Logistic 回歸及ROC 曲線綜合評價超聲造影對乳腺癌的診斷價值

1、乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一,工業(yè)化國家女性乳腺癌的發(fā)病率是發(fā)展中國家的5倍1。隨著我國工業(yè)化進程的加快,人們生活方式的轉(zhuǎn)變以及口服避孕藥吸煙等危險因素的增加,我國女性乳腺癌的發(fā)病率呈明顯上升的趨勢。楊玲等2通過對衛(wèi)生部上報WHO的中國女性乳腺癌死亡數(shù)據(jù)進行時間趨勢分析,估測2000-2005年,中國女性乳腺癌發(fā)病人數(shù)將增長38.5%,死亡人數(shù)將增長37.1%。早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療是乳腺癌防治的關(guān)鍵所在。超聲造影技術(shù)為當前超聲醫(yī)學領(lǐng)域研究熱點之一,本研究應(yīng)用Logistic回歸模型及受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve,ROC

2、 curve對超聲造影多項指標進行綜合分析,旨在探討超聲造影綜合指標對乳腺癌的診斷價值。1對象與方法1.1研究對象2005-2008年92例因乳腺腫塊來我院就診患者,均為女性,年齡(46.95±12.04歲。所有患者均經(jīng)術(shù)后組織病理學證實,其中浸潤性導管癌66例,黏液癌3例,導管內(nèi)癌2例,纖維瘤12例,增生結(jié)節(jié)5例,導管內(nèi)乳頭狀瘤2例,肉芽腫性小葉性乳腺炎1例,葉狀瘤1例。1.2超聲造影檢查采用GE logiq9彩色多普勒超聲儀,變頻線陣探頭,頻率為4.57.5MHz,應(yīng)用反向脈沖諧波顯像技術(shù),儀器條件包括深度、增益、TGC等在造影過程中保持不變。造影劑采用意大利Bracco公司生產(chǎn)

3、的聲諾維(SonoVue,造影微泡為磷脂微囊的六氟化硫,微泡直徑平均2.5m,使用前用生理鹽水5mL,振蕩搖勻,配制成微泡懸濁液(濃度Logistic回歸及ROC曲線綜合評價超聲造影對乳腺癌的診斷價值沈嬙宋光輝張建興林勇黨歡摘要目的:應(yīng)用Logistic回歸模型及受試者工作特征曲線(ROC曲線探討超聲造影綜合指標在乳腺癌診斷中的應(yīng)用價值。方法:92例乳腺腫塊患者術(shù)前行超聲造影檢查,通過Logistic逐步回歸分析,對超聲造影診斷乳腺癌的多項指標進行篩選,建立乳腺癌診斷的統(tǒng)計模型即回歸方程,并應(yīng)用ROC曲線評價回歸方程的診斷效能和最佳診斷分界值。結(jié)果:超聲造影時間-強度曲線上升支斜率和乳腺腫塊內(nèi)

4、血流形態(tài)聯(lián)合診斷乳腺癌的ROC 曲線下面積(AUC高于上升支斜率及血流形態(tài)單一指標的AUC(P<0.05;聯(lián)合上升支斜率、血流形態(tài)的回歸方程P=1/1+e-(-3.637+0.856X+3.153A1+3.572A2對乳腺癌的臨床診斷界值為0.659,其相應(yīng)的靈敏度、特異性、正確性分別為95.8%、84.2%、91.3%。結(jié)論:聯(lián)合上升支斜率、血流形態(tài)的回歸方程有助于提高超聲造影對乳腺癌的診斷效能,優(yōu)于單一指標的檢測。關(guān)鍵詞乳腺腫瘤;Logistic模型;ROC曲線;超聲檢查;造影劑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【Abstract】Objective To e

6、xplore the diagnostic value of contrast-enhanced sonography for breast cancer by receiver operating characteristic curve(ROC curveand a model of logistic regression.Methods Contrast-enhanced sonography was performed preoperatively in92women with breast mass.After analyzing the sonographic findings w

7、ith logistic stepwise regression,we screened multiple diagnostic parameters for breast cancer and established a mathematical model for diagnosis.Then we assessed the diagnostic efficacy of the model and calculated the diagnostic cut-off points for breast cancer using the ROC curve.Results The area u

8、nder ROC curve(AUCof the rising slope combined with the morphological characteristics of blood flow was greater than that of either parameter alone(P<0.05.According to the regression equation P=1/1+e-(-3.637+0.856X+3.153A1+3.572A2,the cut-off point,sensitivity,specificity,and accuracy of the comb

9、ined parameters for diagnosing breast cancer were0.659,95.8%,84.2%,and91.3%,respectively.Conclusion The model of logistic regression is helpful to improve the diagnostic efficacy of contrast-enhanced sonography for breast cancer.【Key words】Breast cancer;Logistic regression;ROC curve;Sonography;Contr

10、ast media基金項目:廣東省醫(yī)學科研基金資助項目(編號:A2006246。作者單位:510120廣州中醫(yī)藥大學附屬第二醫(yī)院超聲科5mg/mL。造影前先在二維超聲下觀察病灶,記錄位置、大小、數(shù)目及回聲特征,并用彩色多普勒顯示其血流分布特征,然后選擇病灶最佳切面,對于多病灶患者,以病灶顯示完全,受呼吸運動影響較小者作為觀察對象。切入造影狀態(tài),經(jīng)肘靜脈團注造影劑2.4mL,隨后注入5mL生理鹽水,同時啟動儀器進入造影狀態(tài),記錄造影全過程并存盤。動態(tài)回放觀察造影的全過程,使用時間-強度曲線軟件,采用盲法分別由兩名經(jīng)驗豐富的超聲醫(yī)生分析圖像,如果判定結(jié)果不一致,則另由一名高年資醫(yī)生參與閱片,經(jīng)論證

11、使最終結(jié)果達成一致。觀察內(nèi)容包括始增強度、峰值強度、始增時間、達峰時間、平臺持續(xù)時間、上升支斜率、增強強度指數(shù)(峰值強度-始增強度始增強度、造影增強后腫塊內(nèi)血流形態(tài)。1.3統(tǒng)計學方法應(yīng)用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理,計量資料組間比較采用獨立樣本t檢驗,計數(shù)資料組間比較采用2檢驗。使用Binary Logistic過程進行Logistic回歸逐步分析(=0.05,=0.10,多分類無序變量設(shè)置啞變量分析,對乳腺癌的診斷篩選變量,求出Logistic回歸方程,并在SPSS的工作數(shù)據(jù)表中產(chǎn)生含各個體預測概率的新變量。使用SPSS 的ROC曲線過程,以新變量為檢驗變量。以病理診斷結(jié)果為狀態(tài)變量

12、,作ROC曲線分析,將新變量與單個指標的ROC曲線作比較并求出診斷點。2結(jié)果2.1乳腺癌和乳腺良性腫塊之間超聲造影指標比較乳腺癌和乳腺良性腫塊內(nèi)血流形態(tài)比較差異有顯著性(2=35.31,P<0.01,表1。乳腺癌超聲造影時間-強度曲線參數(shù)峰值強度、增強強度指數(shù)、上升支斜率均高于乳腺良性腫塊(均P<0.01。乳腺癌組與乳腺良性腫塊之間始增時間、達峰時間、平臺持續(xù)時間無統(tǒng)計學差異(P>0.05,見表2。2.2超聲造影指標Logistic回歸分析結(jié)果根據(jù)以上統(tǒng)計結(jié)果,剔除乳腺癌和乳腺良性腫塊間無統(tǒng)計學差異的指標變量,以腫塊內(nèi)血流形態(tài)類型、峰值強度、上升支斜率、增強強度指數(shù)為協(xié)變量(

13、其中處理時將血流形態(tài)類型這一多分類無序變量轉(zhuǎn)化成啞變量,以點狀、短線型為參照組,以A1表示穿入型,A2表示不規(guī)則型,以病理診斷結(jié)果為應(yīng)變量,用向后刪除法作二項分類Logistic回歸分析。根據(jù)協(xié)變量P值,逐步刪除增強強度指數(shù)(P=0.985、峰值強度(P=0.851,再對余下的協(xié)變量進行Logistic回歸分析,結(jié)果見表3。行Spearman相關(guān)分析顯示,上升支斜率與血流形態(tài)無相關(guān)性(r s=0.174,P>0.05,上升支斜率用變量X 表示,得出乳腺癌的概率預報模型:P=1/1+e-(-3.637+ 0.856X+3.153A1+3.572A2,并在SPSS工作表中產(chǎn)生各個體預測值的另

14、一組新變量Pre-1。對上述Logistic回歸模型行似然比檢驗,差異具有統(tǒng)計學意義(2=42.18,P<0.01, Hosmer and Lemeshow Test統(tǒng)計量的P值大于0.05,接受觀測數(shù)據(jù)和預測數(shù)據(jù)之間差異無顯著性的假設(shè),即認為模型對數(shù)據(jù)的擬合度較好。2.3應(yīng)用ROC曲線評價回歸模型對乳腺癌的預報能力分別以新變量Pre-1、乳腺腫塊內(nèi)血流形態(tài)、時間-強度曲線上升支斜率為檢驗變量,以病理診斷結(jié)果為金標準,作R0C曲線分析,得出各檢驗變量的曲線下面積(area under the curve,AUC(圖1,表4。根據(jù)Hanley等3研究的方法比較AUC,結(jié)果顯示新變量Pre-

15、1的AUC高于血流形態(tài)的AUC(Z=2.03,P< 0.05和上升支斜率的AUC(Z=2.06,P<0.05。2.4確定診斷點分析新變量Pre-1的ROC曲線不同截斷點的敏感度、特異度,選擇Youden指數(shù)最大的截斷點對應(yīng)的界值作為乳腺癌的診斷標準4,得出新變量Pre-1診斷點為0.659(表5。3討論繼B型超聲和多普勒超聲之后,超聲造影被稱為超聲影像技術(shù)的又一次革命,隨著超聲造影劑與造影技術(shù)迅速發(fā)展,超聲造影的臨床應(yīng)用研究日漸深入。其中,超聲造影技術(shù)在乳腺癌診斷方面的研究已成為當前研究熱點。但目前國內(nèi)外相關(guān)研究尚局限于超聲表3超聲造影指標Logistic回歸分析結(jié)果協(xié)變量A1A2

16、X常量回歸系數(shù)標準誤Wald2值OR值P值表1乳腺癌和乳腺良性腫塊內(nèi)血流形態(tài)比較乳腺癌乳腺良性腫塊不規(guī)則型262穿入型405點狀或短線型514合計7121例表2乳腺癌和乳腺良性腫塊之間時間-強度曲線定量參數(shù)分析結(jié)果組別乳腺癌乳腺良性腫塊P值峰值強度(dB始增時間(s達峰時間(s平臺持續(xù)時間(s上升支斜率增強強度指數(shù)x±s過對新變量Pre-1的ROC曲線不同截斷點的敏感度、特異度的比較,本研究進一步求出Logistic回歸方程診斷乳腺癌的界值為0.659,其診斷乳腺癌的敏感度為95.8%,特異性為84.2%,正確性為91.3%。由此建立的統(tǒng)計模型可以對個體進行科學的預測,比如某乳腺腫塊

17、患者經(jīng)超聲造影檢查,求得腫塊內(nèi)血流形態(tài)為穿入型(A1,時間-強度曲線上升支斜率X=3.62,將A1、X代入回歸方程,求得P值為0.932,大于診斷界值0.659,可以初步診斷為乳腺癌。綜上所述,通過建立Logistic回歸方程,整合超聲造影多指標用于乳腺癌的診斷,有助于克服判斷的主觀性,提高診斷的準確性,為醫(yī)務(wù)工作者做出科學正確的診斷提供參考。4參考文獻Blask D E,Brainard G C,Dauchy R T,et al.Decreased melatonin production linked to light exposureJ.Cancer Res,2005,65(23: 11

18、174-11184.楊玲,李連弟,陳育德,等.中國乳腺癌發(fā)病死亡趨勢的估計與預測J.中華腫瘤雜志,2006,28(6:438-440.Hanley J A,McNeil B J.A method of comparing the areas under receiver operating characteristic curves derived from the same cases J.Radiology,1983,(148:839-843.陳衛(wèi)中,倪宗瓚,潘曉平,等.用ROC曲線確定最佳臨界點和可疑值范圍J.現(xiàn)代預防醫(yī)學,2005,32(7:729-731.(收稿:2008-12-31編輯:宋妮妮圖1新變量Pre-1、血流形態(tài)、上升支斜率診斷乳腺癌的ROC 曲線造影各單一指標對乳腺癌診斷價值的評估,對于綜合多變量指標的聯(lián)合診斷指標在乳腺癌的診斷意義尚未見報道。Logistic回歸模型考慮了多種因素對疾病狀態(tài)的影響,使其盡可能地接近總體的實際情況再進行評價。本研究通過Logistic回歸分析對超聲造影多項指標進行逐步篩選,最后確認聯(lián)合上升支斜率、血流