Logistic 回归及ROC 曲线综合评价超声造影对乳腺癌的诊断价值

1、乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,工业化国家女性乳腺癌的发病率是发展中国家的5倍1。随着我国工业化进程的加快,人们生活方式的转变以及口服避孕药吸烟等危险因素的增加,我国女性乳腺癌的发病率呈明显上升的趋势。杨玲等2通过对卫生部上报WHO的中国女性乳腺癌死亡数据进行时间趋势分析,估测2000-2005年,中国女性乳腺癌发病人数将增长38.5%,死亡人数将增长37.1%。早发现、早诊断、早治疗是乳腺癌防治的关键所在。超声造影技术为当前超声医学领域研究热点之一,本研究应用Logistic回归模型及受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC

2、 curve对超声造影多项指标进行综合分析,旨在探讨超声造影综合指标对乳腺癌的诊断价值。1对象与方法1.1研究对象2005-2008年92例因乳腺肿块来我院就诊患者,均为女性,年龄(46.95±12.04岁。所有患者均经术后组织病理学证实,其中浸润性导管癌66例,黏液癌3例,导管内癌2例,纤维瘤12例,增生结节5例,导管内乳头状瘤2例,肉芽肿性小叶性乳腺炎1例,叶状瘤1例。1.2超声造影检查采用GE logiq9彩色多普勒超声仪,变频线阵探头,频率为4.57.5MHz,应用反向脉冲谐波显像技术,仪器条件包括深度、增益、TGC等在造影过程中保持不变。造影剂采用意大利Bracco公司生产

3、的声诺维(SonoVue,造影微泡为磷脂微囊的六氟化硫,微泡直径平均2.5m,使用前用生理盐水5mL,振荡摇匀,配制成微泡悬浊液(浓度Logistic回归及ROC曲线综合评价超声造影对乳腺癌的诊断价值沈嫱宋光辉张建兴林勇党欢摘要目的:应用Logistic回归模型及受试者工作特征曲线(ROC曲线探讨超声造影综合指标在乳腺癌诊断中的应用价值。方法:92例乳腺肿块患者术前行超声造影检查,通过Logistic逐步回归分析,对超声造影诊断乳腺癌的多项指标进行筛选,建立乳腺癌诊断的统计模型即回归方程,并应用ROC曲线评价回归方程的诊断效能和最佳诊断分界值。结果:超声造影时间-强度曲线上升支斜率和乳腺肿块内

4、血流形态联合诊断乳腺癌的ROC 曲线下面积(AUC高于上升支斜率及血流形态单一指标的AUC(P<0.05;联合上升支斜率、血流形态的回归方程P=1/1+e-(-3.637+0.856X+3.153A1+3.572A2对乳腺癌的临床诊断界值为0.659,其相应的灵敏度、特异性、正确性分别为95.8%、84.2%、91.3%。结论:联合上升支斜率、血流形态的回归方程有助于提高超声造影对乳腺癌的诊断效能,优于单一指标的检测。关键词乳腺肿瘤;Logistic模型;ROC曲线;超声检查;造影剂Comprehensive evaluation of the diagnostic value of c

5、ontrast-enhanced sonography for breast cancer by ROC curve and logistic regression SHEN Qiang,SONG Guang-hui,ZHANG Jian-xing,LIN Yong,DANG Huan.Department of Ultrasonography,Second Affiliated Hospital,Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine,Guangzhou 510120,China【Key words】Breast cancer

6、;Logistic regression;ROC curve;Sonography;Contrast media基金项目:广东省医学科研基金资助项目(编号:A2006246。作者单位:510120广州中医药大学附属第二医院超声科5mg/mL。造影前先在二维超声下观察病灶,记录位置、大小、数目及回声特征,并用彩色多普勒显示其血流分布特征,然后选择病灶最佳切面,对于多病灶患者,以病灶显示完全,受呼吸运动影响较小者作为观察对象。切入造影状态,经肘静脉团注造影剂2.4mL,随后注入5mL生理盐水,同时启动仪器进入造影状态,记录造影全过程并存盘。动态回放观察造影的全过程,使用时间-强度曲线软件,采用盲法

7、分别由两名经验丰富的超声医生分析图像,如果判定结果不一致,则另由一名高年资医生参与阅片,经论证使最终结果达成一致。观察内容包括始增强度、峰值强度、始增时间、达峰时间、平台持续时间、上升支斜率、增强强度指数(峰值强度-始增强度始增强度、造影增强后肿块内血流形态。2结果2.1乳腺癌和乳腺良性肿块之间超声造影指标比较乳腺癌和乳腺良性肿块内血流形态比较差异有显著性(2=35.31,P<0.01,表1。乳腺癌超声造影时间-强度曲线参数峰值强度、增强强度指数、上升支斜率均高于乳腺良性肿块(均P<0.01。乳腺癌组与乳腺良性肿块之间始增时间、达峰时间、平台持续时间无统计学差异(P>0.05

8、,见表2。2.2超声造影指标Logistic回归分析结果根据以上统计结果,剔除乳腺癌和乳腺良性肿块间无统计学差异的指标变量,以肿块内血流形态类型、峰值强度、上升支斜率、增强强度指数为协变量(其中处理时将血流形态类型这一多分类无序变量转化成哑变量,以点状、短线型为参照组,以A1表示穿入型,A2表示不规则型,以病理诊断结果为应变量,用向后删除法作二项分类Logistic回归分析。根据协变量P值,逐步删除增强强度指数(P=0.985、峰值强度(P=0.851,再对余下的协变量进行Logistic回归分析,结果见表3。行Spearman相关分析显示,上升支斜率与血流形态无相关性(r s=0.174,P

9、>0.05,上升支斜率用变量X 表示,得出乳腺癌的概率预报模型:P=1/1+e-(-3.637+ 0.856X+3.153A1+3.572A2,并在SPSS工作表中产生各个体预测值的另一组新变量Pre-1。对上述Logistic回归模型行似然比检验,差异具有统计学意义(2=42.18,P<0.01, Hosmer and Lemeshow Test统计量的P值大于0.05,接受观测数据和预测数据之间差异无显著性的假设,即认为模型对数据的拟合度较好。2.3应用ROC曲线评价回归模型对乳腺癌的预报能力分别以新变量Pre-1、乳腺肿块内血流形态、时间-强度曲线上升支斜率为检验变量,以病理

10、诊断结果为金标准,作R0C曲线分析,得出各检验变量的曲线下面积(area under the curve,AUC(图1,表4。根据Hanley等3研究的方法比较AUC,结果显示新变量Pre-1的AUC高于血流形态的AUC(Z=2.03,P< 0.05和上升支斜率的AUC(Z=2.06,P<0.05。2.4确定诊断点分析新变量Pre-1的ROC曲线不同截断点的敏感度、特异度,选择Youden指数最大的截断点对应的界值作为乳腺癌的诊断标准4,得出新变量Pre-1诊断点为0.659(表5。3讨论继B型超声和多普勒超声之后,超声造影被称为超声影像技术的又一次革命,随着超声造影剂与造影技术迅

11、速发展,超声造影的临床应用研究日渐深入。其中,超声造影技术在乳腺癌诊断方面的研究已成为当前研究热点。但目前国内外相关研究尚局限于超声表3超声造影指标Logistic回归分析结果协变量A1A2X常量回归系数3.1533.5720.856-3.637标准误0.8140.9780.3101.161Wald2值15.01113.3557.6409.807OR值23.41835.6022.3540.026P值0.0000.0000.0060.002表1乳腺癌和乳腺良性肿块内血流形态比较乳腺癌乳腺良性肿块不规则型262穿入型405点状或短线型514合计7121例表2乳腺癌和乳腺良性肿块之间时间-强度曲线定

12、量参数分析结果组别乳腺癌乳腺良性肿块P值峰值强度(dB-52.27±4.36-55.41±4.40<0.01始增时间(s11.57±3.1411.26±3.48>0.05达峰时间(s16.56±3.7717.73±4.67>0.05平台持续时间(s5.13±1.954.82±2.34>0.05上升支斜率3.84±1.592.35±1.24<0.01增强强度指数0.25±0.060.18±0.08<0.01x±s过对新变量Pre-1

13、的ROC曲线不同截断点的敏感度、特异度的比较,本研究进一步求出Logistic回归方程诊断乳腺癌的界值为0.659,其诊断乳腺癌的敏感度为95.8%,特异性为84.2%,正确性为91.3%。由此建立的统计模型可以对个体进行科学的预测,比如某乳腺肿块患者经超声造影检查,求得肿块内血流形态为穿入型(A1,时间-强度曲线上升支斜率X=3.62,将A1、X代入回归方程,求得P值为0.932,大于诊断界值0.659,可以初步诊断为乳腺癌。综上所述,通过建立Logistic回归方程,整合超声造影多指标用于乳腺癌的诊断,有助于克服判断的主观性,提高诊断的准确性,为医务工作者做出科学正确的诊断提供参考。4参考

14、文献Blask D E,Brainard G C,Dauchy R T,et al.Decreased melatonin production linked to light exposureJ.Cancer Res,2005,65(23: 11174-11184.杨玲,李连弟,陈育德,等.中国乳腺癌发病死亡趋势的估计与预测J.中华肿瘤杂志,2006,28(6:438-440.Hanley J A,McNeil B J.A method of comparing the areas under receiver operating characteristic curves derived

15、from the same cases J.Radiology,1983,(148:839-843.陈卫中,倪宗瓒,潘晓平,等.用ROC曲线确定最佳临界点和可疑值范围J.现代预防医学,2005,32(7:729-731.(收稿:2008-12-31编辑:宋妮妮图1新变量Pre-1、血流形态、上升支斜率诊断乳腺癌的ROC 曲线造影各单一指标对乳腺癌诊断价值的评估,对于综合多变量指标的联合诊断指标在乳腺癌的诊断意义尚未见报道。Logistic回归模型考虑了多种因素对疾病状态的影响,使其尽可能地接近总体的实际情况再进行评价。本研究通过Logistic回归分析对超声造影多项指标进行逐步筛选,最后确认联

16、合上升支斜率、血流形态哑变量指标来综合判断乳腺癌与乳腺良性肿块,并得出乳腺癌个体预测值的Logistic回归方程:P =1/1+e-(-3.637+0.856X+3.153A1+3.572A2,建立起统计模型用于乳腺癌的初步诊断。ROC曲线起初用于雷达信号接受能力的评价, 1995年被美国国家临床实验室标准化委员会(NCCLS批准用作实验室试验的临床准确性评价的准则,它将某试验的灵敏度及特异性联系起来,是一种全面的、科学的评价检测项目的方法。AUC越大,诊断的价值越大,AUC接近0.5时,无诊断意义; AUC<0.7,表示诊断准确率较低;AUC在0.70.9,表示诊断准确性中等;AUC>0.9时,表示诊断有较高的准确性。本研究结果显示,新变量Pre-1的AUC 为0.883,高于血流形态、上升支斜率的AUC(P< 0.05,表明超声造影综合指标对乳腺癌诊断有较好的准确性,且优于单一指标对乳腺癌的诊断价值。通1234表4新变量Pre-1、血流形态、上升支斜