前 言
众所周知,使用乳腺X线摄影筛查可以降低乳腺癌死亡率。尽管做出了种种努力,但在两次筛查之间,仍有一定数量的间期癌(ICs)存在。且这种间隔期癌(ICs)的预后往往比筛查发现的癌症差。研究表明,乳房致密的女性患乳腺癌的风险更高,IC的发病率也随着乳腺密度(BD)的增加而增加。目前已将其与其他经典风险因素(如年龄、种族、乳腺癌家族史和乳腺活检史)整合到现有的几种乳腺癌预测模型中。其他研究表明,癌前乳腺X线摄影包含乳腺癌以外的独特成像信息,可通过深度学习网络识别,用于乳腺癌风险评估。
能否通过在一个基于神经网络(NN)的风险模型中结合AI乳腺癌检测系统和BD的评估,可以进一步改进IC的短期风险预测?荷兰学者进行了研究并建立了这样的模型,该模型将BD评估与AI评估系统相结合,预测筛查乳腺X摄影阴性的女性发生间期癌的风险,研究成果发表在近期的《Radiology》。
主要内容
方法:这项回顾性病例对照研究通过筛查检查进行,包括发生IC的女性和随访结果正常的女性(2011年1月至2015年1月)。AI癌症检测系统分析了所有病例,得分定为1-10,表示恶性肿瘤的可能性(分数越大可能性越高)。BD是使用公开软件自动计算的。将AI评分和BD相结合,通过10倍交叉验证,训练神经网络(neural network,NN)模型。Bootstrap分析用于计算AI、BD和NN模型的受试者工作特征曲线(AUC)下面积、90%特异性下的敏感性和95%CI。
图1 研究流程图
结果:
1.共包括2222名患有IC的女性和4661名对照组女性(平均年龄61岁;年龄范围49-76岁)。(图1)
2.NN模型的AUC为0.79(95%可信区间:0.77,0.81),高于AI癌症检测系统或BD单独的AUC(AUC分别为0.73[95%可信区间:0.71,0.76]和0.69[95%可信区间:0.67,0.71];两者均p<0.001)。(图2)
3.在90%特异性下,NN模型预测IC的敏感性为50.9%(666名女性中有339名;95%CI:45.2,56.3),高于AI系统(37.5%;666名女性中有250名;95%CI:33.0,43.7;P<.001)或单独预测BD百分比(22.4%;666名女性中有149名;95%CI:17.9,28.5;P<.001)。(表)
表1 患者样本的特征表
表2 AI、BD及风险模型的AUC
图2 AUC曲线显示了风险模型、人工智能(AI)和乳腺密度(BD)在检测间期癌方面的性能
图3 AUC曲线显示了风险模型在检测浸润性或导管原位癌(DCIS)间期癌方面的性能。对于风险模型,没有证据表明浸润性癌和导管原位癌的检测结果存在差异(P=0.26)。
图4 筛查后12个月、12-24个月和24-36个月诊断的间隔期癌症预测风险模型的AUC曲线。风险模型在预测筛查后12个月内发生间隔期癌症的女性方面表现最好。
结论:通过对人工智能检测系统和乳腺密度测量的综合评估,与单独使用任何一种方法相比,可以预测更大比例的女性患间期症。