揭秘全球首台量子乳腺DR“木兰”

山东日照牟工

   临床流行病学资料显示，乳腺癌是全球范围内女性最常见的恶性肿瘤。随着现代诊断技术的发展，乳腺癌的死亡率可以通过乳腺癌筛查有效降低。乳腺X线摄影也因其高特异性，高可重复性及操作简便等优势而成为主要检查手段。
   然而乳腺X线摄影产品众多，技术各异，患者在接受检查时所受的辐射剂量参差不齐。国际放射防护委员会（ICRP）根据放射防护的最优化ALARA原则,要求任何必要的照射，都应保持在可以合理达到的最低水平。乳腺组织是X线高敏感组织，应用最低的摄影剂量来得到诊断质量的图像是临床工作必须重视的问题。

量子计数，微剂量的基石

   飞利浦“木兰”独创且具有专利权的量子计数X线探测技术，带来了乳腺X线摄影的技术革命。量子计数技术（PhotonCountingTechnology）来源于外太空射线探测原理，其核心原理在于，探测器不同于常规X线成像，量子计数的探测器存在着一个电场，当X线光子通过阵列探测器时，会诱发电脉冲，这些脉冲会被逐一计数并以数字形式输入。换言之，探测器能够对每一个量子进行计数。
   因为没有信号的转换过程，降低了信号在传输过程中的损耗，且通过计数方式检测信号，避免了电子噪声对信号的干扰，因此可以很好的检出低能量的X线光子，大幅提高X线的利用率。得益于独有的专利量子计数技术，“木兰”成功解决了应用低摄影剂量获得高图像质量的难题。“木兰”在保证高质量的图像的同时，所需的摄影剂量大大降低。大量临床研究证实，木兰的平均摄影剂量可减少50%以上。
                                        创新的摄影方式和智能剂量控制
   飞利浦“木兰”采用创新的摄影方式来实现乳腺检查的扫描：由量子计数探测器在乳腺检查过程中围绕球管焦点，以CT旋转扫描的方式来实现对乳腺信息的采集。
   探测器中阵列单元均会采集乳腺组织信息，即一次扫描即可获得多幅乳腺影像，而后经后处理软件进行重建与最终显示。类CT旋转扫描是智能剂量控制（SmartAEC）的基础，基于动态扫描成像的技术，实现了实时调整剂量和图像质量，使摄影剂量用到最需要的地方。SmartAEC在摄影过程中实时反馈腺体的厚度及密度情况，对曝光参数及摄影剂量进行实时调整，在不同部位使用不同的曝光参数与摄影剂量，确保了扫描过程中曝光的准确性，从而使图像质量得到最好的保证。
   此外，SmartAEC曝光控制模式无需预曝光，即做到了快速检查的要求，又能减少了预曝光时的X线照射对球管的损耗及腺体吸收剂量的增加，其中扫描时间节约25%。

微剂量的同时提高检测率

   在低剂量条件下，“木兰”的图像清晰度方面也达到了新高度：50μm微小像素，10lp/mm超高分别率，有效提高微小病灶的检出率，尤其是针尖状钙化，同时使肿块、腺体、间质、脂肪、钙化边缘更加锐利可辨。同时医生在放大观察和诊断的情况下，图像依然清晰无比，与一般乳腺图像比较，清晰度要高1-4倍，给医生带来更有信心的诊断。

临床证明

   2010年爱尔兰的国家乳腺癌筛查项目，调查了三种全视野数字乳腺摄影系统的摄影剂量和临床表现，研究发现“木兰”具有最低的剂量水平，相对于平均剂量降低35%以上。且随着乳腺厚度的增加，剂量增加平缓，在较厚乳腺时仍然可以获得较低的剂量。研究肯定了量子计数探测器技术X射线利用率更高，且不会对产品的临床性能产生影响。
   2010年Odoko等对2007-2009年全英国数字乳腺X线摄影乳腺癌筛查项目进行摄影剂量调查，调查结果显示“木兰”在乳腺压迫厚度为63.5mm的条件下，平均摄影剂量仅为0.95mGy，比平均剂量降低了34.9%，而其他主流产品在压迫厚度为53.1mm的条件下，平均摄影剂量竟还高达2.00mGy。
   2011年Keavey等在剂量调查的基础上，回顾性分析了三种全视野数字乳腺摄影系统在临床性能方面的差异。研究结果表明三种不同系统的图像质量及临床性能并无统计学差异，即“木兰”可在剂量降低30%的前提下，仍能保持高水准的图像质量和临床性能。
   2011年挪威乳腺癌筛查项目对六种不同的全视野数字化乳腺X线摄影技术（FFDM）和6种不同的传统屏片乳腺摄影技术（SFM）的平均腺体剂量（MGD）进行了比较。“木兰”在CC位和MLO位时，与其他产品的平均腺体剂量值相差28%—60％。与直接和间接的转换数字化技术相比较，量子计数扫描技术能显著降低平均腺体剂量（MGD）。
   量子计数技术同时得到意大利卫生部认可，2013年4月发表于“Radiology”的一项前瞻性研究中，研究者就以量子计数系统为数字乳腺X线摄影系统的代表，研究了乳腺X线摄影，乳腺超声以及乳腺MRI在乳腺癌筛查中可行性，临床性能以及经济成本。研究者认为量子计数是乳腺摄影的首选，对40-49岁的女性有很好的诊断效果，即使是对那些致密型乳腺的女性，而且具有较低的平均腺体剂量和检查成本。
   2014年5月Weigel等发表于“Radiology”的回顾性研究样本量高达百万例，该研究纳入了数十种乳腺X线摄影产品，结果显示相较于其他常规成像的DR系统，木兰可降低剂量达64%，且“木兰”在高厚度乳腺的应用中仍能保持较低剂量，在低剂量条件下临床性能同样优越。另外，该研究还提示，“木兰”相较于其他乳腺摄影系统，可提高微小浸润性癌症和原位癌的检出率，从而使乳腺癌患者等到更多潜在获益。
   多项临床研究验证，相较于常规DR乳腺摄影系统，“木兰”能够在极低剂量的条件下，提供相同或者更高的图像质量与临床性能，部分研究结果甚至提示“木兰”可提高原位癌以及微小浸润性乳腺癌的检测率。这无疑说明了“木兰”具有极高的临床价值，它所带来的“低剂量”和“高检测率”可使得广大患者更多获益。低剂量意味着更安全，高检测率意味着更准确。另外，基于量子计数技术的研究成果能够相继发表于权威杂志，似乎也提示了除了极高的临床价值，“木兰”同时还具有潜在的、广阔的科研前景。