数字乳腺体层合成（二）

引言

我们在1990年代发明了数字乳腺体层合成(DBT)，并于1999年获得了该技术的专利。有人称我们的方法为“3D乳腺X射线摄影”，这是不准确的，其图像不是真正三维，因为DBT体素尺度不是各向同性的。在美国，DBT正在取代2D全景数字乳腺X射线摄影(FFDM)进行乳腺癌筛查。DBT是乳腺X射线摄影的重大进步：它消除了正常乳腺组织重叠引起的“结构噪声”（这些噪声可能在常规2D FFDM上掩盖癌症），并同时大大降低乳腺癌筛查的召回率。DBT可以检测到在常规FFDM影像中隐藏的更多小的、可能被治愈的癌症病灶。

DBT只是“更好的乳腺X射线摄影”

FFDM的主要限制之一是，癌症可能在二维图像上隐藏。DBT可以检出额外的30-40%的癌症，这些癌症在FFDM中不太明显（尽管仍有一些致密乳腺中发生的癌症，周围没有脂肪，没有相关的钙化，没有结构扭曲，可能在DBT中也被隐藏）。实际上，迄今为止已进行的每项临床研究都显示DBT优于2D乳腺X射线摄影（1,2,3,4,5,6,7,8）。DBT用于筛查，可以检测到更多可治愈的癌症。此外，DBT还可以减少乳腺癌筛查召回。

DBT取代2D乳腺X射线摄影

当我们在1990年代末和2000年代初在麻省总院（MGH）开发DBT时，我们很清楚它将取代FFDM进行乳腺癌筛查。我们开发早期就了解到，DBT可以揭示在FFDM上被正常乳腺组织隐藏的癌症（9）。此外，由于我们从2D乳腺X射线摄影筛查中召回的女性中有25%最终被证明叠加了正常组织，因此，很明显DBT通过消除组织叠加，将减少许多乳腺癌筛查召回（10）。这是一个令人惊讶、但非常理想的技术：它同时显著降低了筛查的召回率。通常，在灵敏度提高时（检测到更多癌症），同时会增加“假阳性”（召回更多女性）从而以特异性降低为代价。但DBT具有提高灵敏度，同时提高特异性这样的重要而不寻常优势。

DBT定位乳腺癌筛查

许多早期的DBT观察性临床研究中，招募的是在2D乳腺X射线摄影检查中发现病变。那时候，由于DBT系统的数量有限，进行DBT研究的唯一方法是，选择进行2D筛查中检测到的病变，并使用DBT来“诊断性地”这些病变。因此，在早期研究中，DBT不可能检测到2D检查未发现的癌症。显然，这些2D筛查中选择的患者进行的研究中，DBT不可能比2D检查更加敏感。这也使得这些“诊断型”DBT研究无法显示召回率降低：因为在这些研究中，DBT并没有被用于筛查。事实上，仅仅用于诊断的话，DBT并不是最为有效。随着技术的普及，DBT与2D技术更准确的比较方法是：在一段时间内接受过2D筛查的大量女性案例，随后用DBT筛查这同一群体。实质上所有这些比较研究都显示：DBT在每千名女性中筛查到的乳腺癌数量高于2D检查。鉴于DBT的能力，这并不奇怪。但这种“队列研究”可能存在缺陷：不同队列组可能具有不同的乳腺癌概率，这使得不同队列组实际上可能不具有可比性。理想的研究方法是：获得所有女性的DBT和FFDM数据（应包括MLO和CC体位）；首先仅用FFDM阅片报告（此时不可参考DBT）；之后使用FFDM结合DBT重新阅片报告。任何使用过DBT进行筛查的人都知道，有的癌症只有在DBT图像中才会显露出来，所以可以肯定的是，同样的女性人群用DBT筛查，癌症检出率比单独FFDM要高。没有任何依据科学得出的数据表明，检测出的侵润性癌症不会致命。因此，对DBT发现的癌症进行早期检测和治疗可能会拯救更多的生命。

完整的FFDM数据是DBT筛查的组成部分

最初，我们曾希望乳腺癌筛查只需MLO体位的DBT既可。但我们很快了解到，有些癌症由于其几何形状，只能在CC体位上看到。因此，应该采取MLO和CC体位的DBT。我们还了解到，将本年的DBT与前一年的2D进行比较将非常耗时。此外，尽管DBT可以更好地看到簇状钙化的形态（11），但DBT单层内观测钙化分布可能会有问题。当“翻阅”DBT单层时，第一个平面有一个钙化点、第二个平面有两个、第三个平面没有、第四个平面有两个等的簇时，你的大脑可能不会将它们记录为一个钙化簇，这样的风险是你可能漏掉钙化簇。事实证明，2D图像可以有效地检测钙化。因此，在DBT筛查中，包含FFDM的2D图像非常重要。

“合成2D”是否可以取代FFDM 2D，与DBT联合用于乳腺癌筛查？

早在2000年，我们就认识到可以通过重组DBT图像生成模拟FFDM的“合成2D”，例如最大强度投影方法（MIP）。当时我们认为这可能会取代对FFDM 2D的需求。然而，迄今为止，还没有人开发出的合成2D方法能够完美再现真正FFDM 2D所提供的信息。当今的合成2D方法容易产生“伪钙化”，或者会消除一些重要的真钙化信息。乳腺癌筛查所致的乳房辐射风险非常低，对于40岁以上的女性来说几乎不存在。因此应获取真正FFDM 2D图像作为DBT筛查的一部分。在此情况下，如果用合成2D替换FFDM 2D，我们不能允许因合成2D造成癌症漏诊。换句话说，鉴于普通人群中癌症概率很低，当癌症检出率为每千人4-8例时，因使用合成2D而非FFDM 2D导致漏掉单个癌症也是不可接受的。筛查对于乳房辐射风险极低，甚至对40岁以上女性来说不存在风险，因此，在合成2D可以完美再现FFDM 2D信息之前，应使用完整的FFDM 2D。

阅片报告

鉴于放射科医生在使用DBT时必须查看更多图像，因此DBT阅片需要更长的时间也就不足为奇了。但是，DBT降低了召回率，这意味着诊断阶段的大量时间将会减少。据我所知，尚未有人对全过程做过准确的统计计算。但我猜测，DBT降低筛查召回率导致的诊断病例减少，会平衡DBT阅片时间的延长，更何况DBT会增加癌症检出率。

REFERENCES

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[2]Skaane P, Bandos AI, Gullien R, et al. Comparison of digital mammography alone and digital mammography plus tomosynthesis in apopulation-based screening program. Radiology 2013; 267:47–56

[3]Ciatto S,Houssami N, Bernardi D, et al. Integration of 3D digital mammography with tomosynthesis for population breast-cancer screening (STORM): a prospective comparison study. Lancet Oncol 2013; 14:583–589

[4]Lång K, Andersson I, Rosso A, Tingberg A, Timberg P, Zackrisson S.Performance of one-view breast tomosynthesis as a stand-alone breast cancer screening modality: results from the Malmö Breast Tomosynthesis ScreeningTrial, a population-based study. Eur Radiol. 2015 May 1. [Epub ahead of print]PubMed PMID: 25929946

[5]Haas BM, Kalra V, Geisel J, Raghu M, Durand M, Philpotts LE.Comparison of tomosynthesis plus digital mammography and digital mammography alone for breast cancer screening. Radiology. 2013 Dec;269(3):694-700

[6]Rose SL, Tidwell AL, Bujnoch LJ, Kushwaha AC, Nordmann AS, Sexton RJr. Implementation of breast tomosynthesis in a routine screening practice: an observational study. AJR Am J Roentgenol. 2013 Jun;200(6):1401-8

[7]Friedewald SM,Rafferty EA, Rose SL, Durand MA, Plecha DM, Greenberg JS, Hayes MK, Copit DS,Carlson KL, Cink TM, Barke LD, Greer LN, Miller DP, Conant EF. Breast cancer screening using tomosynthesis in combination with digital mammography. JAMA.2014 Jun 25;311(24):2499-507. doi: 10.1001/jama.2014.6095

[8]Sharpe RE Jr,Venkataraman S, Phillips J, Dialani V, Fein-Zachary VJ, Prakash  S, Slanetz PJ, Mehta TS. Increased CancerDetection Rate and Variations in the Recall Rate Resulting from Implementation of 3D Digital Breast Tomosynthesis into a Population-based Screening Program.Radiology. 2015 Oct 9:142036. [Epub ahead of print]

[9]E. A. Rafferty, D. Georgian-Smith, D. B. Kopans, R. H. Moore, T.Wu, L. Niklason, D. A. Hall, K. A. McCarthy, E. Yeh, M. M. Staffa, “Comparisonof full-field digital tomosynthesis and conventional two view film screen mammography in lesion detection and assessment of lesion conspicuity,” ARRS annual meeting, 2003

[10]E. A. Rafferty, D. Georgian-Smith, D. B. Kopans, R. H. Moore, T.Wu, L. Niklason, D. A. Hall, K. A. McCarthy, E. Yeh, M. M. Staffa, “Evaluation of the call-back rate for screening mammography using full-field digital tomosynthesis versus conventional film-screen mammography,” ARRS annual meeting, 2003.

[11]Kopans DB,Gavenonis S, Moore RH, Halpern E. Calcifications In The Breast And Digital Breast Tomosynthesis. The Breast Journal 2011 Nov-Dec;17(6):638-44