S-detect技術(shù)輔助超聲鑒別診斷最大徑≤2 cm乳腺良惡性腫塊型病灶

賀 芳，肖際東，文 歡，毛玉瑤

(中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院超聲科，湖南 長沙 410013)

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，早期診斷和治療是提高患者生存率、延長生存期的關(guān)鍵[1-2]。乳腺病灶早期較小，影像學(xué)表現(xiàn)復(fù)雜多樣，常介于良性與惡性之間，是臨床診斷的難點(diǎn)[3]。S-detect技術(shù)是一種新的人工智能超聲輔助診斷技術(shù)，采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)算法，基于乳腺檢查大數(shù)據(jù)分析，可為鑒別診斷乳腺良惡性病變提供參考，使乳腺超聲診斷更快速、更高效[4-6]。本研究探討S-detect輔助常規(guī)超聲鑒別診斷乳腺良惡性小病灶的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年11月—2018年1月于我院接受手術(shù)治療并獲得術(shù)后病理結(jié)果的42例乳腺小病灶患者，均為女性，年齡27～65歲，平均(42.6±6.2)歲；多以乳腺脹痛、觸及腫塊或乳頭溢液等癥狀就診；共54個(gè)病灶，最大徑5～20 mm，平均(14.23±4.47)mm。納入標(biāo)準(zhǔn)：接受S-detect技術(shù)及常規(guī)超聲掃查，乳腺病灶采集切面圖像清晰，病灶為腫塊型且最大徑≤2 cm；術(shù)前未接受新輔助化療、內(nèi)分泌治療等。排除標(biāo)準(zhǔn)：乳腺內(nèi)置入假體和常規(guī)超聲難以顯示的非腫塊型病灶。

1.2 儀器與方法 采用Samsung RS80A彩色多普勒超聲檢查儀，L3-12A探頭，頻率5～13 MHz。囑患者平臥，雙臂充分外展，暴露雙側(cè)乳腺和腋窩。以乳頭為中心，分別進(jìn)行縱切、橫切和斜切面掃查，觀察記錄病灶最大徑、內(nèi)部回聲、邊緣、包膜、鈣化、縱橫比、后方有無聲衰減及病變與周圍血供情況等聲像圖特征，并觀察雙側(cè)腋下淋巴結(jié)。S-detect檢測選取乳腺模式，首先在2D模式下對病灶進(jìn)行橫切、縱切掃查，以腫塊最大徑及與其垂直的切面為標(biāo)準(zhǔn)層面，獲取最佳乳腺腫瘤圖像；進(jìn)入S-detect模式，軟件自動(dòng)勾畫病灶區(qū)域，必要時(shí)予以手動(dòng)矯正；激活S-detect自動(dòng)分析程序，輸出S-detect報(bào)告，判斷病灶為良性或惡性，若2個(gè)切面診斷結(jié)果不同，則認(rèn)定為惡性。

1.3 診斷標(biāo)準(zhǔn) 參照Elverici等[7-10]的標(biāo)準(zhǔn)，以常規(guī)超聲對乳腺病灶進(jìn)行乳腺影像報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(breast imaging reporting and data system, BI-RADS)分類：3類表現(xiàn)為良性特征(邊緣光整、橢圓形和平行位生長，后方回聲增強(qiáng)，邊界銳利)；惡性征象(形態(tài)不規(guī)則、非平行生長、聲暈、邊界不清、后方聲影、微鈣化、周邊組織異常)大于3項(xiàng)，則為BI-RADS 5類；病變特征介于BI-RADS 3類與BI-RADS 5類之間者為BI-RADS 4類。BI-RADS 4類病灶分為4a、4b和4c，具備任意1項(xiàng)惡性征象者為BI-RADS 4a類，2項(xiàng)者為BI-RADS 4b類，3項(xiàng)者為BI-RADS 4c類。BI-RADS 4b類及以上為惡性。

S-detect軟件自動(dòng)輸出良惡性判定報(bào)告。采用S-detect超聲和常規(guī)超聲進(jìn)行聯(lián)合診斷時(shí)，若二者分類結(jié)果不一致，則參照上述BI-RADS分類，S-detect診斷為良性而常規(guī)超聲診斷為惡性(BI-RADS 4b類及以上)時(shí)，判定為惡性；S-detect診斷為惡性、常規(guī)超聲診斷為良性時(shí)，如為BI-RADS 3類，則判定為良性，如BI-RADS 4a類，則判定為惡性。

以上檢查及診斷均由2名超聲醫(yī)師(2年及8年工作經(jīng)驗(yàn))共同協(xié)商完成。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以手術(shù)病理結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，分別計(jì)算常規(guī)超聲、S-detect技術(shù)和二者聯(lián)合鑒別診斷乳腺小病灶良惡性的敏感度、特異度和準(zhǔn)確率。采用MedCalc軟件繪制常規(guī)超聲、S-detect及二者聯(lián)合鑒別診斷乳腺腫瘤的ROC曲線，計(jì)算AUC，并以Z檢驗(yàn)比較不同檢查方法AUC的差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

于42例患者檢出54個(gè)乳腺病灶，其中良性病灶30個(gè)(30/54，55.56%)，包括纖維瘤16個(gè)，乳腺增生10個(gè)，肉芽腫性乳腺炎3個(gè)，導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤1個(gè)；惡性病灶24個(gè)(24/54，44.44%)，包括浸潤性導(dǎo)管癌19個(gè)，導(dǎo)管內(nèi)原位癌2個(gè)，浸潤性小葉癌、黏液腺癌、髓樣癌各1個(gè)。

與術(shù)后病理結(jié)果對照，常規(guī)超聲正確診斷46個(gè)病灶(BI-RADS 3類24個(gè)，4a類3個(gè)，4b類6個(gè)，4c類7個(gè)，5類6個(gè))，診斷準(zhǔn)確率85.19%(46/54)；S-detect正確診斷41個(gè)病灶(惡性15個(gè)，良性26個(gè))，診斷準(zhǔn)確率75.93%(41/54，圖1、2)；常規(guī)超聲聯(lián)合S-detect正確診斷51個(gè)病灶(惡性22個(gè)，良性29個(gè))，診斷準(zhǔn)確率94.44%(51/54，表1)。

ROC曲線結(jié)果顯示，常規(guī)超聲、S-detect及二者聯(lián)合診斷乳腺病灶良惡性的AUC分別為0.846、0.746和0.942(P均<0.05，圖3)。二者聯(lián)合鑒別診斷乳腺病灶良惡性的AUC大于單獨(dú)應(yīng)用常規(guī)超聲和S-detect技術(shù)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=1.998，P=0.046；Z=3.563，P<0.001)，而常規(guī)超聲與S-detect間AUC差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=1.688，P=0.092)。

表1 常規(guī)超聲、S-detect及二者聯(lián)合應(yīng)用鑒別診斷良惡性乳腺小病灶的效能

圖1 患者女，42歲，左側(cè)乳腺病灶聲像圖，S-detect診斷為良性，病理證實(shí)為纖維瘤 圖2 患者女，40歲，左側(cè)乳腺病灶聲像圖，S-detect診斷為惡性，病理證實(shí)為浸潤性導(dǎo)管癌

圖3 常規(guī)超聲、S-detect及二者聯(lián)合應(yīng)用鑒別診斷乳腺腫塊良惡性的ROC曲線

3 討論

超聲與人工智能結(jié)合是數(shù)字醫(yī)療領(lǐng)域研究新熱點(diǎn)之一。傳統(tǒng)超聲儀器受限于單機(jī)操作，無法滿足海量診斷數(shù)據(jù)互通共享；而人工智能超聲在深入了解超聲醫(yī)師核心需求的基礎(chǔ)上，通過自身學(xué)習(xí)、思考、推理、規(guī)劃等，有助于超聲醫(yī)師從所獲數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，提高檢測效率，減少人為誤判率，已逐漸成為超聲醫(yī)師的智腦和助手，具有廣闊的應(yīng)用前景[11-12]。

目前定性診斷乳腺小病灶、尤其是乳腺癌的早期診斷仍是臨床難點(diǎn)[3]，提高乳腺小病灶的診斷效能具有重要意義。S-detect技術(shù)采用人工智能深度學(xué)習(xí)技術(shù)自動(dòng)識別乳腺腫瘤的邊界、形態(tài)等特征，為腫塊BI-RADS分類提供參考。Gewefel[13]報(bào)道，S-detect技術(shù)鑒別診斷乳腺腫瘤良惡性的特異度可達(dá)100%，常規(guī)超聲為89.2%，S-detect技術(shù)的敏感度為61.9%，常規(guī)超聲則達(dá)到95.7%。有學(xué)者[4,14]對比觀察S-detect技術(shù)與常規(guī)超聲、彈性成像對乳腺良惡性腫塊的鑒別診斷效能，發(fā)現(xiàn)S-detect技術(shù)具有較高的特異度、陽性預(yù)測值及準(zhǔn)確率。姜海艷等[15]報(bào)道S-detect超聲鑒別診斷乳腺良惡性病灶的效能較高，其敏感度為100%，特異度為90.5%，準(zhǔn)確率為91.7%。雖然不同研究中S-detect技術(shù)診斷乳腺良惡性腫瘤的敏感度和特異度方面仍有一定差異，但均表明S-detect輔助超聲診斷可有效提高乳腺腫瘤的診斷準(zhǔn)確率，具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。

本研究以最大徑≤20 mm的乳腺小病灶為研究對象，采用ROC曲線評價(jià)S-detect技術(shù)的診斷效能，結(jié)果顯示，S-detect技術(shù)的AUC值低于二者聯(lián)合，而與常規(guī)超聲無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；其對乳腺結(jié)節(jié)的診斷準(zhǔn)確率低于常規(guī)超聲，敏感度僅62.50%，特異度為86.67%。本組S-detect的陽性似然比為4.69，陰性似然比為0.43，提示單獨(dú)應(yīng)用S-detect技術(shù)的診斷效能尚不理想。其中1個(gè)乳腺炎病灶聲像圖表現(xiàn)邊界不清，內(nèi)部回聲紊亂，S-detect誤診為惡性腫瘤，而常規(guī)超聲結(jié)合病史予以排除；另1個(gè)最大徑為7 mm的病灶，S-detect單獨(dú)診斷為良性結(jié)節(jié)，常規(guī)超聲表現(xiàn)為低回聲結(jié)節(jié)，邊界清晰，內(nèi)見微小鈣化，后方有聲影，按照BI-RADS分類判定為BI-RADS 4b類，參照二者聯(lián)合設(shè)定的診斷標(biāo)準(zhǔn)判斷為惡性結(jié)節(jié)，最終病理證實(shí)為浸潤性導(dǎo)管癌。本研究結(jié)果提示，對于鑒別診斷良惡性乳腺小病灶，單獨(dú)應(yīng)用S-detect技術(shù)只能作為一種補(bǔ)充手段。

本研究結(jié)果顯示，常規(guī)超聲與S-detect聯(lián)合應(yīng)用的AUC為0.942，大于單獨(dú)應(yīng)用S-detect及常規(guī)超聲，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；S-detect聯(lián)合常規(guī)超聲鑒別診斷乳腺小病灶良惡性的陽性似然比為27.50，陰性似然比為0.09，提示S-detect技術(shù)聯(lián)合常規(guī)超聲可提高乳腺小病灶良惡性的診斷效能。二者聯(lián)合應(yīng)用的優(yōu)勢與下列因素有關(guān)：首先，利用S-detect技術(shù)可對圖像進(jìn)行隨時(shí)反復(fù)閱讀，以彌補(bǔ)臨床經(jīng)驗(yàn)不足的缺點(diǎn)，降低操作者依賴性，減少主觀錯(cuò)誤[4-5]；其次，常規(guī)超聲通過多方位、多切面觀察，可詳細(xì)了解病灶內(nèi)部情況及與周邊組織的關(guān)系，提高對乳腺小腫塊良惡性的識別率；此外，常規(guī)超聲診斷過程中，還可通過詢問病史，緊密結(jié)合臨床，從而提高鑒別診斷能力[16-19]。

本研究的不足：樣本量較小，未納入非腫塊型病灶等，統(tǒng)計(jì)結(jié)果存在部分偏差；S-detect診斷結(jié)果與操作醫(yī)師的熟練程度以及儀器的分辨力有關(guān)，可能導(dǎo)致S-detect分析結(jié)果存在偏差。

綜上所述，S-detect是一種新型人工智能技術(shù)，用以輔助超聲診斷可進(jìn)一步提高對≤2 cm乳腺良惡性腫塊型病灶的診斷效能，減少主觀因素的影響，具有重要臨床應(yīng)用價(jià)值。