基于超聲指標(biāo)建立卵巢腫瘤性質(zhì)的Fisher判別模型

趙紅麗 許春曉 李俊偉 李 天

河南省禹州市人民醫(yī)院超聲科 461670

卵巢腫瘤性質(zhì)的評(píng)估決定了其處理方案和預(yù)后，世界衛(wèi)生組織(WHO)將女性生殖器官腫瘤分為良性、交界性和惡性腫瘤三大病理類型[1]，其中交界性卵巢腫瘤(Borderline ovarian tumors，BOT)是介于良性和惡性卵巢腫瘤之間的特殊類型，具有低度惡性潛能風(fēng)險(xiǎn)，臨床治療策略有別于良、惡性腫瘤。但目前超聲檢查在卵巢腫瘤的定性診斷方面多聚焦于良性、惡性二分類研究[2-3]，而三分類鑒別診斷的模型未見報(bào)道。本研究采用超聲指標(biāo)建立Fisher判別模型，并評(píng)價(jià)其對(duì)良性、交界性和惡性卵巢腫瘤的鑒別診斷價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2015年5月—2019年4月我院經(jīng)病理確診的卵巢腫瘤患者184例(共214個(gè)腫瘤)，其中良性卵巢腫瘤116個(gè)(黏液性囊腺瘤38個(gè)，漿液性囊腺瘤35個(gè)，成熟型畸胎瘤17個(gè)，巧克力囊腫12個(gè)，纖維瘤6個(gè)，卵泡膜細(xì)胞瘤4個(gè)，炎性腫塊4個(gè))；交界性腫瘤23個(gè)(漿液性交界性腫瘤14個(gè)，黏液性交界性腫瘤8個(gè)，子宮內(nèi)膜樣交界性腫瘤1個(gè))；惡性腫瘤75個(gè)(上皮性卵巢癌54個(gè)，性索—間質(zhì)卵巢癌19個(gè)，轉(zhuǎn)移性卵巢癌2個(gè))。患者年齡20～78歲，平均年齡(45.94±8.53)歲。入選對(duì)象多以月經(jīng)不調(diào)、下腹部疼痛、腰酸、腹脹等就診，部分患者無(wú)臨床癥狀，健康體檢時(shí)婦科檢查或超聲檢查發(fā)現(xiàn)附件包塊。

1.2 儀器與方法 采用GE Voluson 730 Pro彩超儀，未婚女性取仰臥位，凸陣探頭(頻率2～5MHz)經(jīng)腹掃查。已婚女性取截石位，腔內(nèi)探頭(頻率4～7.5MHz)經(jīng)陰道超聲檢查或聯(lián)合經(jīng)腹掃查。常規(guī)掃查雙重附件，發(fā)現(xiàn)腫瘤，觀察其部位、形態(tài)、大小、內(nèi)部回聲、有無(wú)實(shí)性成分及其聲影、有無(wú)分隔、分隔數(shù)、分隔是否光滑、有無(wú)乳頭狀突起、突起數(shù)目，有無(wú)腹水，腫瘤內(nèi)部及周邊彩色血流信號(hào)。

2 結(jié)果

2.1 良性、交界性和惡性卵巢腫瘤的超聲指標(biāo)比較 良性、交界性和惡性卵巢腫瘤在形態(tài)、最大徑、物理性質(zhì)、內(nèi)壁分隔是否光滑、乳頭狀突起數(shù)、腹水和血流信號(hào)方面的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；聲影和分隔數(shù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表1。

表1 良性、交界性和惡性卵巢腫瘤的超聲指標(biāo)比較(n)

2.2 Fisher判別模型 利用單因素分析中P<0.05的7個(gè)指標(biāo)為解釋變量，以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，賦值量化見表2。在Enter=0.05，Remove=0.10水準(zhǔn)上，逐步判別分析，獲得2個(gè)判別函數(shù)：

Function 1= 0.956形態(tài)+0.269最大徑+0.305物理性質(zhì)+1.279內(nèi)壁分隔+1.172乳頭狀突起數(shù)+0.886腹水+0.541血流信號(hào)-3.589

Function 2= 0.103形態(tài)+0.241最大徑-0.136物理性質(zhì)-0.410內(nèi)壁分隔-0.051乳頭狀突起數(shù)+1.207腹水-0.770血流信號(hào)-0.105

Function 1，Wilks’ Lambda=0.313，χ2=241.756，P=0.000，判別能力占97.6%；Function 2，Wilks’ Lambda=0.953，χ2=10.072，P=0.122，判別能力占2.40%，累積判別能力達(dá)100%。

表2 變量賦值量化

2.3 投影圖和領(lǐng)域圖 良性、交界性和惡性卵巢腫瘤在二維坐標(biāo)圖中的投影位置基本清晰，但也有交叉重疊，見圖1。其領(lǐng)域分布見圖2，三類卵巢腫瘤的中心位置分別是(-1.251，0.058)、(0.400，-0.634)和(1.813，0.105)。

2.4 模型診斷效能 回代法驗(yàn)證，模型診斷良性、交界性和惡性卵巢腫瘤的敏感度分別是86.21%(100/116)、60.87%(14/23)和81.33%(61/75)，總體符合率81.78%(175/214)，誤判率18.22%(39/214)，Kappa=0.694，見表3。

3 討論

正確診斷卵巢腫瘤性質(zhì)可以指導(dǎo)治療方案的選擇，避免良性腫瘤的過度治療和惡性腫瘤的誤診誤治。多普勒超聲檢查是術(shù)前鑒別腫瘤性質(zhì)的常用手段，具有典型聲像圖特征的卵巢腫瘤超聲定性診斷具有高度的敏感度和特異性[4-5]。但卵巢腫瘤病理類型繁多，不同類型的彩色多普勒超聲圖像交叉重疊，易造成假陰性和假陽(yáng)性。本研究通過分析卵巢腫瘤的彩色多普勒超聲檢查結(jié)果，建立Fisher判別模型以實(shí)現(xiàn)卵巢腫瘤性質(zhì)的客觀分類。Fisher判別分析由英國(guó)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)者Ronald Aylmer Fisher創(chuàng)立，其基本思想是尋找一個(gè)投影方向，使得每一類內(nèi)投影的離差最小，而不同類間投影的離差最大，簡(jiǎn)單、直觀、明了，是目前最為經(jīng)典的差別分析方法之一[6]。

圖1 良性(116個(gè))、交界性(23個(gè))和惡性(75個(gè))卵巢腫瘤二維投影散點(diǎn)圖

圖2 良性、交界性和惡性卵巢腫瘤領(lǐng)域分布圖

表3 模型診斷214個(gè)卵巢腫瘤與病理結(jié)果的對(duì)應(yīng)關(guān)系

3.1 卵巢腫瘤的聲像圖特征 惡性卵巢腫瘤快速生長(zhǎng)，新生滋養(yǎng)血管較多，血供豐富，多普勒超聲圖像大多形態(tài)不規(guī)則、實(shí)性為主、壁結(jié)構(gòu)異常、腹腔積液，瘤內(nèi)及其周邊可探及以動(dòng)脈血流為主的高級(jí)別血流信號(hào)。良性腫瘤生長(zhǎng)速度慢，新生血管少，血供較差，聲像圖多為形態(tài)規(guī)則、以囊性為主、最大徑很少超過10cm、壁結(jié)構(gòu)規(guī)則、無(wú)腹水，無(wú)血流信號(hào)或以靜脈為主的低級(jí)別血流信號(hào)[7-8]。交界性卵巢腫瘤的典型超聲表現(xiàn)是內(nèi)壁乳頭樣結(jié)構(gòu)[9]，部分則表現(xiàn)為多房囊性或囊實(shí)性，囊腫內(nèi)常有房隔，病灶周邊、內(nèi)部分隔和乳頭處可探及血流信號(hào)[10]。本研究單因素分析和多因素Fisher判別分析均顯示良性、交界性和惡性卵巢腫瘤在形態(tài)、最大徑、物理性質(zhì)、內(nèi)壁分隔是否光滑、乳頭狀突起數(shù)、腹水和血流信號(hào)方面的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，提示這7個(gè)多普勒超聲指標(biāo)是區(qū)分卵巢腫瘤性質(zhì)的重要參數(shù)。

3.2 模型的預(yù)測(cè)效能 用判別模型對(duì)研究樣本進(jìn)行回代法考核，病理診斷的116個(gè)良性卵巢腫瘤，模型預(yù)測(cè)正確100個(gè)(86.21%)，75個(gè)惡性腫瘤模型預(yù)測(cè)正確61個(gè)(81.33%)，從觀察樣本的二維投影散點(diǎn)圖可直觀看出，良性和惡性卵巢腫瘤的每類樣品呈現(xiàn)區(qū)域聚集現(xiàn)象，類別區(qū)分度良好，說明本判別模型區(qū)分良性和惡性腫瘤具有可行性。對(duì)于23個(gè)交界性腫瘤，模型預(yù)測(cè)正確14個(gè)(60.87%)，有4個(gè)誤判為良性，5個(gè)誤判為惡性，散點(diǎn)圖也相對(duì)離散，預(yù)測(cè)效果不理想。分析原因是交界性卵巢腫瘤組織學(xué)特征和生物學(xué)行為介于良性與惡性之間[11]，聲像學(xué)特征不典型，雖然乳頭狀突起被認(rèn)為是交界性卵巢腫瘤的特點(diǎn)，但漿液性囊腺瘤、卵巢纖維瘤、畸胎瘤、炎癥等可探查到乳頭狀結(jié)構(gòu)[12]，乳頭數(shù)≥4個(gè)而無(wú)良性征象表現(xiàn)者可判斷為惡性腫瘤[13]。由于交界性腫瘤的超聲特點(diǎn)與良性腫瘤及浸潤(rùn)性惡性腫瘤存在明顯交叉，診斷難度較大。

3.3 模型的實(shí)際應(yīng)用 臨床應(yīng)用模型時(shí)，可將每個(gè)樣本的7個(gè)超聲指標(biāo)代入2個(gè)判別函數(shù)式，獲得樣本在二維坐標(biāo)中的定位，按照距中心點(diǎn)距離最近者進(jìn)行歸類。為便于實(shí)際應(yīng)用，可參照本文的領(lǐng)域圖進(jìn)行判別，當(dāng)判別為良性時(shí)，以隨訪代替活檢，當(dāng)判定為交界性或惡性時(shí)，建議進(jìn)一步檢查，當(dāng)樣本落入領(lǐng)域圖中兩區(qū)域的邊際線而無(wú)法確定腫瘤類型時(shí)，需要聯(lián)合其他檢查手段和特異性標(biāo)志物進(jìn)行綜合評(píng)估，如CT檢查[14]、MR擴(kuò)散加權(quán)成像[15]、血清癌胚抗原(CA125)檢測(cè)[16]、人附睪上皮分泌蛋白4(HE4)檢測(cè)[17]等。

總之，超聲顯示的腫瘤形態(tài)、最大徑、物理性質(zhì)、內(nèi)壁分隔、乳頭狀突起數(shù)、腹水和血流信號(hào)是鑒別卵巢腫瘤性質(zhì)的重要指標(biāo)，以此建立的Fisher判別模型有助于良性、交界性和惡性卵巢腫瘤的鑒別診斷。