關(guān)于人工智能宮頸癌篩查技術(shù)（TS01）的臨床研究

齊偉宏，呂秋波*，改天姿，張 偉

（北京醫(yī)院婦科，北京 100730）

宮頸癌是女性生殖系統(tǒng)腫瘤中最常見的一種，成為威脅女性身心健康的頭號(hào)殺手之一，尤其是發(fā)展中國家，由于對(duì)癌前病變篩查的普及率尚低，宮頸癌的發(fā)病率更是居高不下，跟據(jù)研究者的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),每年大約有46.6萬的子宮頸癌新發(fā)病例，其中80%的病例發(fā)生在發(fā)展中國家[1]，這些患者中大部分是因?yàn)橥耆珱]有接受或沒有規(guī)范接受宮頸癌篩查而未能發(fā)現(xiàn)癌前病變導(dǎo)致發(fā)病，那么如何提高宮頸癌前病變的篩查敏感性，找到更方便更能讓公眾接受的篩查方法成為宮頸癌防治工作中的重點(diǎn)。宮頸癌篩查系統(tǒng)（TS01）是近年來新興的宮頸癌篩查方法，在AI浪潮的大背景下蓬勃發(fā)展起來，世界范圍內(nèi)，已經(jīng)有很多人對(duì)其靈敏性進(jìn)行了測試研究，有文獻(xiàn)報(bào)道，初善儀的敏感性為82%，對(duì)CIN 1的敏感性為63%，對(duì)高度病變（CIN 2/3，扁平上皮細(xì)胞癌）的敏感度為85%[2-3]。而細(xì)胞學(xué)作為宮頸癌篩查的傳統(tǒng)方法，多年來在臨床上廣為應(yīng)用，但也不乏其局限性[4]。因此本實(shí)驗(yàn)中我們對(duì)TS01和細(xì)胞學(xué)檢測這兩種方法用于宮頸病變診斷的靈敏性和特異性進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和比較，為臨床工作提供更可靠的方法，并通過提高篩查的準(zhǔn)確性和普及性減少宮頸癌的發(fā)病率。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)

選取來自上海仁濟(jì)醫(yī)院(103例）、北京朝陽醫(yī)院（270例）、北京協(xié)和醫(yī)院（95例）婦科門診就診的患者共計(jì)468例，分別進(jìn)行宮頸癌篩查系統(tǒng)（TS01）、細(xì)胞學(xué)檢測、HPV以及陰道鏡下病理活檢這四種檢查，所有患者均進(jìn)行了TS01檢查和陰道鏡下取病理活檢；細(xì)胞學(xué)檢測、TS01兩者方法全做的患者有421例，細(xì)胞學(xué)檢測、TS01、HPV三者都做的患者有369例。患者平均年齡為:40.36±10.45歲，所有研究對(duì)象均有性生活史，無子宮錐切手術(shù)史及子宮切除史，三個(gè)月內(nèi)未應(yīng)用過抗炎藥物及性激素治療，所有受檢查者均知情同意。

1.2 方法

收集上述符合要求的研究對(duì)象檢查結(jié)果信息，以陰道鏡下病理組織活檢為金標(biāo)準(zhǔn)，以病理CIN2+為陽性，分別計(jì)算細(xì)胞學(xué)、TS01、HPV、細(xì)胞學(xué)+TS01、細(xì)胞學(xué)+HPV、TS01+HPV以及細(xì)胞學(xué)+TS01+HPV的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值。各檢查方法的實(shí)驗(yàn)操作者均接受過正規(guī)實(shí)驗(yàn)操作培訓(xùn)，且不知道該受檢者其他實(shí)驗(yàn)的檢測結(jié)果。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

以組織病理檢查為金標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用SPSS 17.0軟件對(duì)TS01，細(xì)胞學(xué)，HPV檢測的靈敏度，特異度，誤診率，漏診率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2 結(jié) 果

以病理結(jié)果高于CIN2+為標(biāo)準(zhǔn)，分別計(jì)算TS01、細(xì)胞學(xué)、TS01+HPV、細(xì)胞學(xué)+HPV的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值。

（1）TS01的敏感性=0.903、特異性=0.570、陽性預(yù)測值=0.534、陰性預(yù)測值=0.915（數(shù)據(jù)人數(shù)469人）。見圖1、表1。

圖1

表1

（2）細(xì)胞學(xué)敏感性=0.820、特異性=0.365、陽性預(yù)測值=0.444、陰性預(yù)測值=0.766（數(shù)據(jù)人數(shù)421人）。見圖2、表2。

圖2

表2

（3）細(xì)胞學(xué)+HPV的敏感性=1.000，特異性=0.038，陽性預(yù)測值=0.375，陰性預(yù)測值=1.000。見圖3、表3。

圖3

表3

（4）TS01+HPV的敏感性=1.000，特異性=0.083，陽性預(yù)測值=0.374，陰性預(yù)測值=1.000。見圖4、表4。

圖4

表4

由以上統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果可知，TS01單獨(dú)篩查的敏感度（0.903）高于傳統(tǒng)細(xì)胞學(xué)檢查的敏感度（0.820），在特異度方面，TS01（0.570）同樣高于細(xì)胞學(xué)檢查（0.365）。

眾所周知，HPV是宮頸癌的致病因素之一，其檢測對(duì)于宮頸病變的篩查同樣具有重要意義，且經(jīng)過數(shù)年發(fā)展HPV檢測的敏感性均處于較高水平，目前臨床上通常采用HPV+細(xì)胞學(xué)聯(lián)合篩查的方案以提高篩查敏感性，本次研究中，以同時(shí)進(jìn)行TS01、細(xì)胞學(xué)和HPV檢查的421名患者為研究對(duì)象，計(jì)算HPV+TS01聯(lián)合方案敏感度與HPV+細(xì)胞學(xué)聯(lián)合方案的敏感度比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種聯(lián)合篩查方案敏感度相當(dāng)，均達(dá)到100%，但前者的特異度會(huì)更高。

3 討 論

宮頸癌一直是威脅女性身體健康的一大殺手，近幾年，隨著對(duì)其致病因素，發(fā)病機(jī)制，診斷和治療方法的研究，人們已經(jīng)普遍達(dá)成共識(shí)，HPV感染是宮頸癌的主要致病因素之一，正因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn)，使得宮頸癌成為一個(gè)可預(yù)測，可預(yù)防的腫瘤[5-6]。那么尋找一種簡單快速，結(jié)果可靠的篩查方法，早期發(fā)現(xiàn)癌前病變，去除致病因素，盡早治療，成為當(dāng)前一項(xiàng)迫切而又艱巨的任務(wù)。

自Papanicolaou(1883～1962)1943年發(fā)表了用陰道涂片診斷子宮癌的著名論文以來,診斷細(xì)胞學(xué)成為為醫(yī)學(xué)中一門重要的學(xué)，細(xì)胞學(xué)技術(shù)也得到了廣泛的認(rèn)可和接受。巴氏涂片，這一發(fā)明大大降低了晚期宮頸癌的發(fā)病率，增加了早期癌的檢出率，已成為宮頸細(xì)胞學(xué)的代名詞，半個(gè)多世紀(jì)后，另一項(xiàng)發(fā)明又使得細(xì)胞學(xué)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，那就是液基薄層細(xì)胞制片技術(shù)即現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于臨床的細(xì)胞學(xué)檢查[8]。但在應(yīng)用過程中，臨床醫(yī)生也發(fā)現(xiàn)了存在的一些問題：其一，病理閱片的準(zhǔn)確性有賴于標(biāo)本取材的滿意度和規(guī)范性，這需要有經(jīng)驗(yàn)的接受專業(yè)培訓(xùn)的醫(yī)師進(jìn)行操作，而我國地域廣泛，各地區(qū)醫(yī)療發(fā)展水平參差不齊，取材操作不規(guī)范造成的結(jié)果不準(zhǔn)確時(shí)有發(fā)生；其二，該檢查結(jié)果為病理科醫(yī)師進(jìn)行判讀，主觀性較強(qiáng)，且其判斷的準(zhǔn)確性也與其經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)；其三，細(xì)胞學(xué)檢查的報(bào)告周期長，有些地區(qū)要長達(dá)兩周才能得出結(jié)果，患者在等待的過程中其實(shí)承擔(dān)著不必要的壓力[9]。細(xì)胞學(xué)是發(fā)現(xiàn)宮頸癌及其癌前病變的重要手段，在宮頸癌篩查預(yù)防工作中起著重要作用，但我們也有必要尋找更便捷，客觀準(zhǔn)確的新手段。

美國陰道鏡和宮頸病理學(xué)會(huì)（ASCCP）在其經(jīng)典著作《現(xiàn)代陰道鏡學(xué)》第三版中描述，未來宮頸癌篩查的發(fā)展將會(huì)與現(xiàn)在的人工智能和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢相吻合。美國婦科腫瘤雜志也指出自動(dòng)化代表了宮頸癌篩檢的進(jìn)步，2017年7月，國務(wù)院正式發(fā)布：人工智能的發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略，尤其在教育和醫(yī)療領(lǐng)域，人工智能技術(shù)的應(yīng)用成為國家鼓勵(lì)和支持的重點(diǎn)的方向。而TS01智能篩查技術(shù)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢，其原理是利用探頭探測宮頸對(duì)光線的反射和吸收以及電阻抗，將收集到的光電數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行比對(duì)，以得出結(jié)論；另外，TS01智能篩查技術(shù)可模擬人腦進(jìn)行分析和判斷，其依據(jù)是百萬計(jì)的高質(zhì)量宮頸上皮組織學(xué)樣本，這些數(shù)據(jù)經(jīng)病理專家反復(fù)確認(rèn)后依據(jù)循證醫(yī)學(xué)進(jìn)行歸類，形成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫，從而為檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性、客觀性提供保障。

本次實(shí)驗(yàn)供收集來自三所不同醫(yī)院的臨床數(shù)據(jù)，嚴(yán)格按照對(duì)象篩選要求和各篩查技術(shù)要求進(jìn)行操作，力求得出相對(duì)客觀準(zhǔn)確的結(jié)論，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看TS01敏感度（0.903）高于傳統(tǒng)細(xì)胞學(xué)的敏感度（0.820），特異度方面，TS01（0.570）同樣高于細(xì)胞學(xué)（0.365）。TS01的準(zhǔn)確性和靈敏性均勝于傳統(tǒng)的細(xì)胞學(xué)檢查，這證明TS01檢查在臨床上應(yīng)用的可行性，另外其操作步驟簡潔、高效，大大減少了常規(guī)檢查中人為主觀因素對(duì)檢查結(jié)果的影響；且結(jié)果實(shí)時(shí)，無需漫長等待時(shí)間，提高了患者就醫(yī)過程的舒適度和滿意度。

近期有學(xué)者提出全面檢測的方案[10]，即TS01+HPV聯(lián)合檢查，眾所周知，傳統(tǒng)細(xì)胞學(xué)采用體外診斷，毛刷刮取脫落細(xì)胞的方式。細(xì)胞學(xué)將宮頸脫落細(xì)胞的形態(tài)及改變作為判斷病變程度的依據(jù)，而細(xì)胞學(xué)存在取材的局限性，有文獻(xiàn)報(bào)道，導(dǎo)致細(xì)胞學(xué)漏診因素中由于取材部位局限或細(xì)胞數(shù)量不足導(dǎo)致的漏診高達(dá)65%以上[11]。TS01采用體內(nèi)診斷，生物傳感器直接接觸宮頸表面，探測宮頸上皮組織結(jié)構(gòu)，更全面的反應(yīng)了宮頸局部細(xì)胞和組織的變化。

總之，TS01智能篩查技術(shù)具有較高的敏感度和可信度，且檢查方式簡潔、高效，實(shí)時(shí)結(jié)果，減少主觀因素對(duì)結(jié)果的影響，是一種值得臨床推廣應(yīng)用的檢查手段。