数字乳腺断层合成（DBT）筛查中顺序阅读的读者性能变化研究

学术背景

乳腺癌是全球女性中最常见的癌症之一，早期筛查对于提高治愈率至关重要。传统的乳腺X线摄影（Digital Mammography, DM）是乳腺癌筛查的主要手段，但其在检测乳腺组织重叠区域的病变时存在一定的局限性。近年来，数字乳腺断层合成（Digital Breast Tomosynthesis, DBT）技术逐渐成为乳腺癌筛查的重要工具。DBT通过生成乳腺的三维图像，能够更清晰地显示乳腺组织，减少组织重叠带来的误诊和漏诊。多项临床观察研究表明，DBT在乳腺癌筛查中的表现优于传统的DM（1-6）。因此，许多医疗机构已经大量投资于DBT设备的引进和升级。

然而，随着DBT在筛查中的广泛应用，研究者们开始关注影响筛查性能的因素，尤其是在批量阅读（Batch Reading）过程中读者的表现变化。已有研究表明，乳腺X线摄影的批量阅读存在序列效应（Sequential Effects），即读者在阅读批次中的表现会随着阅读顺序的变化而变化。例如，Taylor-Phillips等人在英国的一项大规模临床试验中发现，读者在前40个检查中的平均召回率从6.4%下降到4.6%，而癌症检出率并未发生显著变化（8,9）。类似的结果也在挪威的一项观察性研究中得到验证（10）。这些研究提示，读者在阅读过程中可能会经历视觉适应（Visual Adaptation），从而影响其表现。

尽管这些研究为理解批量阅读中的序列效应提供了重要线索，但它们主要基于欧洲国家筛查项目中的全视野数字乳腺X线摄影（Full-Field Digital Mammography, FFDM）数据。美国的筛查实践与欧洲存在显著差异，尤其是在筛查频率和召回率方面（14-16）。此外，DBT的引入可能会进一步影响批量阅读中的序列效应。因此，本研究旨在通过分析临床DBT筛查数据，评估读者在批量阅读过程中的表现变化。

论文来源

本论文由Craig K. Abbey、Andriy I. Bandos、Mohana K. Parthasarathy、Michael A. Webster和Margarita L. Zuley共同撰写。作者分别来自加州大学圣巴巴拉分校心理与脑科学系、匹兹堡大学生物统计学系、匹兹堡大学医学中心Magee-Womens医院放射科以及内华达大学雷诺分校心理学系。论文于2024年8月15日被接受，并发表在《Radiology》期刊上，卷号为313，期号为2。

研究设计与方法

研究设计

本研究是一项回顾性、横断面的观察性研究，数据来源于匹兹堡大学医学中心Magee-Womens医院的放射信息系统（Radiology Information System, RIS）。研究收集了2018年1月至2019年12月期间进行的DBT筛查检查数据，参考标准为病理结果或1年随访的影像学结果。研究排除了批次中少于3个检查的数据、同一日结果的检查以及阅读模式异常的放射科医生。

数据收集

通过RIS查询，研究者获取了每次检查的时间、患者年龄、乳腺密度以及1年随访结果。癌症状态通过癌症登记系统（MetriQ; Elekta）进行验证。计算了每位放射科医生的召回率、癌症检出率以及每次筛查检查之间的时间间隔。

图像采集与解读

所有DBT检查均按照1毫米厚度重建，并生成合成的二维乳腺X线图像。放射科医生在专用的乳腺影像工作站（Hologic）上阅读检查结果，工作站会自动打开下一个病例。批次的定义为连续阅读的检查，且检查之间的时间间隔不超过10分钟。

统计分析

研究的主要终点是召回率和解读时间在批次中的变化。使用广义线性混合模型（Generalized Linear Mixed Models, GLMM）进行统计分析，考虑了患者特征（年龄、乳腺密度）、阅读环境（工作日、时间）以及放射科医生之间的异质性。

研究结果

样本特征

研究最终纳入了121,652次筛查检查，包括1,081例癌症病例，由15位放射科医生解读。患者的平均年龄为61岁。批次的中位数为7次检查，大多数批次不包含癌症病例（92%）。

召回率与解读时间分析

未调整的假阳性率在批次中的第一个检查为15.5%，在连续阅读三个检查后降至10.5%（p < 0.001），而敏感性未发生显著变化（82.6% vs 84.2%; p = 0.15）。解读时间在批次中逐渐减少，非癌症检查的平均解读时间从2.8分钟降至2.2分钟（p < 0.001）。调整后的分析显示，假阳性率和解读时间的变化仍然显著。

讨论

本研究揭示了DBT筛查中批量阅读的序列效应，表明读者的假阳性率和解读时间在批次中逐渐改善。这些变化部分归因于选择偏差，即批次中的第一个检查可能包含更多复杂或可疑的病例。然而，调整后的分析表明，视觉适应可能是解释这些效应的另一个重要机制。

视觉适应是感知系统的一种特性，能够根据当前刺激环境调整敏感性。已有研究表明，乳腺X线摄影的纹理能够诱导视觉适应，影响读者的感知和表现（11-13）。本研究中，假阳性率的下降和解读时间的减少与视觉适应的假设一致，提示读者在阅读过程中逐渐适应了图像的特性。

结论

本研究通过分析临床DBT筛查数据，揭示了读者在批量阅读中的表现变化。假阳性率和解读时间的改善部分归因于选择偏差，但视觉适应可能也起到了重要作用。这些发现提示，未来的筛查实践可以考虑通过优化阅读顺序来进一步提高DBT筛查的性能。

研究亮点

1. 假阳性率显著下降：在批次阅读中，假阳性率从15.5%降至10.5%，且调整后仍然显著。
2. 解读时间减少：非癌症检查的解读时间从2.8分钟降至2.2分钟，表明读者在批次阅读中效率提高。
3. 视觉适应的潜在作用：研究提示视觉适应可能是解释读者表现变化的重要机制，为未来的筛查实践提供了新的思路。

研究价值

本研究为理解DBT筛查中批量阅读的序列效应提供了重要证据，揭示了假阳性率和解读时间的变化规律。这些发现不仅有助于优化筛查流程，还为未来的研究提供了新的方向，特别是关于视觉适应在医学影像解读中的作用。通过进一步的研究，临床实践可以更好地利用这些发现，提高乳腺癌筛查的准确性和效率。