乳腺篩查網(wǎng)絡(luò)測評平臺（BREAST）在提高放射科醫(yī)師診斷能力中的應(yīng)用進展

孫詩昀 ，肖 勤，Tong Li，王思敏，黃 琰，顧雅佳

1.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放射診斷科，復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系，上海 200032；

2.上海市影像醫(yī)學(xué)研究所，上海 200032；

3.悉尼大學(xué)醫(yī)學(xué)與健康學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，澳大利亞 悉尼 2066

作為威脅全球女性生命健康的首要惡性腫瘤，乳腺癌的發(fā)病率逐年增高［1］。近年來，在發(fā)達國家中，隨著乳腺癌篩查項目的實施和普及，其死亡率呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢［1-2］。多項研究［3-4］已證實，乳腺X線攝影檢查作為乳腺癌早期篩查的重要手段之一，可有效地提高乳腺癌的檢出率，進而降低死亡率。乳腺癌的早期發(fā)現(xiàn)很大程度上取決于放射科醫(yī)師對于乳腺X線攝影圖像的準(zhǔn)確判斷。因此，著力提高放射科醫(yī)師的診斷能力顯得尤為重要。

乳腺篩查網(wǎng)絡(luò)測評平臺（BreastScreen Reader Assessment Strategy，BREAST）是一種乳腺影像研究和培訓(xùn)工具［5］，旨在通過實時在線評估和反饋，提高放射科醫(yī)師的診斷能力和水平。本文主要對該平臺在提高放射科醫(yī)師診斷能力中的應(yīng)用進行綜述。

1 影響乳腺癌篩查準(zhǔn)確度的因素

乳腺X線攝影檢查已被證實是乳腺癌篩查的有效工具，可以有效地提高乳腺癌的檢出率，降低死亡率［3-4］。然而，研究［6-7］顯示，在篩查時5%～30%的乳腺癌會被遺漏（即假陰性），而診斷錯誤率可能高達50%。Brem等［8］及Gandomkar等［9］的研究顯示，導(dǎo)致診斷錯誤的原因60%～63%來源于認(rèn)知偏差，即對于乳腺X線攝影的正常表現(xiàn)認(rèn)識不足，又無法準(zhǔn)確識別其異常表現(xiàn)，從而導(dǎo)致了假陰性、假陽性或過度診斷。假陰性會延誤癌癥的早期發(fā)現(xiàn)和治療，假陽性則會引起患者焦慮并導(dǎo)致額外檢查費用的產(chǎn)生，過度診斷可能導(dǎo)致過度治療。因此，提高乳腺篩查的準(zhǔn)確度顯得尤為重要。

然而，不同國家的放射診斷科醫(yī)師對于乳腺X線攝影的篩查準(zhǔn)確度各不相同，發(fā)展中國家普遍低于50%而發(fā)達國家在80%以上［10-11］。研究［12-14］顯示，差異主要來源于以下3種原因：① 患者群體差異，例如不同地區(qū)的患者乳腺密度不同。致密的乳腺組織很可能掩蓋微鈣化、結(jié)構(gòu)扭曲等有助于診斷的影像學(xué)表現(xiàn)，從而導(dǎo)致乳腺癌的檢出率和診斷靈敏度下降［15-16］；② 診斷醫(yī)師差異，例如工作年限、乳腺X線攝影片的閱片年數(shù)、每周的閱片時間、閱片量、是否接受過乳腺X線攝影培訓(xùn)、是否參與乳腺篩查工作等；③ 技術(shù)和環(huán)境差異，例如乳腺X線攝影片的質(zhì)量、診斷環(huán)境、閱片設(shè)備等。其中，來自診斷醫(yī)師的差異是影響篩查準(zhǔn)確度的主要因素［17-18］。研究［19-20］顯示，放射科醫(yī)師的診斷能力主要與工作年限、閱片年數(shù)、閱片量，以及是否參與乳腺篩查工作、接受過乳腺X線攝影培訓(xùn)有關(guān)。例如，一項回顧性研究［21］顯示，在初次篩查時一些乳腺癌患者就已經(jīng)表現(xiàn)出某些細微并可疑的影像學(xué)表現(xiàn)，但由于這些影像學(xué)表現(xiàn)不典型，很容易被經(jīng)驗不足的醫(yī)師所忽視，從而導(dǎo)致了假陰性診斷，耽誤了疾病的早期發(fā)現(xiàn)和治療。

為了減少乳腺篩查過程中假陽性和假陰性產(chǎn)生，許多國家的乳腺癌篩查質(zhì)量保證計劃要求定期進行臨床審核和反饋［22-23］，但這種反饋往往需要2年的臨床數(shù)據(jù)才能提供較為準(zhǔn)確的信息。因此，近年來越來越多的國家鼓勵放射診斷科醫(yī)師進行繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育來評估并提高自身的診斷能力［23］。目前，澳大利亞和英國已經(jīng)成功搭建了乳腺X線攝影的教育培訓(xùn)平臺（BREAST［24］和PERsonal performance［25］），這些平臺通過組建測試集來進行技能訓(xùn)練和評估，并可及時提供分析和反饋，幫助測試者提升診斷能力。

2 BREAST平臺介紹

2011年，悉尼大學(xué)的一項研究［26］表明，在乳腺癌篩查中約44%的乳腺病變會被遺漏，并且診斷醫(yī)師的靈敏度普遍低于70%［27］。有鑒于此，悉尼大學(xué)和新南威爾士癌癥研究所的資深放射科診斷醫(yī)師們開發(fā)并建立了BREAST［5］。該平臺擁有豐富的病例測試集，并借助在線應(yīng)用程序Breast Score為放射診斷科醫(yī)師提供實時、個性化的分析和反饋，幫助放射診斷科醫(yī)師提高診斷能力。在過去7年里，BREAST一直被當(dāng)作澳大利亞乳腺癌篩查項目的官方質(zhì)量培訓(xùn)工具，并吸引了超過80%的醫(yī)師參與，被譽提高乳腺癌篩查能力的最佳工具［5］。

2011—2017年，該平臺共發(fā)布了7套乳腺X線攝影測試集，每套測試集包含了60個案例（40例正常乳腺和20例乳腺癌）。每套測試集的X線圖像均來自于澳大利亞乳腺癌篩查圖像數(shù)據(jù)庫，包括雙側(cè)頭尾位和內(nèi)外側(cè)斜位片。所有陽性病例均由活檢證實，陰性病例由2名放射科醫(yī)師報告并隨訪2年仍為陰性來確定。BREAST平臺盡可能平衡了乳腺密度、病灶類型、位置、大小等因素對診斷帶來的影響。在所有測試集中，高密度乳腺和低密度乳腺分別占55%和45%；大病灶（＞10 mm）和小病灶（＜10 mm）分別占54%和49%；病灶位于左側(cè)者占51%，右側(cè)者占52%。病灶類型包括毛刺狀腫塊（39%）、鈣化（20%）、多發(fā)腫塊（13%）、不對稱（17%）、結(jié)構(gòu)扭曲（7%）以及混合型（11%）。

在測試之前，所有參與的放射科醫(yī)師都需要接受一項關(guān)于年齡、工作時間、工作經(jīng)驗等個人信息的簡短調(diào)查。在測試過程中，受試者可以自由使用平移、縮放等后處理工具，并根據(jù)乳腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)（Breast Imaging Reporting and Data System，BI-RADS）對可疑病灶進行分類和勾畫。測試結(jié)束后，系統(tǒng)會立即顯示每例患者陽性病灶的位置、數(shù)量以及適合的BI-RADS分類，并根據(jù)受試者的表現(xiàn)提供包括靈敏度、特異度、受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線的曲線下面積等評估指標(biāo)。

3 BREAST平臺的應(yīng)用情況

從2011年成立至今，BREAST平臺已在10余個發(fā)達國家和發(fā)展中國家得到了應(yīng)用和推廣，范圍涵蓋南亞、東南亞、大洋洲、北美洲和歐洲，并與哈佛醫(yī)學(xué)院、復(fù)旦大學(xué)、越南國家癌癥中心、新加坡國立大學(xué)、約旦科技大學(xué)、德黑蘭醫(yī)科大學(xué)等10余個國際研究機構(gòu)建立了合作伙伴關(guān)系［20，23，28-30］。多項研究［31］顯示，由BREAST提供的乳腺X線攝影測試集與臨床審核之間擁有良好的相關(guān)性，并且定期參加BREAST測試可以使放射科醫(yī)師的診斷靈敏度和準(zhǔn)確度提高6%～34%［23-24，29，32］，這表明BREAST是評估和提高放射科醫(yī)師診斷能力的有效工具。

在發(fā)達國家中，澳大利亞是最先開發(fā)并使用BREAST的國家。Suleiman等［24］的研究顯示，14名澳大利亞放射科醫(yī)師在連續(xù)3年參與了BREAST測試后，診斷能力平均提高了34%，并且達到了繼續(xù)教育的目的。Trieu等［23］的研究進一步證實了這一點。50名放射科醫(yī)師中約83%的醫(yī)師表示在第1次完成BREAST測試后診斷能力得到了提升，并且隨著測試次數(shù)的增加，診斷病灶的靈敏度也隨之提高。與第1次測試相比，第2、3次測試的診斷靈敏度增加了20%～31%。第3次測試結(jié)束后，幾乎所有人都獲得了更高的JAFROC分?jǐn)?shù)。這表明由實踐和反饋系統(tǒng)組成的BREAST測試集可以有效地提高澳大利亞放射科醫(yī)師的乳腺癌篩查能力。

Li等［19］比較了澳大利亞和中國香港及廣東省地區(qū)的年輕放射科醫(yī)師在診斷致密型乳腺患者中的診斷表現(xiàn)，結(jié)果顯示澳大利亞醫(yī)師擁有更高的診斷靈敏度和JAFROC分?jǐn)?shù)（分別高出39%和40%），并且在病灶定位方面擁有更出色的表現(xiàn)。此外，許多研究［33］指出放射科醫(yī)師的診斷能力會隨著工作經(jīng)驗和年限的增加而有所提高。但Li等［19］的研究顯示工作經(jīng)驗和診斷靈敏度無關(guān)（P＞0.05），而參與教育培訓(xùn)后則可明顯提高診斷靈敏度（P＜0.05）。Li等［19］認(rèn)為澳大利亞醫(yī)師接受了專門的乳腺X線攝影診斷培訓(xùn)計劃（如BREAST），并且擁有較多乳腺癌篩查的經(jīng)驗，因此更擅長于發(fā)現(xiàn)無癥狀女性中的微小腫瘤［14］。相比之下，在中國仍然沒有乳腺癌篩查計劃和專業(yè)的乳腺X線攝影教育培訓(xùn)平臺，缺乏完善的學(xué)習(xí)和反饋機制，因而診斷能力也相對較低。這與亞洲其他發(fā)展中國家的現(xiàn)狀相似，Jackson等［10］的研究顯示，越南放射科醫(yī)師的乳腺癌篩查率遠低于澳大利亞和新加坡（47%vs74%和80%）。更重要的是，研究［11］發(fā)現(xiàn)，越南醫(yī)師對于毛刺或星芒狀腫塊的檢出率低于鈣化、多發(fā)腫塊和不對稱致密。在使用了BREAST測試集進行訓(xùn)練后，越南放射科醫(yī)師在診斷靈敏度和毛刺或星芒狀腫塊檢出率方面的得分提高了6%～30%［29］。另一項研究［30］也顯示，接受了BREAST培訓(xùn)的放射科醫(yī)師比沒有接受過培訓(xùn)的醫(yī)師擁有更低的假陽性率。此外，Rawashdeh等［20］的研究指出，放射科醫(yī)師的診斷能力與他們的閱片量呈正相關(guān)。BREAST可以為放射科醫(yī)師提供大量優(yōu)質(zhì)的X線片進行訓(xùn)練，這有助于提高醫(yī)師在乳腺癌篩查中的靈敏度和準(zhǔn)確度。

4 優(yōu)勢、不足和展望

BREAST作為一種可以提供即時在線反饋的乳腺X線攝影教育培訓(xùn)工具，在許多方面都發(fā)揮著重要作用。① 個人：在乳腺癌篩查的臨床實踐中，陰性患者的數(shù)量遠遠高于陽性患者。對于年輕醫(yī)師來說，短時間內(nèi)無法接觸和學(xué)習(xí)到更多癌癥案例，想要快速提高診斷能力非常困難。BREAST擁有大量乳腺X線攝影和斷層融合圖像，涵蓋了多種類型的乳腺病灶，可以為年輕醫(yī)師提供典型患者集進行學(xué)習(xí)。此外，BREAST還可以為測試者提供實時在線反饋，通過比較正確和錯誤之處，測試者可以對自身進行評估，了解自己的弱勢并進行針對性學(xué)習(xí)。② 科室：借助BREAST的分析和反饋功能，科室領(lǐng)導(dǎo)者可以及時獲知每名醫(yī)師的診斷能力和表現(xiàn)，從而制訂培訓(xùn)計劃來提高醫(yī)師們的診斷水平。③ 國家：BREAST可以協(xié)助臨床審核來進行乳腺癌篩查計劃的質(zhì)量保障和反饋，并且可以作為畢業(yè)后繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育平臺，為經(jīng)驗較少的年輕醫(yī)師和專門從事乳腺癌篩查的醫(yī)師提供交互式學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。

盡管BREAST擁有諸多益處，但也存在一些有待改進的地方。例如，測試集中包含的癌癥患者的比例很高，并不能完全反映真實的篩查環(huán)境，因此對于診斷特異度的提高效果不明顯［23，29］。其次，BREAST測試集的難度水平無法完全標(biāo)準(zhǔn)化。在實際篩查環(huán)境中，不同影像學(xué)表現(xiàn)的乳腺癌發(fā)生比例各不相同。例如，表現(xiàn)為毛刺或星芒狀腫塊的患者發(fā)生概率遠高于結(jié)構(gòu)扭曲和不對稱［32］。此外，不同類型的乳腺癌以及不同密度的乳腺組織對于診斷的難度也均不相同。例如，大部分醫(yī)師對于結(jié)構(gòu)扭曲的誤診率較高，對致密型乳腺的漏診率也相對較高［15，34］。因此，為了盡可能統(tǒng)一測試集的難度，需要更多資深的放射科醫(yī)師參與患者選擇，并且準(zhǔn)確估計每例患者的難度指標(biāo)。

總而言之，BREAST是一個可以為放射診斷科醫(yī)師提供自我評估和提升能力的學(xué)習(xí)工具。在未來，開發(fā)者們將逐步擴大BREAST測試集并加入最新的成像技術(shù)，同時融入病理學(xué)、組織學(xué)、腫瘤學(xué)等內(nèi)容，竭力將BREAST建立成為一個多專業(yè)的綜合培訓(xùn)平臺［29］。