Digital breast tomosynthesis versus full field digital mammography in the diagnosis of distortion of breast structure
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摘要: 目的 对比乳腺断层合成(DBT)与全数字化乳腺摄影(FFDM)对乳腺结构扭曲病变的诊断价值。 方法 收集经DBT+FFDM发现乳腺结构扭曲病变并具有病理结果的132例患者的资料,分析DBT与FFDM两种检查方法对乳腺结构扭曲病变的检出率、准确率、特异度、敏感度、阳性预测值及阴性预测值的差异。 结果 132例病变中,非致密性乳腺43例,致密性乳腺89例,致密性乳腺中FFDM对结构扭曲病变的检出率为77.5%, 显著低于DBT的检出率100.0%(P<0.01); 在单纯乳腺结构扭曲中, DBT的诊断敏感度为63.2%, 显著高于FFDM诊断敏感度28.6%(P<0.05); DBT对伴肿块结构扭曲的诊断特异度69.0%、阴性预测值80.0%, 显著高于FFDM的诊断特异度28.6%、阴性预测值46.2%(P<0.05)。 结论 相较FFDM检查,DBT检查对乳腺结构扭曲病变具有更高的诊断价值。Abstract: Objective To compare the value of digital breast tomosynthesis(DBT)and full field digital mammography(FFDM)in the diagnosis of distortion of breast structure. Methods Clinical materials of 132 patients with pathologically confirmed distortion of breast structure detected by DBT and FFDM were collected. The differences in detection rate, accuracy, specificity, sensitivity, positive predictive value and negative predictive value between DBT and FFDM in diagnosis of distortion of breast structure were analyzed. Results Among 132 patients, there were 43 cases of uncompacted breast and 89 cases of compacted breast. The detection rate of FFDM for distortion of breast structure in cases with compacted breast was 77.5%, which was significantly lower than 100.0% of DBT(P<0.01). For the diagnosis of simple structural distortion of breast, the diagnostic sensitivity of DBT was 63.2%, which was significantly higher than 28.6% of FFDM(P<0.05). For the diagnosis of lesions with mass structure distortion, the diagnostic specificity of DBT was 69.0%, and negative predictive value was 80.0%, which were significantly higher than 28.6% and 46.2% of FFDM(P<0.05). Conclusion DBT shows a greater value than FFDM in the diagnosis of distortion of breast structure.
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创伤性脑损伤(TBI)是一种严重的神经系统疾病，也是致死和致残最常见的原因之一[1]。根据格拉斯哥昏迷评分法(GCS), TBI可分为轻型、中型和重型。全球数据[2-3]显示，每年有5 000万~6 000万人群遭受TBI, 其中重型创伤性脑损伤(sTBI)占10%~15%。急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是sTBI患者常见的并发症[4-6], 预后较差。因此，早期识别sTBI患者并发ARDS的高风险人群并进行干预，有利于改善患者预后，提高生存率。风险预测模型作为一种量化的风险评估工具，在医学领域应用越来越广泛。近年来，虽然一系列ARDS风险预测模型被开发出来，但目前研究对象主要集中于重症、急性胰腺炎等[7-9]患者，缺乏针对sTBI患者的研究，导致影响sTBI具体发病机制和治疗相关的特异性指标未被纳入分析。本研究构建sTBI患者并发ARDS的风险预测模型，目的是为临床早期评估sTBI患者并发ARDS风险提供方便可用的辅助工具，为制订个体化的ARDS预防和治疗方案提供科学依据。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
回顾性收集2017年1月—2023年12月扬州大学附属医院收治的所有sTBI患者的资料。纳入标准: ①年龄≥18周岁者; ② GCS评分≤8分者。排除标准: ①入院48 h内出院或死亡者; ②合并中毒、溺水、烧伤等其他严重创伤者; ③入院前已诊断为ARDS者。本研究已获得扬州大学护理学院伦理委员会审查通过(YZUHL20230023)。
1.2 方法
1.2.1 样本量计算
基于Logistic回归因变量事件数法(EPV)，即结局事件数量不少于协变量个数的10倍。根据既往研究[10-11]报道的sTBI患者发生ARDS有3~7个独立危险因素，结合20%~40%的发病率，同时考虑10%的失访率，确定本研究模型构建部分样本量为83~385例。根据POLDRACK R A等[12]推荐的模型构建与验证的比例要求，模型验证部分所需样本量为36~165例。本研究最终纳入371例sTBI患者，建模组和验证组分别为259例和112例。
1.2.2 数据收集
利用本院电子病历系统回顾性收集临床资料。①一般资料: 年龄、性别、吸烟史、饮酒史、既往病史。②生化指标: 体温、血压、脉搏、呼吸频率、经皮脉搏血氧饱和度(SpO2)、瞳孔、血红蛋白、血小板计数、白细胞计数、红细胞比容、凝血酶原时间、国际标准化比值、凝血酶时间、纤维蛋白原、D-二聚体、总蛋白、白蛋白、血清钠、血清钾、血清钙、pH值、血氧分压、二氧化碳分压、氧合指数、碱剩余、乳酸。③合并症: 是否合并胸部外伤、肺部感染、休克。④相关评分: GCS评分、急性生理学和慢性健康状况评价Ⅱ(APACHEⅡ)评分、头颅简明损伤评分、胸部简明损伤评分。⑤病程中治疗相关资料: 呕吐、急诊颅脑手术、急诊气管插管、入院12 h是否输血、输血类型、入院24 h液体入量、机械通气、中线移位。本研究中心在sTBI患者入重症监护室(ICU)时记录其生命体征及体格检查情况，同时留取血液标本进行实验室检验。首次CT检查在sTBI患者入抢救室后和转入ICU前进行。本研究生化指标均为转入ICU时的首次检查结果，影像学资料为转抢救室后、转入ICU前首次CT检查结果。临床病例资料均选择患者入院24 h内的数据，涉及多次评分的记录24 h内最差结果。
1.2.3 诊断标准
有关ARDS的诊断标准参考2023年发表在《美国呼吸和危重病医学杂志》上的全球新定义[13]。①插管患者: 参考柏林定义; ②非插管患者: 经鼻高流量氧疗(HFNO)≥ 30 L/min或无创正压通气与持续气道正压通气的比值(NIV/CPAP)时呼气末正压(PEEP)≥ 5 cmH2O且满足低氧血症诊断标准; ③ SpO2≤97%时, SpO2与吸入氧浓度(FiO2)比值(SpO2/FiO2)≤315 mmHg (1 mmHg=0.133 kPa)。
1.3 统计学方法
符合正态分布的连续变量采用(x±s)表示，反之则采用中位数及四分位距(IQR)表示。计数资料采用[n(%)]表示。使用最小绝对收缩和选择算子(LASSO)回归分析后进行多因素Logistic回归分析，筛选最有预测价值的变量纳入模型。采用受试者工作特征(ROC)曲线、曲线下面积(AUC)、Hosmer-Lemeshow检验、校准曲线以及临床决策曲线(DCA)评价模型性能。所有数据分析均通过R4.2.2软件完成，P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 sTBI患者一般资料
371例sTBI患者中，发生ARDS的患者121例，未发生ARDS的患者250例; 男247例，女124例; 中位年龄59(48.5, 69.0)岁，见表 1。2组患者心率、呼吸频率、瞳孔、SpO2、GCS评分、APACHEⅡ评分、头颅简明损伤评分、胸部简明损伤评分、急诊插管、肺部感染、合并胸部外伤、中线移位、入院12 h内输血、入院24 h液体入量、休克、机械通气、血红蛋白量、红细胞比容、白细胞计数、凝血酶原时间、国际标准化比值、总蛋白、白蛋白、血清钙、氧合指数、碱剩余比较，差异有统计学意义(P < 0.05)。
表 1 2组患者临床资料比较[n(%)][M(P25, P75)]资料 总计(n=371) 未发生ARDS组(n=250) 发生ARDS组(n=121) P 年龄/岁 59.0(48.5, 69.0) 59.0(50.0, 69.0) 58.0(47.0, 67.0) 0.397 男 247(66.6) 159(63.6) 88(72.7) 0.103 吸烟史 82(22.1) 52(20.8) 30(24.8) 0.462 饮酒史 81(21.8) 54(21.6) 27(22.3) 0.982 高血压病史 92(24.8) 60(24.0) 32(26.4) 0.702 糖尿病病史 30(8.1) 21(8.4) 9(7.4) 0.908 肺部疾病史 65(17.5) 39(15.6) 26(21.5) 0.210 收缩压/mmHg 142.0(123.0, 163.0) 142.0(126.0, 162.0) 142.0(119.0, 167.0) 0.739 舒张压/mmHg 84.0(71.0, 96.0) 84.0(74.0, 95.0) 84.0(69.0, 101.0) 0.761 心率/(次/min) 85.0(72.0, 99.0) 82.0(70.0, 96.8) 88.0(75.0, 100.0) 0.019 体温/℃ 36.5(36.4, 36.8) 36.5(36.4, 36.8) 36.5(36.3, 36.8) 0.547 呼吸频率/(次/min) 19.0(16.5, 22.0) 19.0(16.3, 21.0) 20.0(17.0, 23.0) 0.035 瞳孔>5mm 97(26.1) 49(19.6) 48(39.7) < 0.001 SpO2/% 98.0(96.0, 100.0) 100.0(98.0, 100.0) 98.0(94.0, 100.0) < 0.001 GCS评分/分 6.0(4.0, 8.0) 7.0(5.0, 8.0) 5.0(3.0, 7.0) < 0.001 APACHE Ⅱ评分/分 20.0(15.0, 24.0) 18.0(13.3, 23.0) 23.0(19.0, 26.0) < 0.001 头颅简明损伤评分/分 3.0(3.0, 4.0) 3.0(3.0, 4.0) 4.0(3.0, 4.0) < 0.001 胸部简明损伤评分/分 0.0(0.0, 3.0) 0.0(0.0, 3.0) 1.0(0.0, 3.0) < 0.001 急诊颅脑手术 191(51.5) 126(50.4) 65(53.7) 0.625 急诊插管 189(50.9) 110(44.0) 79(65.3) < 0.001 呕吐 183(49.3) 121(48.4) 62(51.2) 0.688 肺部感染 265(71.4) 151(60.4) 114(94.2) < 0.001 合并胸部外伤 168(45.3) 99(39.6) 69(57.0) 0.002 中线移位 191(51.5) 110(44.0) 81(66.9) < 0.001 入院12 h内输血 163(43.9) 91(36.4) 72(59.5) < 0.001 入院12 h输注红细胞 121(32.6) 67(26.8) 54(44.6) 0.001 入院12 h输注冷沉淀凝血因子 112(30.2) 57(22.8) 55(45.5) < 0.001 入院12 h输注血浆 140(37.7) 74(29.6) 66(54.5) < 0.001 入院24 h液体入量/mL 2 761.0(2 260.0, 3 551.0) 2 581.6(2 087.3, 3 006.8) 3 549.0(2 805.3, 4 253.0) < 0.001 休克 48(12.9) 22(8.8) 26(21.5) 0.001 机械通气 319(86.0) 200(80.0) 119(98.3) < 0.001 血红蛋白量/(g/L) 131.0(114.0, 144.0) 133.0(116.0, 145.0) 127.0(109.0, 141.0) 0.045 红细胞比容/% 38.8(34.4, 42.4) 39.5(35.1, 42.5) 37.6(32.2, 41.8) 0.043 白细胞计数(×109/L) 15.3(12.0, 19.2) 14.9(11.9, 18.4) 16.8(12.1, 20.8) 0.014 血小板计数(×109/L) 172.0(135.0, 213.0) 172.5(137.0, 214.5) 171.0(128.0, 211.0) 0.651 凝血酶原时间/s 12.2(11.5, 13.4) 12.1(11.4, 13.0) 12.7(11.6, 13.9) 0.001 国际标准化比值 1.1(1.0, 1.2) 1.1(1.0, 1.13) 1.1(1.0, 1.2) 0.001 凝血酶时间/s 19.0(18.0, 21.0) 19.0(18.2, 20.7) 19.0(17.5, 21.1) 0.484 纤维蛋白原/(mg/dL) 1.9(1.5, 2.4) 1.9(1.5, 2.3) 1.9(1.3, 2.5) 0.896 D-二聚体/(μg/mL) 37.9(13.8, 80.0) 34.9(14.1, 76.3) 40.0(12.2, 80.0) 0.406 总蛋白/(g/L) 68.3(62.9, 73.4) 69.8(65.3, 74.0) 64.2(59.0, 70.9) < 0.001 白蛋白/(g/L) 40.9(36.5, 44.2) 42.1(38.2, 44.9) 37.5(33.9, 42.3) < 0.001 血清钠/(mmol/L) 138.5(135.7, 140.8) 138.5(135.7, 140.6) 138.4(135.7, 141.2) 0.786 血清钾/(mmol/L) 3.4(3.1, 3.7) 3.40(3.1, 3.7) 3.3(3.1, 3.7) 0.575 血清钙/(mmol/L) 2.2(2.1, 2.3) 2.2(2.1, 2.3) 2.1(2.0, 2.2) 0.004 葡萄糖/(mg/dL) 9.3(7.6, 11.4) 8.8(7.5, 11.4) 9.8(7.9, 11.3) 0.072 pH值 7.39(7.34, 7.43) 7.39(7.36, 7.43) 7.39(7.32, 7.43) 0.46 血氧分压/mmHg 130.0(90.5, 187.5) 132.5(94.0, 187.7) 115.0(83.0, 185.0) 0.079 二氧化碳分压/mmHg 38.0(34.0, 43.0) 39.0(35.0, 43.0) 37.0(33.0, 43.0) 0.241 氧合指数/mmHg 322.5(246.1, 424.3) 327.5(260.0, 425.8) 300.0(202.0, 398.0) 0.006 碱剩余/(mmol/L) -1.5(-3.9, 0.7) -1.3(-3.2, 0.8) -2.3(-4.7, 0.2) 0.025 乳酸/(mmol/L) 2.4(1.6, 3.5) 2.4(1.5, 3.3) 2.4(1.6, 4.1) 0.182 SpO2: 动脉血氧饱和度; GCS: 格拉斯哥昏迷评分法; APACHE Ⅱ: 急性生理与慢性健康评分系统Ⅱ; ARDS: 急性呼吸窘迫综合征。 2.2 sTBI患者并发ARDS影响因素的筛选
使用LASSO回归算法将52个变量压缩为6个预测因子，包括SpO2、GCS评分、头部简明损伤评分、急诊插管、肺部感染和入院24 h液体入量，见图 1。在LASSO回归筛选的基础上，对上述6个变量进行多因素Logistic回归分析，结果表明SpO2、肺部感染和入院24 h液体入量是sTBI患者发生ARDS的预测因子，见表 2。
表 2 sTBI患者并发ARDS的影响因素Logistic回归分析项目 B Wald OR 95%CI P SpO2 -0.097 5.757 0.908 0.839~0.982 0.016 GCS评分 -0.056 0.337 0.945 0.781~1.144 0.562 头颅简明损伤评分 0.505 3.111 1.657 0.945~2.906 0.078 急诊插管 -0.401 1.149 0.669 0.321~1.395 0.284 肺部感染 -2.105 10.740 0.122 0.035~0.429 0.001 入院24 h液体入量 0.001 21.364 1.000 885 1.000 509~1.001 260 < 0.001 2.3 sTBI患者并发ARDS风险预测模型的构建及效果评价
利用筛选出的3个预测因子构建sTBI患者并发ARDS风险预测模型，见图 2。建模组AUC为0.844(95%CI: 0.797 2~0.890 9), 验证组为0.780(95%CI: 0.692 6~0.867), 见图 3。使用Hosmer-Lemeshow检验和校准曲线对模型校准度和拟合度进行评价，见图 4。建模组和验证组Hosmer-Lemeshow检验结果拟合度良好(χ2=10.373, P=0.240; χ2=13.21, P=0.105)。建模组和验证组的DCA结果显示，阈值概率分别为0%~72%和0%~50%时有净获益，见图 5。
3. 讨论
本研究运用LASSO-Logistic回归方法筛选了sTBI患者并发ARDS的相关影响因素，并成功构建了列线图模型，随后从多方面验证其性能。本研究最终确定了3个易于获取且与sTBI患者并发ARDS密切相关的因素: SpO2、肺部感染以及入院24 h液体入量。这些变量与ARDS患者的临床特征和诱因相吻合，有助于医护人员预测sTBI患者ARDS的发生风险。建模组与验证组的AUC均超过0.7, 表明该模型在预测sTBI患者ARDS发病风险方面具有较高的准确性。同时，建模组与验证组的Hosmer-Lemeshow检验P值均大于0.05, 且校准曲线显示模型预测的ARDS发生概率与实际情况相符。此外，建模组与验证组的阈值概率分别为0%~72%和0%~50%时有净获益，提示当预测概率在此区间时，医护人员可依据模型计算出的各预测因子得分及ARDS发病概率，结合患者具体临床症状和疾病进展，持续监测可能导致sTBI患者继发ARDS的高危因素，并据此实施个性化干预措施，使患者最大化获益。
本研究结果表明, SpO2、肺部感染和入院24 h液体入量是sTBI患者并发ARDS的影响因素。其中，入院24 h液体入量被认为是导致ARDS的首要影响因素。PAN P等[14]指出，在复苏阶段，大量静脉注射可能会导致肺部继发性损伤，是ARDS发生的高危因素之一，与本研究结果一致。严重创伤会造成sTBI患者血脑屏障的破坏和失血性休克的发生[15-16], 引起脑灌注压(CPP)和血压大幅波动。这种情况下，通过补充液体来维持sTBI患者脑灌注和机体有效循环血量至关重要。但短期内快速大量静脉注射，肺血容量急剧上升，会导致肺泡毛细血管内皮及上皮细胞的损伤，增加肺泡毛细血管屏障的通透性，使肺泡液体渗出增多，减少空气与肺泡上皮细胞的接触面积，影响血氧交换，从而导致ARDS的发生。研究[17]发现，每日液体量的增加与sTBI患者更高的ICU病死率以及更差的功能预后相关。因此, sTBI患者的液体管理应根据个体量身定制，在评估血流动力学和脑灌注情况后，选择合适的液体策略。
本研究结果显示，入院时低SpO2是sTBI患者发生ARDS的危险因素之一，与TARAN S等[18]的研究结果一致，可能是因为缺氧改变了sTBI患者肺部的免疫状态，促进炎症反应发生并破坏组织屏障[19], 从而增加了ARDS的发生风险。通过监测sTBI患者血氧含量，能够及时评估其呼吸功能和脑功能状态，调整治疗措施，有助于预防低氧血症引发的肺损伤和继发性脑损伤。目前，动脉血气监测仍是临床上诊断低氧血症的“金标准”。但由于资源受限时无法及时进行动脉血气分析[13], 且已有研究[20-21]证实SpO2/FiO2和动脉氧分压[pa(O2)]与FiO2的比值(P/F)存在较强的相关性。ARDS的全球新定义[13]允许在资源有限的情况下，使用SpO2作为pa(O2)的替代指标来诊断低氧血症，提示SpO2监测或可成为早期识别ARDS发生的重要工具。
既往研究[22]明确指出，大约半数ARDS患者归因于肺部感染。本研究发现，肺部感染是sTBI患者发生ARDS的重要危险因素之一。肺部炎症反应严重时，可导致肺组织广泛受损，特别是肺泡上皮和肺血管内皮的损伤，将直接干扰肺部通气与换气功能，从而显著提高ARDS的发病风险。sTBI患者发生肺部感染的原因多样，但主要归结为2个方面: 一是机械通气的使用，二是合并胸部创伤[23]。由于sTBI患者病情通常较为危重，机械通气成为维持其呼吸功能的重要手段。然而，呼吸机的介入往往会破坏患者原有气道屏障，加之患者可能因意识障碍或神经系统损伤而咳嗽无力，使得呼吸机相关性肺炎的发生率显著增大。研究[24-25]表明，约20%的颅脑损伤患者会同时合并胸部创伤，肺部感染成为最常见的并发症之一。胸部创伤可导致肺部结构和功能损害，进一步增大肺部感染风险。因此，在sTBI患者治疗过程中，必须高度重视其胸部创伤情况和气道管理。优化呼吸机设置、加强气道护理、及时清除呼吸道分泌物、合理使用抗生素等措施，可以有效降低肺部感染发生率，进而降低sTBI患者发生ARDS的风险。同时，对于合并胸部创伤的患者，应更加密切地监测肺部情况，采取积极预防和治疗措施，以保障患者呼吸功能和生命安全。
尽管本研究构建的模型在多方面表现良好，能够较为准确地预测sTBI患者发生ARDS的风险，但仍存在一些局限性。首先，本研究为单中心研究，结果的广泛适用性有待商榷，未来需纳入多中心数据对模型进行进一步优化和验证; 其次，作为一项回顾性研究，部分数据的缺失限制了对所有潜在危险因素的全面考量，可能对模型的预测能力产生一定影响; 最后，模型目前仅完成了内部验证，在不同地区、不同患者群体中的适用性尚未明确，未来需开展外部验证以评估其普适性和可靠性。
综上所述，本研究基于SpO2、肺部感染和入院24 h液体入量构建的预测模型能够帮助ICU医护人员筛选sTBI患者中可能发生ARDS的高风险人群，早期积极干预能够降低ARDS的发生率，改善患者预后。
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