不同年資醫(yī)師應(yīng)用自動(dòng)乳腺超聲診斷系統(tǒng)結(jié)合CAD對(duì)乳腺惡性病灶的診斷價(jià)值

閆靜茹 楊珊靈 宋宏萍 周曉東

自動(dòng)乳腺超聲診斷系統(tǒng)（automated breast ultrasound system，ABUS）具有標(biāo)準(zhǔn)的診斷流程，能夠提供乳腺病灶的全面信息，儲(chǔ)存完整的圖像數(shù)據(jù)，其結(jié)合鉬靶檢查可大大提高乳腺癌診斷準(zhǔn)確率［1-3］，已逐步應(yīng)用于臨床乳腺癌篩查工作。但ABUS 也存在一些問(wèn)題：數(shù)據(jù)信息量大，閱片者后期讀片負(fù)擔(dān)重，閱片者經(jīng)驗(yàn)對(duì)診斷結(jié)果有影響等，在一定程度上限制了其在臨床中的廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)（computer-aided detection，CAD）通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助影像醫(yī)師進(jìn)行診斷，此方法在乳腺X 線中的應(yīng)用已基本成熟，而在乳腺超聲中的應(yīng)用目前仍處于初步研究階段。本研究通過(guò)比較不同年資醫(yī)師在獨(dú)立閱讀ABUS 圖像的基礎(chǔ)上結(jié)合CAD（ABUS-CAD）閱讀前后診斷乳腺惡性病灶的診斷效能，旨在探討ABUS-CAD的臨床價(jià)值。

資料與方法

一、研究對(duì)象

收集2016 年1 月至2017 年1 月在我院行ABUS 乳腺篩查或診斷的病例資料，明確診斷者均經(jīng)手術(shù)或穿刺活檢病理證實(shí)，余良性及陰性病例則隨訪≥1年后復(fù)查未見(jiàn)變化，其中陰性病例均為雙側(cè)乳腺均未見(jiàn)明確結(jié)節(jié)者。最終共納入1452 例患者，均為女性，年齡19～82歲，平均（43.7±18.8）歲。其中，共發(fā)現(xiàn)乳腺腫瘤患者944 例，共計(jì)977 個(gè)病灶；惡性270 例，共282 個(gè)病灶，其中浸潤(rùn)性乳腺癌223 個(gè)，導(dǎo)管原位癌58 個(gè)，惡性葉狀腫瘤1 個(gè)；良性674 例，共695 個(gè)病灶，其中320個(gè)經(jīng)病理診斷，包括纖維腺瘤115 個(gè)，導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀瘤45 個(gè)，炎癥37個(gè)，導(dǎo)管增生29個(gè)，腺病25個(gè)，囊腫16個(gè)，良性葉狀腫瘤6個(gè)，脂肪瘤2個(gè)，其他良性病變45個(gè)；其余375 個(gè)病灶在隨訪≥1 年后復(fù)查均未見(jiàn)變化；508 例陰性，雙乳檢查均未發(fā)現(xiàn)病灶。

二、儀器與方法

1.ABUS 與CAD：ABUS 檢查使用GE Invenia ABUS系統(tǒng)，C15-6XW 反向曲線TM超寬帶換能器。由技師操作，對(duì)受檢者乳房分別進(jìn)行外側(cè)位、正中位及內(nèi)側(cè)位掃查，必要時(shí)可加行上位或下位掃查，掃查結(jié)束后將圖像傳輸至工作站。CAD 工作站使用QView Medical公司研發(fā)的最新軟件系統(tǒng)，可對(duì)ABUS 采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，對(duì)可疑病灶進(jìn)行標(biāo)記，并可對(duì)每一個(gè)位置掃查的圖像進(jìn)行合成處理，最終顯示一張具有該側(cè)乳腺所有標(biāo)記結(jié)果的索引圖像。見(jiàn)圖1。

圖1 CAD處理后的索引圖像

2.研究方法：將入選病例的乳腺ABUS 圖像隨機(jī)分為A、B兩組，每組726例，隱去患者姓名信息，由6名超聲診斷醫(yī)師分別閱讀，每名醫(yī)師的每組病例順序均不相同，且事先均不知道最終病理結(jié)果。醫(yī)師1～3為低年資醫(yī)師，均具有1 年乳腺超聲診斷經(jīng)驗(yàn)；醫(yī)師4～6為高年資醫(yī)師，均具有3年以上乳腺超聲診斷經(jīng)驗(yàn)。

（1）閱片方式：①ABUS 單獨(dú)閱讀，指醫(yī)師不借助CAD，獨(dú)立閱讀ABUS原始圖像，給出診斷結(jié)果；②ABUSCAD 閱讀，醫(yī)師獨(dú)立閱讀ABUS 原始圖像后，再閱讀CAD診斷結(jié)果，結(jié)合兩者的讀片結(jié)果做出最終診斷。

（2）研究步驟分為2 個(gè)階段：①所有醫(yī)師采用ABUS 單獨(dú)閱讀的方法閱讀A 組病例，采用ABUSCAD 閱讀的方法閱讀B 組病例，在對(duì)每例病例進(jìn)行仔細(xì)閱讀后，將所有發(fā)現(xiàn)的病灶依據(jù)2013 版乳腺超聲影像報(bào)告與數(shù)據(jù)系統(tǒng)（BI-RADS）進(jìn)行分類并記錄，同時(shí)分別記錄每位醫(yī)師的讀片時(shí)間；②4 周之后打亂A、B 兩組內(nèi)的病例順序，所有醫(yī)師采用ABUS 單獨(dú)閱讀的方法閱讀B 組病例，采用ABUS-CAD 閱讀的方法閱讀A 組病例，并記錄BI-RADS 分類結(jié)果及閱讀時(shí)間。分別比較各醫(yī)師采用兩種閱片方式的診斷結(jié)果及閱讀時(shí)間。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié) 果

一、不同年資醫(yī)師結(jié)合CAD 閱讀前后乳腺良、惡性病灶的BI-RADS分類結(jié)果

各醫(yī)師在采用ABUS-CAD 閱讀模式后，其診斷BI-RADS 4 類以上的病例數(shù)，較ABUS 單獨(dú)閱讀時(shí)增加且低年資醫(yī)師的診斷結(jié)果變化更大。見(jiàn)表1。

二、不同年資醫(yī)師結(jié)合CAD前后的診斷效能比較

表1 不同年資醫(yī)師結(jié)合CAD前后對(duì)977個(gè)乳腺良、惡性病灶的BI-RADS分類結(jié)果 個(gè)

所有醫(yī)師采用ABUS單獨(dú)閱讀與ABUS-CAD 閱讀的診斷敏感性和AUC 比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；特異性均為60%。其中，低年資醫(yī)師采用ABUS 單獨(dú)閱讀與ABUS-CAD 閱讀的診斷敏感性和AUC比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），特異性分別為58%、57%，略有降低，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；高年資醫(yī)師采用ABUS單獨(dú)閱讀與ABUS-CAD 閱讀的診斷敏感性、特異性、AUC比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見(jiàn)表2。

三、不同年資醫(yī)師結(jié)合CAD前后閱讀時(shí)間比較

低年資、高年資及所有醫(yī)師分別采用ABUS單獨(dú)閱讀方式與ABUS-CAD閱讀方式閱讀每個(gè)容積圖像所用時(shí)間的平均值見(jiàn)表3和圖2。低年資、高年資及所有醫(yī)師采用ABUS單獨(dú)閱讀方式的平均閱讀時(shí)間均少于ABUSCAD閱讀模式，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。

表2 不同年資醫(yī)師結(jié)合CAD前后的診斷敏感性及特異性對(duì)比

表3 不同年資醫(yī)師結(jié)合CAD閱讀前后的平均閱讀時(shí)間比較

圖2 不同年資醫(yī)師及所有醫(yī)師采取ABUS 單獨(dú)閱讀與ABUS-CAD 閱讀的平均閱讀時(shí)間比較

討 論

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，CAD 在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸成為研究熱點(diǎn)，已涉及乳腺X線、CT、MRI、超聲等不同影像領(lǐng)域。Benedikt 等［4］研究表明，數(shù)字乳腺斷層攝影（DBT）聯(lián)合CAD 可縮短閱讀時(shí)間，與單獨(dú)使用DBT 比較，診斷敏感性及特異性均不變。Veltman 等［5］關(guān)于MRI-CAD 系統(tǒng)對(duì)不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師診斷乳腺病灶影響的研究，結(jié)果顯示，CAD 系統(tǒng)對(duì)于缺乏臨床經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師幫助更大，其敏感性及特異性均有所提高。Lehman 等［6］研究顯示，MRI-CAD 可提高不同經(jīng)驗(yàn)程度醫(yī)師診斷乳腺病灶的敏感性，且閱讀時(shí)間比較無(wú)明顯差異。既往的一系列研究均說(shuō)明CAD可提高影像學(xué)對(duì)于乳腺癌的檢出率，降低漏診率，為乳腺影像醫(yī)師提供幫助。

傳統(tǒng)手持超聲由于受操作者依賴性大、檢查切面隨意性強(qiáng)、圖像難以標(biāo)準(zhǔn)化、圖像質(zhì)量受儀器調(diào)節(jié)或操作者的習(xí)慣影響大等問(wèn)題，加大了超聲CAD 的建立難度，使其應(yīng)用前景受限。ABUS 是一款專為乳腺癌篩查研發(fā)的超聲儀器，受檢者對(duì)其具有很好的接受度［7］。ABUS不僅規(guī)范了超聲檢查的操作流程，較大程度避免了掃查過(guò)程中的人為干擾，還能完整采集并儲(chǔ)存乳腺的完整圖像信息，不但使其更適用于乳腺癌篩查，也增加了CAD 技術(shù)在超聲應(yīng)用的可行性。且既往研究［8］表明，ABUS 對(duì)于乳腺病灶的診斷敏感性、準(zhǔn)確率高于傳統(tǒng)手持超聲，而特異性無(wú)明顯差異。由于我國(guó)超聲醫(yī)師匱乏，超聲診斷采用的是單人診斷模式，即僅由一名醫(yī)師進(jìn)行操作并診斷，缺乏上級(jí)醫(yī)師檢診或第二名醫(yī)師的協(xié)助診斷［9］。而CAD 不僅可以作為“第二只眼睛”幫助超聲醫(yī)師診斷出異常的超聲圖像，還能在一定程度上提高超聲醫(yī)師對(duì)于乳腺惡性病灶的鑒別能力。

本研究采用了大樣本（1452 例乳腺病例），低年資和高年資共6 名醫(yī)師，采用ABUS 單獨(dú)閱讀和ABUSCAD 閱讀兩種方式進(jìn)行對(duì)比研究。發(fā)現(xiàn)對(duì)于不同年資的醫(yī)師，采用ABUS-CAD 閱讀方式對(duì)于乳腺病灶的診斷敏感性和AUC 均高于ABUS 單獨(dú)閱讀，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。說(shuō)明借助CAD 可有效提高醫(yī)師對(duì)于惡性病灶的檢測(cè)能力和診斷準(zhǔn)確率。低年資醫(yī)師的診斷敏感性和AUC 提升程度高于高年資醫(yī)師，說(shuō)明CAD 對(duì)于經(jīng)驗(yàn)缺乏者的幫助更大。本研究結(jié)果顯示，結(jié)合CAD 診斷后，低年資醫(yī)師的診斷敏感性（94%）、AUC（0.89）超過(guò)醫(yī)師平均診斷水平（90%、0.88），接近高年資醫(yī)師診斷水平（93%、0.91）。而對(duì)于高年資醫(yī)師，由于其診斷經(jīng)驗(yàn)豐富，借助CAD 后，雖然診斷敏感性和AUC 均有所提高（93%、0.91 vs. 94%、0.92），但差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明結(jié)合CAD 對(duì)高年資醫(yī)師幫助不明顯，與van Zelst 等［10-11］研究結(jié)果一致。此外，低年資醫(yī)師的診斷特異性略有下降，而高年資醫(yī)師的診斷特異性無(wú)明顯變化，但差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明CAD 雖然可以幫助年輕醫(yī)師降低對(duì)陽(yáng)性病灶的漏診率，但也在一定程度上增加了假陽(yáng)性率。

本研究中，使用CAD 讀片后，無(wú)論在低年資醫(yī)師還是高年資醫(yī)師，平均閱讀時(shí)間均有所延長(zhǎng)，且低年資醫(yī)師延長(zhǎng)的閱讀時(shí)間更多，這是因?yàn)锳BUS-CAD 閱讀方法相當(dāng)于將CAD 替代第二名影像醫(yī)師的雙讀片模式，醫(yī)師需要自己先獨(dú)立完整閱讀ABUS 圖像，然后再結(jié)合CAD 提示結(jié)果，給出最終診斷結(jié)果，這樣在提高準(zhǔn)確率的同時(shí)，增加了醫(yī)師的診斷時(shí)間。所有醫(yī)師的閱讀時(shí)間均較單獨(dú)閱讀的時(shí)間延長(zhǎng)了20%左右。因此推薦在工作量不大的情況下，為了追求更高的準(zhǔn)確率，醫(yī)師可以選擇ABUS-CAD 閱讀方式，尤其是對(duì)于低年資醫(yī)師，雖然診斷時(shí)間延長(zhǎng)，但可以有效提高低年資醫(yī)師的診斷水平。

本研究具有一定的局限性。首先，本研究為回顧性單中心的研究，可能會(huì)存在一定的偏倚誤差，故仍需多中心大樣本量的研究驗(yàn)證；其次，未討論使用CAD前后的假陽(yáng)性率變化，既往研究［5-6］中均顯示使用CAD 后會(huì)在不同程度上增加假陽(yáng)性率；最后，參與研究的6 名醫(yī)師對(duì)于ABUS 及CAD 的培訓(xùn)學(xué)習(xí)時(shí)間長(zhǎng)短不一，也會(huì)在一定程度上影響閱讀結(jié)果或閱片時(shí)間。

綜上所述，雖然使用CAD 后的平均閱讀時(shí)間有所延長(zhǎng)，但在可接受范圍內(nèi)，借助ABUS-CAD 的閱讀模式能大大提高超聲醫(yī)師診斷乳腺惡性病灶的準(zhǔn)確率和敏感性，且對(duì)于低年資醫(yī)師幫助更大。