的检查。

不过，在某些特殊情况下，常规CT 可作为乳腺癌的辅助诊断方法，如筛查转移性乳腺癌、有无局域性淋巴结转移及骨、肺、肝、脑远处转移，帮助肿瘤分期［26］。曾有常规胸部CT 检查时偶然发现乳腺占位性病变的报道［27-30］，也有研究强调了对比剂增强扫描的作用［31］。多探测器CT［31-32］及能谱CT［33-34］在乳腺癌诊断中的应用也有报道，但数量极少，且均非主流性的研究。

2 项大型研究报道了胸部CT 意外发现乳腺病变的概率。Surov 等［35］报道8 105 例胸部CT 检查中89 例（1.1%）意外发现乳腺疾病，Monzawa 等［29］报道2 945 例（1.1%）中31 例意外发现乳腺疾病。

Gossner［36］提出，当MRI 因心脏起搏器影响限制使用，而乳腺X 线摄影和超声检查结果不明的患者可选择CT 作为替代检查。乳腺CT 增强扫描敏感度低于MRI，MRI 的敏感度通常在95%以上［37］。但在3 项研究中，使用对比剂的乳腺CT 动态增强扫描的敏感度也很高，分别为91%、92.6%和93%［31,38-39］。CT与乳腺X 线摄影和超声的结合应用提高了乳腺保留率，因为CT 能更好地描述肿瘤范围［40］。

但是CT 的电离辐射可能带来损害，尤其是在年轻患者的影像检查中，辐射防护尤为重要，在使用自动管电流调制、限制视野，降低辐射剂量时，图像噪声会增加，以致阻碍对软组织的评估。在胸部CT 检查中，使用乳腺屏蔽的方法减少女性乳腺的腺体剂量，这些乳腺屏障通常会导致邻近乳腺组织的光束硬化，使得几乎无法对邻近乳腺组织部分进行评估［36］。

3 乳腺专用CT 的发展过程、种类及未来

现代乳腺专用CT 机从几何学的角度［如使用蒙特卡罗技术（Monte Carlo techniques）［41］］及采用特殊设计的重建算法降低乳腺的辐射剂量，同时使图像更加清晰［42］。常规CT 检查胸部时患者取仰卧位，乳房常平铺于胸前，而乳腺专用CT 均采用俯卧位，使乳腺悬垂，改变了乳腺的立体几何学构建。

目前，在乳腺专用CT 机的设计中已提出了具有不同图像采集方式（如锥形束、扇形束、平行束）、不同的探测器类型（如平板能量积分、光子计数）和不同成像模式（如吸收对比、相位对比）的专用系统，其中锥形束CT、光子计数CT 和相位对比CT 具有代表性。

3.1 乳腺锥形束CT 技术特点 在尝试最早的单层扇形束CT 系统之后，CT 技术的进步重新激发了研究者对专用乳腺CT 研发的热情。一项关键研究表明，在辐射剂量可与乳腺X 线摄影相媲美的情况下，专用乳腺CT 具有发展潜力［15］。平板X 线探测器的发展和图像重建技术的改进使高分辨力锥形束计算机断层扫描成为可能，这是一种更适用于专用乳腺CT 的图像采集方式。

目前，大多数专用乳腺CT 系统为锥形束乳腺CT［43］。投影数据通过锥形束乳腺CT 系统采集，其探测器足以覆盖整个乳腺，投影数据是在一个单一的循环扫描中获得。

锥形束乳腺CT 的辐射剂量取决于预期用途（如筛查或诊断评估），以及研究是否也涉及对比剂的使用。研究表明，与乳腺X 线摄影相比，锥形束乳腺CT 用于筛查时对软组织病变的辐射剂量有显著性改善［44］。锥形束乳腺CT 诊断性成像的辐射剂量在诊断性乳腺X 线摄影的范围内［45-46］。有研究表明，锥形束乳腺CT 用于诊断评估时，平均腺体剂量在7～13.9 mGy［45-48］，随着技术发展，平均腺体剂量将逐渐降低。

3.2 乳腺光子计数CT 技术特点 乳腺光子计数CT 的优点是空间分辨力增加和辐射剂量降低，投影数据是通过螺旋运动的X 线管和探测器组合获得，类似于常规MDCT 检测系统，但这种螺旋CT使用的是光子计数X 线探测器，而不是电荷集成平板探测器［49］。有研究表明，根据乳腺大小优化光子计数螺旋乳腺CT 的管电流，可检测到直径为196 μm的微钙化，同时保持剂量值在常规乳腺X 线摄影的范围内［50］。

3.3 乳腺相位对比CT 技术特点 近年来，人们研究了几种不同的相位对比CT 与乳腺成像的结合方式，主要的CT 形式有基于传播的相位对比CT（propagation-based CT，PB-CT）［也称为内列CT（in-line CT）］、边缘照明CT（edge illumination CT）、基于光栅的CT（grating-based CT）和基于检偏镜的CT（analyzer-based CT）［51］。在这些技术中，仅PB-CT无需任何专门的X 线光学元件，以实现相位对比，因此，这项技术在原则上是最易实现的。PB-CT 是一种利用透射X 线束的折射和吸收的X 线成像技术。与传统的基于吸收的CT 相比，PB-CT 具有更高的SNR，前者的10 倍或更多［42］。一项研究对手术切除的乳腺标本（n=12）在不同的成像条件下使用PB-CT和常规CT（使用吸收对比）技术进行扫描，评估影像学图像质量，采用32 keV 能量X 线束对PB-CT 图像进行相位反衍，在相同的X 线能级输出的条件下，4、2 mGy 平均腺体剂量下的PB-CT 图像的图像质量显著高于4 mGy 时的常规CT 图像（均P＜0.05）；与常规CT 相比，即使在相当低的平均腺体剂量下，PB-CT 也能获得更高的图像质量，因此预测，如果能成功地将PB-CT 技术应用于乳腺癌成像，可能会提高乳腺癌的诊断水平［52］。

3.4 乳腺专用CT 与其他乳腺断面成像的比较 其他乳腺断面成像包括数字断层合成摄影（digital breast tomosynthesis，DBT）、MRI 和超声成像。

乳腺专用CT 是一种乳腺3D 各向同性成像技术，其克服了2D 压缩乳腺X 线摄影和角度合成的局限性。DBT 也是一种3D 成像，但不是在3D 各向同性分辨力的多平面模式下成像，虽能有效解决因叠加组织效应而导致的病变遮掩，但当病变与同平面邻近的组织密度相似时，会产生轮廓模糊效应，使病变部分边缘或全部边缘显示不清。虽然DBT 提供了非常高的平面分辨力，但由于旋转角度有限，只能得到一组不完整的投影，导致z 轴分辨力不理想［53］。DBT 所获得的断层图像尚不足以改变组织密度对比，因此，临床仍需使用其他影像学方法改变局部组织对比度，加以观察。因此，即使DBT 可获得断面图像，但其图像质量还是无法与乳腺专用CT 相比。且乳腺专用CT 也可采用平板探测器而非常规CT 探测器，其空间分辨力大大提高［54］。此外，由于CT 成像不依赖于乳腺组织厚度的均匀性，因此该技术无需强烈压迫乳腺，患者不会产生乳腺X 线摄影时出现的不适感［15］。

乳腺专用CT 也具有MRI 的一些优势，与MRI相比，其具有快速获取和价格更低，以及可同时显示微钙化和对比度增强的优点［55］。乳腺CT 与超声相比，对操作员依赖更小［15］。

3.5 乳腺专用CT 的未来 乳腺专用CT 具有更高的密度分辨力，应用前景较好。目前，乳腺专用CT和增强对比已被引入临床实践，并初步显示出良好的结果［55-56］。但乳腺专用CT 也未完全放开使用，很多报道仍然使用乳腺切除标本谨慎地进行研究［57］。有学者利用3D 打印体模进行研究，结果表明乳腺专用CT 可根据患者的乳腺大小和密度等特点，改变X线管电流，优化图像质量，从而得出最佳的乳腺CT采集参数，提高不同大小和密度乳腺的诊断图像质量，同时将平均腺体剂量保持在类似于数字乳腺X线摄影的水平［58］。

学者们正在研究乳腺CT 扫描是否会成为比传统乳腺X 线摄影更好的筛查工具。新的锥形束CT辐射剂量仅1.5 mGy［57］，辐射总剂量与常规乳腺X 线摄影检查的剂量相当。然而，乳腺CT 筛查的研究仍处于早期阶段，因为，乳腺专用CT 系统尚处于研发中，着重探讨的是图像采集方式、X 线成像模式、探测器类型、图像算法、扫描协议优化等［59］。期待未来的乳腺专用CT 能够满足乳腺成像的9 项要求［23］。