胰腺癌輔助診斷系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

楊錚，李英，冷家驊，曹崑，李曉婷，孫應(yīng)實(shí)

北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院暨北京市腫瘤防治研究所 惡性腫瘤發(fā)病機(jī)制及轉(zhuǎn)化研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 a.醫(yī)學(xué)影像科；b.胃腸腫瘤中心外科三病區(qū)，北京100142

胰腺癌輔助診斷系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

楊錚a，李英a，冷家驊b，曹崑a，李曉婷a，孫應(yīng)實(shí)a

北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院暨北京市腫瘤防治研究所 惡性腫瘤發(fā)病機(jī)制及轉(zhuǎn)化研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 a.醫(yī)學(xué)影像科；b.胃腸腫瘤中心外科三病區(qū)，北京100142

目的 設(shè)計(jì)胰腺癌輔助診斷系統(tǒng)模型，旨在提高醫(yī)生報(bào)告書寫及閱覽速度，并為醫(yī)生確定胰腺癌手術(shù)方案提供可靠依據(jù)。方法 使用VBA語言在ACCESS環(huán)境下構(gòu)建胰腺癌輔助診斷模型，模型字段的選取參照美國國家綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)胰腺癌可切除性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。結(jié)果 選取4位醫(yī)生分別進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)測(cè)試和模型評(píng)價(jià)測(cè)試，結(jié)果是模型評(píng)價(jià)一致性明顯高于主觀評(píng)價(jià)。結(jié)論 該模型的應(yīng)用可以大大提高醫(yī)生書寫報(bào)告的效率，并且可以為醫(yī)生提供可靠的胰腺癌手術(shù)輔助方案。

胰腺癌；輔助診斷；放射學(xué)信息系統(tǒng)；醫(yī)院信息系統(tǒng)

引言

胰腺癌是消化系統(tǒng)中惡性程度最高的腫瘤，且在全球范圍內(nèi)呈逐年上升趨勢(shì)，外科手術(shù)是唯一可能治愈胰腺癌患者的手段[1-4]。如何快速、準(zhǔn)確判斷胰腺癌是否可切除成為當(dāng)下研究的難點(diǎn)所在[5-7]。

隨著醫(yī)院數(shù)字化進(jìn)程地不斷推進(jìn)，醫(yī)院各項(xiàng)工作都在向著數(shù)字化、自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變[8-9]，將胰腺癌手術(shù)方式的判定系統(tǒng)化、自動(dòng)化不失為一種有效的嘗試。與此同時(shí)，科室的個(gè)性化需求與醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）、放射學(xué)信息系統(tǒng)（RIS）、醫(yī)學(xué)影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)（PACS）等無法達(dá)到實(shí)時(shí)同步[10]，而后期的個(gè)性化需求定制開發(fā)需要一定的時(shí)間，從提出新需求到真正投入使用會(huì)經(jīng)歷漫長的周期。

本文便是針對(duì)上述現(xiàn)狀，結(jié)合影像科檢查工作流程和醫(yī)生書寫報(bào)告習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)，嘗試一種新的模式。將科室內(nèi)需求迅速的數(shù)據(jù)構(gòu)建成模型，使醫(yī)生能夠盡快體驗(yàn)使用，在得到認(rèn)可后即可方便的與PACS廠商溝通，進(jìn)行模塊的制作，并與現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行融合。

1 系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)

使用VBA語言在ACCESS環(huán)境下構(gòu)建胰腺癌輔助診斷模型[11]。

1.1 字段內(nèi)容設(shè)計(jì)

該模型中涉及字段均參照美國國家綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）2016版對(duì)胰腺癌手術(shù)的判定描述[12]。相關(guān)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

1.2 建立字段表

以胰頭/鉤突字段表為例，相關(guān)條件及屬性設(shè)置，見表2。

表1 胰腺癌可切除性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表2 胰頭/鉤突字段表字段及屬性設(shè)置

1.3 窗體設(shè)計(jì)

使用ACCESS中窗體設(shè)計(jì)向?qū)?，將字段表中相關(guān)字段添加到窗體中，將所有文本框“更改為”組合框，并在“屬性-數(shù)據(jù)-行來源”中鍵入相關(guān)條件值。建立結(jié)構(gòu)化查詢語言（Structured Query Language，SQL）[10]的查詢，以將窗體中錄入字段保存至相應(yīng)字段表。

SQL查詢語句：

SELECT

[body/tail].ID,[body/tail].condition1,[body/tail]. condition2,[body/tail].condition3,[body/tail].condition4,[body/ tail].condition5,[body/tail].patientID,[body/tail]. condition6,[body/tail].condition7,[body/tail].condition8 FROM [body/tail]；/*將窗體組合框的輸入字段與相應(yīng)字段表中的字段相關(guān)聯(lián)*/

通過命令按鈕向?qū)е谱鹘缑姘粹o，保存報(bào)告、添加記錄、查找記錄、交界可切除條件，并在“屬性-事件-單擊”項(xiàng)與相應(yīng)宏進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

1.4 宏設(shè)計(jì)

根據(jù)表1中所列條件，將可切除、不可切除涉及條件通過宏程序（Visual Basic For Application，VBA）[10]語句編譯為條件判定語句，以胰頭/鉤突判定條件為例：

If (.condition1 = ‘ 有 ’ Or .condition2 = ‘ ＞ 180’ Or .condition3 = ‘＞180’Or .condition4 = ‘是’ Or .condition5 = ‘是’Or .condition6 = ‘是’)

Then MsgBox “結(jié)論：腫瘤為不可切除”

’當(dāng)condition 1到condition 6中有一條滿足條件，既判定腫瘤為不可切除性

ElseIf(.condition2 = ‘0’ And .condition3 = ‘0’ And .condition7 = ‘否’ And .condition8 = ‘否’ And .condition9 =‘否’)

Then MsgBox “結(jié)論：腫瘤為可切除”

’當(dāng)condition2/3/7/8/9全部滿足條件時(shí)，既判定腫瘤為可切除

Else MsgBox”結(jié)論：請(qǐng)完善手術(shù)條件或參照交界可切除條件”

’當(dāng)條件空置、不全或不滿足“可切除”、“不可切除”條件時(shí)，即判定腫瘤為交界可切除

End If

2 系統(tǒng)模型測(cè)試

回顧性檢索并分析本院2014年1月～2016年6月所有病理證實(shí)的胰腺癌病例的治療前CT圖像，最終45例患者（病例組1）納入研究。記錄的所有病例經(jīng)多學(xué)科討論后實(shí)際決策和/或手術(shù)探查結(jié)果。

使用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件，采用組間相關(guān)系數(shù)（Intra-class Correlation Coef fi cient，ICC）分析，4位評(píng)價(jià)者主觀評(píng)價(jià)和使用模型評(píng)價(jià)間的一致性、4位評(píng)價(jià)者主觀評(píng)價(jià)間的一致性和4位評(píng)價(jià)者使用模型評(píng)價(jià)間的一致性。采用Kappa系數(shù)評(píng)價(jià)4位評(píng)價(jià)者主觀評(píng)價(jià)和使用模型評(píng)價(jià)的一致性。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：ICC/kappa值≤0.2，不一致；0.21～0.4，一致性較差；0.41～0.60，中度一致；0.61～0.80，一致性較好；0.81～1.0，一致性非常好。

3 結(jié)果

3.1 報(bào)告書寫判定界面

以胰頭/鉤突報(bào)告界面，見圖1～3。

圖1 胰頭/鉤突報(bào)告書寫/判斷界面

圖2 “腫瘤為可切除”判定結(jié)果界面

圖3 “腫瘤為不可切除”判定結(jié)果界面

3.2 系統(tǒng)模型評(píng)價(jià)

所有病例不同評(píng)價(jià)者，主觀評(píng)價(jià)與模型評(píng)價(jià)結(jié)果的一致性，見表3。4位評(píng)價(jià)者主觀評(píng)價(jià)的一致性：ICC=0.569（95%CI，0.426～0.704），P＜0.01，中度一致；4位評(píng)價(jià)者模型評(píng)價(jià)的一致性：ICC=0.687（95%CI，0.565～0.794），P＜0.01，一致性較好。使用模型評(píng)價(jià)后結(jié)果的一致性有所提高。

表3 主觀評(píng)判與模型評(píng)判結(jié)果的一致性評(píng)價(jià) (病例組1，例)

其中19例為肝臟多發(fā)/彌漫轉(zhuǎn)移，4位評(píng)價(jià)者對(duì)腫瘤不可切除無爭議，將這19例排除后，針對(duì)其余26例（病例組2）進(jìn)行再次評(píng)價(jià)，不同評(píng)價(jià)者主觀評(píng)價(jià)與模型評(píng)價(jià)結(jié)果的一致性，見表4。4位評(píng)價(jià)者主觀評(píng)價(jià)的一致性：ICC=-0.074（95%CI，-0.181～0.109），P=0.811，結(jié)果不一致。4位評(píng)價(jià)者模型評(píng)價(jià)的一致性：ICC=0.355（95%CI，0.159～0.579），P＜0.001，一致性較差。使用模型評(píng)價(jià)后結(jié)果的一致性有較大提高。

表4 主觀評(píng)判與模型評(píng)判結(jié)果的一致性評(píng)價(jià) (病例組2，例)

4 討論

隨著醫(yī)療領(lǐng)域信息化的不斷推進(jìn)，數(shù)據(jù)的有效性越來越得到重視[13]，有研究顯示，對(duì)于同一含義的描述，有諸多術(shù)語存在[14]，而這就對(duì)閱覽報(bào)告的醫(yī)生造成很大困擾。就胰腺癌可切除性標(biāo)準(zhǔn)來講，要求所有相關(guān)醫(yī)師掌握胰腺癌可切除性標(biāo)準(zhǔn)有一定的難度，因?yàn)樵摌?biāo)準(zhǔn)較為復(fù)雜，涉及7支動(dòng)脈、4支靜脈及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，且對(duì)不同血管侵犯角度包括0°、≤180°和＞180°三種情況。而且隨著外科技術(shù)的進(jìn)展不斷更新，即使是胰腺外科醫(yī)生，也需要花費(fèi)時(shí)間了解到更新的信息并學(xué)習(xí)和掌握，其他相關(guān)醫(yī)生，如內(nèi)科醫(yī)生、放療醫(yī)生和放射科醫(yī)生知識(shí)更新更加滯后和困難。

通過實(shí)際評(píng)價(jià)，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于資歷較深的相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的醫(yī)生來說，主觀評(píng)價(jià)與模型評(píng)價(jià)結(jié)果幾乎無差異，而對(duì)年資尚淺的醫(yī)生來說，使用模型能夠快速有效地指導(dǎo)他（她）們完成標(biāo)準(zhǔn)化的報(bào)告并得出符合規(guī)范的腫瘤是否可切除的結(jié)論， 而無需花費(fèi)時(shí)間做專門學(xué)習(xí)該標(biāo)準(zhǔn)；另外一方面，NCCN中對(duì)于胰腺癌可切除性的判斷標(biāo)準(zhǔn)會(huì)有不定期的更新，即使是那些資歷較深的醫(yī)生也不一定能夠第一時(shí)間了解和掌握，使用模型只需要對(duì)報(bào)告模板的內(nèi)容和判定條件進(jìn)行及時(shí)更新就可以實(shí)現(xiàn)按照最新規(guī)范來評(píng)價(jià)。

系統(tǒng)模型測(cè)試結(jié)果顯示，使用模型評(píng)價(jià)后結(jié)果的一致性有所提高，尤其是在有爭議的病例組2中，一致性得到顯著提升。而針對(duì)影像評(píng)價(jià)結(jié)果與臨床實(shí)際結(jié)果不一致的病例，經(jīng)查閱病例信息，發(fā)現(xiàn)這些誤判多由觀察掃描范圍以外的骨、肺等處的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移所致。由于這些局限，醫(yī)生通過CT對(duì)腹膜轉(zhuǎn)移、肝臟微轉(zhuǎn)移及其他遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的可能出現(xiàn)漏診，從而導(dǎo)致最終判斷結(jié)果的失誤[15]。

不可否認(rèn)的是，該系統(tǒng)也有自身的局限性，既無法與院內(nèi)HIS、PACS、RIS等系統(tǒng)對(duì)接，但該系統(tǒng)仍有其優(yōu)勢(shì)—低成本、易編輯、周期短；在試用過程中可根據(jù)使用人群的習(xí)慣及時(shí)做出調(diào)整，當(dāng)該系統(tǒng)制作、使用成熟后即可與HIS/RIS廠商合作，進(jìn)行模塊的制作、融合。在現(xiàn)有模型的基礎(chǔ)上，減少了大量的溝通環(huán)節(jié)，節(jié)約了大量的人力物力成本，制作周期也大大縮短。在實(shí)際工作中我們也確實(shí)發(fā)現(xiàn)醫(yī)生與工程師無法有效的溝通，而這種模式為醫(yī)院信息化推進(jìn)又打開一條新的思路，為醫(yī)生、工程師之間的溝通搭起一座橋梁[16-17]。

5 結(jié)論

該系統(tǒng)模型測(cè)試結(jié)果充分顯示，該系統(tǒng)可以有效的規(guī)范胰腺癌報(bào)告相關(guān)用語，并對(duì)患者手術(shù)方案做出合理的預(yù)判，給臨床醫(yī)生提供重要的參考。

致謝

感謝本科室技師長馬亞光、趙紅梅，醫(yī)生魏義圓，在模型制作、測(cè)試過程中給予的指導(dǎo)性建議及幫助，感謝泰安市腫瘤防治院影像科醫(yī)生杜迎節(jié)，吉林國文醫(yī)院影像科院影像科醫(yī)生楊志紅，在模型測(cè)試過程中給予的幫助，在此致以誠摯地感謝。

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本文編輯 韓淑英

Design and Application of Computer-Aided Diagnosis System Model for Pancreatic Adenocarcinoma

Y A N G Z h e n ga, L I Y i n ga, L E N G J i a-h u ab, C A O K u na, L I X i a o-t i n ga, S U N Y i n g-s h ia

a.Department of Radiology; b.Department of GI Cancer Center Surgery Unit III, Key laboratory of Carcinogenesis and Translational Research (Ministry of Education/ Beijing), Peking University Cancer Hospital & Institute, Beijing 100142, China

O b j e c t i v e In order to improve the speed of writing and reading reports and provide a reliable reference for doctors to determine the surgical plan of pancreatic adenocarcinoma, this paper aimed to design a computer-aided diagnostic model for pancreatic adenocarcinoma. Me t h o d s The model was developed by using VBA language in the Access environment. The selection of fields in the model referred to the criteria for respectability of pancreatic cancer from National comprehensive Cancer Network. R e s u l t s Subjective evaluation and model evaluation were estimated separately by four doctors. The results shown that the consistency of model evaluation is obviously higher than subjective evaluation. C o n c l u s i o n The model could greatly improve the ef fi ciency of writing report and provide a reliable surgical plan of pancreatic adenocarcinoma for doctors.

pancreatic adenocarcinoma; computer-aided diagnosis; radiology information system; hospital information system

TP311.52

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.07.031

1674-1633(2017)07-0113-04

2017-02-07

2017-03-07

孫應(yīng)實(shí)，教授，主要研究方向?yàn)獒t(yī)學(xué)影像、腫瘤診斷。

通訊作者郵箱：sys@bjcancer.org