复旦大学附属肿瘤医院放射诊断科，复旦大学上海医学院肿瘤学系，上海200032

3M和5M显示器对不同分辨率乳腺影像图中微钙化诊断的影响

胡晓欣 顾雅佳 吴斌 李瑞敏 彭卫军 毛健 郑晓静

复旦大学附属肿瘤医院放射诊断科，复旦大学上海医学院肿瘤学系，上海200032

背景与目的：以往3M与5M显示器对乳腺微钙化识读的研究，都是在低分辨率乳腺X线数据情况下完成的。本文通过使用高、低两种分辨率的乳腺影像图来比较3M与5M医用专业显示器对乳腺微钙化诊断效能的影响。方法：选择高、低两种分辨率的乳腺影像各60例(病理证实为癌30例，乳腺病钙盐沉积30例)。由1名高年资和1名低年资放射诊断科医师评估两种显示器对乳腺微钙化的检出率及恶性可能性，检出率采用χ2检验，恶性可能性采用方差分析。结果：微钙化检出率方面：在低分辨率影像图组中，2名医师对乳腺微钙化的检出率差异无统计学意义(P＞0.05)；而在高分辨率影像图组中，高年资医师使用5M医用专业显示器对乳腺微钙化的检出率明显高于3M(P=0.027)，低年资医师的检出率差异无统计学意义(P=0.364)。在微钙化恶性可能性的判读上：无论哪组数据，在5M显示器上，2名医师对微钙化恶性可能性的判读结果均要优于3M显示器，但差异均无统计学意义(P＞0.05)。2名医师之间的Az值比较差异无统计学意义(P＞0.05)。结论：对不同分辨率的乳腺影像图，应配套相应分辨率的显示器，已便获得最佳的效价比。

显示器；分辨率；乳腺；影像识读；数字化X线摄影

乳腺癌作为女性最常见的恶性肿瘤，发病率居高不下，而近年来死亡率呈下降趋势，这得益于乳腺影像学对早期乳腺癌的发现。微钙化是诊断早期乳腺癌的重要依据，90%的导管原位癌的诊断均依赖于微钙化的发现及正确诊断［1］，而微钙化的显示主要取决于乳腺影像的分辨率。目前，随着图像存储与传输系统(picture archiving and communication system，PACS)的快速发展，以计算机和显示器为主的软拷贝阅读模式开始广泛应用于临床。医用专业显示器作为PACS的影像显示终端，其分辨率的大小将直接对微钙化的检出及诊断产生影响。虽然目前研究均表明，3M与5M医用专业显示器对乳腺微钙化的检出率差别不大［2-3］，但这些研究仅在对低分辨率数据分析的情况下完成。鉴于此，本研究分别采用高、低两种分辨率乳腺影像数据探讨3M与5M医用专业显示器对乳腺微钙化检出与诊断效能的影响。

1 资料和方法

1.1 病例选择

从复旦大学附属肿瘤医院PACS中搜寻接受数字化乳腺摄影的患者影像资料。最大空间分辨率100 μm的探测器(GE Senographe 2000D数字化乳腺机)摄取的影像数据(图像矩阵尺寸1 920×2 300)代表了低分辨率乳腺影像数据组。最大空间分辨率70 μm的探测器(Hologic LORAD MIV Selenia数字化乳腺机)摄取的影像数据(图像矩阵尺寸3 328×4 096)代表了高分辨率乳腺影像数据组。每数据组各抽60例影像上仅显示有聚集并多于5枚微钙化的病例共120例，所有的病例均经病理证实。其中，高分辨率组病理证实为癌30例(乳腺浸润性导管癌22例，乳腺导管原位癌8例)，乳腺病钙盐沉积30例；低分辨率组病理证实为癌30例(乳腺浸润性导管癌25例，乳腺导管原位癌5例)，乳腺病钙盐沉积30例。全部病例均摄乳腺头足位(craniocaudal，CC view)及内外侧斜位(mediolateral oblique，MLO view)片。乳腺腺体分型根据美国放射学会制定的乳腺影像和报告数据系统(breast imaging reporting and data system，BI-RADS)分为脂肪型、少量腺体型、多量腺体型和致密型［4］。病例选择及乳腺腺体分型由2名不参加微钙化识别研究的资深放射诊断医师(工龄23年和28年)完成。

1.2 图像显示

从本院PACS上将这120例未经压缩的影像数据以数字影像和通信标准(digital imaging and communications in medicine，DICOM)格式同时传入一台配置5M 医用专业显示器的工作站和另一台配置3M医用专业显示器的工作站。5M 医用专业显示器为BARCO MDNG-5121 CB(2 560×2 048，21.3寸)竖屏单色医用LCD，3M医用专业显示器为BARCO E-3620(2 048×1 536，20.8寸)竖屏单色医用LCD，最大亮度均调整为500 cd/m2。工作站均使用HP Compaq dc7900，显示软件均使用GE Centricity Radiology RA 1000。PACS采用GE Centricity RISPACS CE2.0。

1.3 资料分析

事先有非参加读片的2名技师按照选择医师的要求将高分辨率图像组和低分辨率图像组共120例次序打乱，传入装有3M和5M显示器的工作站上。由从事乳腺影像诊断的1位高年资医师(A医师工龄≥10年)和1位低年资医师(B医师工龄≤5年)在不了解病史和具体分辨率组各例数多少的情况下(仅告知病例可能为正常或有微钙化)分别在专用读片室就每种显示器各读片1次。每种显示器的读片需在1周内完成。为了尽量减少记忆效应，两种显示器的读片间隔为4周，且每次读片前由特定的技师将每个显示器上的病例顺序再次打乱。每个病例的读片时间不限，每位医师可按照日常工作的习惯及意愿使用放大、窗宽、窗位调节及黑白反转等后处理功能。每位医师先判断有无微钙化，然后按照4分法判断微钙化灶的恶性可能性分为：肯定良性、可能良性、可能恶性、肯定恶性(相当于BI-RADS：2、3、4、5)。

1.4 统计学处理

采用SPSS 16.0统计软件进行数据分析。高、低分辨率图像组病例的年龄比较采用样本均数t检验。高和(或)低分辨率图像组病例的腺体分型构成比较，每位医师对3M和5M显示器微钙化的检出率比较均采用χ2检验(Fisher精确概率法)。

根据每位医师对恶性可能性4分法读片结果，采用DBM MRMC 2.2软件(由美国爱荷华大学的Berbaum和芝加哥大学的Metz 及Pesce共同设计)［5］，使用Trapezoidal/Wilcoxon模型计算出每位医师对两种显示器微钙化恶性可能性判定的受试者操作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线下面积(Az值)，不同显示器及2位医师之间Az值的比较采用方差分析(ANOVA)，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者年龄分布以及腺体分型分布

两组患者的年龄分布以及腺体分型分布差异无统计学意义(P＞0.05，表1)，避免了由于腺体背景不同而带来的偏差。

表 1 年龄及腺体分型在两影像数据组中的分布Tab. 1 Distribution of age and gland pattern between the two data

2.2 微钙化的检出率

2名医师对高分辨率影像数据的识读，在5M显示器上的微钙化检出率均高于3M显示器，而且A医师在两个显示器上的微钙化检出率差异有统计学意义(P＜0.05)，而B医师在两种显示器上的微钙化检出率差异无统计学意义(P＞0.05)。对低分辨率影像数据的识读，2名医师在两个显示器上的微钙化检出率差异无统计学意义(P＞0.05，表2)。

表 2 2名医师对高低分辨率数据在不同显示器上微钙化判读率比较Tab. 2 Comparison of the interpretations of two doctors on the identification of microcalcifications of the two data

2.3 微钙化恶性可能性的判读

两组影像数据在不同显示器上，2名医师对微钙化恶性可能性的判读结果用Az值表示(表3)。无论哪组数据，在5M显示器上，2名医师对微钙化恶性可能性的判读结果均优于3M显示器，但差异均无统计学意义(P＞0.05)。A医生的Az值略高于B医生，但差异无统计学意义(P＞0.05)。

表 3 3M与5M显示器对高低分辨率数据中微钙化性质判读效能的比较Tab. 3 Comparison of the interpretations of 3M and 5M in detecting the microcalcifications

3 讨 论

以往的研究显示，3M与5M医用专业显示器对乳腺微钙化的检出率差异没有统计学意义［2-3］。其中Uematsu等［2］的研究使用的是100 μm分辨率的探测器，Kamitani等［3］的研究由于在数据传输及储存时把数据分辨率压缩至100 μm，使得这些研究都是在使用较低分辨率乳腺X线数据的情况下完成。而在微钙化良恶性的诊断上，Uematsu等［2］认为两种显示器对微钙化的形态、分布以及良恶性评估差异均无统计学意义(P＞0.05)。Kamitani等［6］使用较高分辨率乳腺X线数据的研究也认为，3M与5M医用专业显示器对乳腺微钙化良恶性的诊断差异无统计学意义(P＞0.05)。

近年来，随着乳腺X线机探测器分辨率的提高及PACS的广泛应用，高分辨率的乳腺X线影像数据日益广泛的应用于临床。Ideguchi等［7］的研究证实，最大空间分辨率为50 μm的乳腺X线机对微钙化的识别率明显优于100 μm的乳腺机。Bacher等［8］使用70 μm分辨率探测器，通过拍摄乳腺专用对比度细节检测模体(CDMAM 3.4)评估不同分辨率显示器在应用各种软阅读技术时对乳腺细节的显示作用，他们用影像质量因子(image quality figure，IQF)来比较5M与3M显示器的差异，研究结果除了再次支持5M显示器要好于3M显示器外；另外还讨论了正确应用各种软阅读技术能显著提高显示器对乳腺细节的显示作用。

本研究结果表明，在高分辨率影像图组中，A医师使用5M医用专业显示器对乳腺微钙化的检出率明显高于3M显示器(P＜0.05)；而B医师使用两种显示器对微钙化的检出率差异无统计学意义(P=0.364)。在低分辨率影像图组中，2名医师对乳腺微钙化的检出率差异无统计学意义(P＞0.05)；这个结果与先期的研究结果相似［9］。

在微钙化恶性可能性的判读上，无论哪组数据，在5M显示器上，2名医师对微钙化恶性可能性的判读结果均优于3M显示器，但差异无统计学意义(P＞0.05)。这与Kamitani等［6］的研究结果相同。说明对高分辨率影像数据而言，5M显示器利于细小钙化的检出。而对已检出的微钙化进行良恶性判读时，3M显示器可通过对微钙化灶放大及调整窗宽、窗位等后处理功能提高影像质量，缩小与5M显示器的差异。

对于采用低分辨率乳腺影像设备的医院，选择3M显示器就能满足诊断的需求。而一些采用较高分辨率乳腺影像设备的医院，选择具有高分辨率的5M显示器能更好地显示高分辨率数据的图像，这对提高乳腺疾病诊断准确率，特别是细小病变的检出是有帮助的。

［1］ MORGAN M P, COOKE M M, MC CARTHY G M. Microcalcifications associated with breast cancer： an epiphenomenon or biologically significant feature of selected tumours ［J］. J Mammary Gland Biol Neoplasia, 2005, 10：181-187.

［2］ UEMATSU T, KASAMI M, UCHIDA Y. Soft-copy reading in digital mammography of microcalcifications： diagnostic performance of a 5-megapixel cathode ray tube monitor versus a 3-megapixel liquid crystal display monitor in a clinical setting ［J］. Acta Radiol, 2007, 48(7)： 714-720.

［3］ KAMITANI T, YABUUCHI H, SOEDA H, et al. Detection of masses and microcalcifications of breast screen on digital mammograms： comparison among hard copy film, 3-megapixel liquid crystal display (LCD) monitors and 5-megapixel LCD monitors： an observer performance study ［J］. Eur Radiol, 2007, 17： 1365-1371.

［4］ American College of Radiology (ACR). Breast imaging reporting and data system (BI-RADS) ［M］. 4thed. Reston：Am College Radial, 2003： 1.

［5］ DORFMAN D D, BERBAUM K S, METZ C E. Receiver operating characteristic rating analysis. Generalization to the population of readers and patients with the jackknife method［J］. Invest Radiol, 1992, 27： 723-731.

［6］ KAMITANI T, YABUUCHI H, MATSUO Y et al. Diagnostic performance in differentiation of breast lesion on digital mammograms： comparison among hard-copy film, 3-megapixel LCD monitor, and 5-megapixel LCD monitor［J］. Clin Imaging, 2011, 35(5)： 341-345.

［7］ IDEGUCHI T, HIGASHIDA Y, KAWAJI Y, et al. New CR system with pixel size of 50 microm for digital mammography：physical imaging properties and detection of subtle microcalcifications ［J］. Radiat Med, 2004, 22(4)： 218-224.

［8］ BACHER K, SMEETS P, DE HAUWERE A, et al. Image quality performance of liquid crystal display systems： influence of display resolution, magnification and window settings on contrast-detail detection ［J］. Eur J Radiol, 2006, 58(3)：471-479.

［9］ 胡晓欣, 顾雅佳, 吴斌, 等. 3M和5M显示器对高低分辨率乳腺影像数据中微钙化识读的影响［J］. 生物医学工程学杂志, 2012.

The influence of 3-megapixel and 5-megapixel monitors in detecting micro-calcification on high- and low-resolution breast images

HU Xiao-xin, GU Ya-jia, WU Bin, LI Rui-min, PENG Wei-jun, MAO Jian, ZHENG Xiao-jing (Department of Radiology, Fudan University Shanghai Cancer Center; Department of Oncology, Shanghai Medical College, Fudan University, Shanghai 200032, China)

GU Ya-jia E-mail: cjr.guyajia@vip.163.com

Background and purpose：In the past, the studies of 3- and 5-megapixel medical professional monitors in detecting micro-calcifications were based on low-resolution breast images. Our study was to evaluate the influence of 3- and 5-megapixel medical professional monitors in detecting micro-calcifications on high- and lowresolution breast images. Methods：A retrospective study was performed in low- and high-resolution data with 60 cases (30 carcinomas and 30 mastopathia with calcium deposition). Two doctors (junior and senior, respectively) estimated the detection rate of the micro-calcifications and the malignant possibility, without knowing the clinical data and histology. The detection rate of them was assessed by chi-square test, and the malignant possibility was tested by analysis of variance. Results：In the detection rate of the micro-calcifications, the two doctors’ detection performance of breast micro-calcifications was very similar in the 3M and 5M medical professional monitors (P＞0.05) in the low resolution data group, while in the high resolution group, the senior doctor’s detection rate on the 5M monitor was significantly higher than that on the 3M (P=0.027), while the junior’s detection rate had no significant difference (P=0.364); In the interpretations of malignant possibility of the micro-calcifications, the two doctors’ interpretations were superior on 5M monitors to the 3M ones, but the difference was not statistically significant (P＞0.05). And the Az values between the two doctors also had no significant difference (P＞0.05). Conclusion：Different breast images of different resolutions should match corresponding resolution monitor in order to get the best potency ratio.

Monitor; Resolution; Breast; Imaging reading; Digital radiography

R737.9

：A

：1007-3639(2013)01-0047-04

2012-10-09

2012-12-19）

顾雅佳 E-mail:cjr.guyajia@vip.163.com

DOI: 10.3969/j.issn.1007-3969.2013.01.008