沈富强，监悟帅，孙郁，徐伟华，许涛，石宏理

(1.河北省廊坊市人民医院放射科，河北 廊坊 065000；2.首都医科大学生物医学工程学院，北京 100069)

1 引 言

众所周知，乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤，严重影响着妇女的身体健康。早期发现乳腺恶性转变是提高乳腺癌治愈率和降低死亡率的重要手段之一[1～2]。乳腺X线摄影可以有效发现乳腺癌的早期征象，例如乳腺微钙化。但是乳腺微钙化灶通常比较细小，分布无规律，与周围组织的密度差异较小。放射科医生容易因此而造成漏诊[3-4]。

相位衬度成像是近年发展起来的一种新的成像技术，它利用光线穿过物体后的相位信息变化，观察物体的内部细微结构。对于软组织而言，和传统的基于吸收的X射线成像相比，图像衬度提高近千倍，在医学、生物学、材料学等研究领域，具有独特的优势[5-7]。但相位衬度成像的研究目前基本尚处于探索阶段，成为一项专门的诊断工具还有很大的距离。

本研究的目的是利用相位衬度成像在弱吸收组织成像上的优势，探索其在乳腺癌早期诊断上的可行性。对于检测早期阶段的乳腺癌来说，建立和保持一个乳腺X线片图像质量的较高标准是十分重要的。一个在乳腺X线片上评估图像的通常使用的方法就是使用检测仿体。本研究使用了本课题组设计的一种适用于乳腺相衬成像的微型仿体(体模)[8]。该仿体使用乳腺组织等效材料制成，同时具备半定量和病变模拟功能。半定量功能可以校准相衬成像装置参数和精确确定实验样品的成像参数条件。同时有利于随后的图像数据算法研究的标准化评估。病变模拟功能充分模拟了乳腺癌的各种基本病变形态，对早期乳腺癌的相衬成像研究提供了标准化工具。

2 材料与方法

2.1 乳腺仿体

仿体样本使用有机亚克力板制作载体，呈立方形；载体上布满分布、大小、深度不同的微孔；微孔分垂直和水平径向两种；载体分半定量效验区和模拟病变区；半定量效验区的微孔大小相同而深度不同或大小不同而深度相同；半定量区垂直径向上的微孔内插不同标号的钓线短棒；模拟病变材料有玻璃微珠、碳酸钙、三氧化二铝和聚氯乙烯颗粒，用于模拟乳腺斑块样钙化和泥沙样微钙化。棉团、纤维团和各种有机物，用于模拟边缘模糊和边缘清楚的良恶性肿块。金属细丝，用于模拟乳腺病变纤维机构和正常乳腺的条索样结构。各种材料搭配模拟各种病变形态。总共搭配形式10种。

2.2 成像原理及参数

相位衬度成像是一种生物医学中的新兴领域，可以对细微结构成像[9]。本实验在上海光源(SSRF) X射线成像及生物医学应用光束线站(BL13W1)完成。成像装置见图1。同步辐射光线经过两块单色晶体后，转化成单色光，照射到成像样本上。当一均匀相干光波通过一截面非均匀的物体时，不可避免地产生相位差，即波前发生畸变。这一畸变的波面如果继续传播到一定的距离，将和未发生畸变的波面重叠而发生干涉；进一步传播时，这种畸变波能以可观察的强度变化显示出来[10]。通过调节这个适当的传播距离，我们可以在探测器上得到边缘增强的相位衬度图像。本实验中成像样品与探测器间的距离为1.2 m，探测器分辨率9 μm，同步辐射光能量为17 keV。

图1 BL13W1站线相衬成像的示意图

3 结果

图2所示为仿体a和b的相位衬度成像结果。图中尺寸不同的孔洞均有良好的显示，成像结果与实际仿体测量尺寸相吻合。水平方向和垂直方向的孔洞均能够显示。对于孔洞内的不同填充物，具备分辨其形态的能力。

图2 乳腺仿体的相位衬度图像

将图像放大后，可以看到仿体内各种填充物的成像细节，见图3。图3a模拟的是乳腺索条样结构，b为边缘清楚的多发结节，c为边缘模糊的团块，d为泥沙样钙化，e为乳腺增生的乳腺组织，f为正常的乳腺组织，g为乳腺纤维结构，h为退化型乳腺的微钙化灶，i为边缘清楚的肿块，j为纤维结构及微钙化灶。

图3 模拟病变区的放大显示

4 结论与讨论

目前文献报道的乳腺仿体有Ackermann、Barts、CIRS XI, Leeds TOR(MAX)、Leeds TOR(MAM) 、Newcastle和RMI 152 等七种[11]。均显示了半定量和病变模拟的良好功能。但是上述仿体体积较大，不适合我国相衬成像装置上使用，并且价格昂贵，国内市场难于买到。相衬成像光斑仅数毫米，远较传统医学成像装置光斑小，需要专门设计相应的结构精巧的微型仿体。国内尚未见适合用于乳腺X线成像的微型仿体。国外文献类似仿体未在国内销售，价格昂贵，缺少半定量分析，对病变模拟不充分，仅适用于国外专门的成像装置。

本研究结果显示，相位衬度成像可以很好的区分各种模拟的乳腺正常和病变结构，对于病变的尺寸、形态、成分均有较高的分辨能力。结果表明相位衬度成像对于乳腺癌诊断敏感度及特异度均较高，对于乳腺微细结构的分辨和显示具有一定优势，具有重要的临床应用价值。

(感谢上海光源工作人员的帮助。)