乳腺超声检查(US)作为一种重要的乳腺癌筛查与诊断工具,尤其对年轻女性及乳腺致密者极具价值。其优势在于患者耐受性好,且无需电离辐射或静脉注射造影剂。然而,传统超声检查面临的一大挑战是其特异性相对偏低。数据显示,在美国,超声筛查引导下的活检中,仅有9%至11%最终证实为恶性,这不仅增加了医疗开支,也给患者带来了不必要的焦虑和心理负担。因此,开发更有效的非侵入性方法来提升超声诊断的特异性显得尤为迫切。
人工智能(AI)在乳腺超声中的应用探索
近年来,多款基于深度学习算法的商用人工智能(AI)系统应运而生,它们通过分析海量的超声图像数据来辅助评估乳腺病变。有研究报道指出,能够分析乳腺肿块形态特征并进行良恶性二分类的AI系统,有助于提升放射科医生的诊断表现,特别是在提高特异性方面。在此模式下,AI扮演着决策支持的角色,辅助医生做出最终诊断。
然而,当医生的乳腺影像报告和数据系统(BI-RADS)分类与AI系统的判读结果出现分歧时,应如何抉择,目前尚未形成统一共识。此外,AI在两个互相垂直的扫查平面(如径向和反径向)上对同一病灶的分类结果也可能不一致,尤其是在低度可疑病变中更为常见。
整合AI、BI-RADS与年龄:减少不必要活检的新策略
为了减少不必要的乳腺活检,已有研究尝试将AI与BI-RADS分类相结合。这些研究发现,AI或许能帮助将部分BI-RADS 4a类(低度可疑恶性)病变降级处理,从而避免良性活检。但既往研究存在样本量偏小、可能牺牲敏感性(漏诊率)或缺乏外部数据验证等局限。同时,年龄作为乳腺影像诊断中的重要风险因素,并未被充分纳入考量。
近期,《European Radiology》发表的一项研究旨在解决这些问题。研究人员开发并验证了一种新的整合策略,该策略不仅考虑了AI的分类结果和医生的BI-RADS评估,还纳入了患者年龄这一关键因素。
一项发表于European Radiology的新研究,旨在开发并测试整合人工智能(AI)的策略,以提高乳腺超声筛查(US)的特异性,减少良性活检。
研究方法与关键发现
这项回顾性研究纳入了在两家医院接受乳腺超声筛查,并被诊断为BI-RADS 3至5类肿块的无症状女性。研究人员利用建模队列(393名女性,101例恶性)的数据,通过逻辑回归分析制定了整合AI的避免活检策略:
- 对于所有女性,若AI在两个扫查平面上均判断为“良性”,则可将BI-RADS 4a类肿块降级为BI-RADS 3类(建议随访观察而非立即活检)。
- 对于年龄≤45岁的女性,若AI在一个平面判断为“良性”,另一个平面判断为“恶性”,同样可将BI-RADS 4a类肿块降级。
随后,研究人员在一个独立的外部验证队列(166名女性,31例恶性)中测试了该策略的有效性。
结果显示,在外部验证队列中,该整合策略:
- 显著提高了特异性:从放射科医生原始评估的53.3%提升至80.7% (P < 0.001)。这意味着假阳性率大幅降低。
- 保持了非劣效的敏感性:敏感性维持在100%,未出现漏诊。
- 有效减少了不必要的活检:根据该策略,原本被建议进行活检的BI-RADS 4a类良性病变中,有高达61.7%可以避免活检。
表:不同BI-RADS评估类别下,放射科医生原始读数与AI在两个正交平面分类对应的恶性肿瘤率
结论与启示
这项研究有力证明,通过整合人工智能(AI)在两个正交平面的病灶分类结果、患者年龄以及放射科医生的BI-RADS评估,可以在不牺牲乳腺癌检出敏感性的前提下,显著提高乳腺超声筛查的特异性,从而大幅减少良性病变的活检数量。这一策略有望优化当前的乳腺癌筛查流程,减轻患者负担。
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