计算机辅助诊断技术在成人皮肤癌诊断中的准确性如何?

提高皮肤癌诊断水平为什么很重要?

皮肤癌有多种类型,包括黑色素瘤、鳞状细胞癌(SCC)和基底细胞癌(BCC)。其中黑色素瘤是高危种类之一。如未及时发现 ,会延误治疗,这就有可能导致黑色素瘤,扩散到身体的其他器官并可能导致死亡。皮肤鳞状细胞癌(cSCC)和基底细胞癌危险性更小,因为它们通常是局部的(与黑色素瘤相比,扩散到身体其他部位的可能性更低)。但是,如未及早发现,cSCC也会扩散到身体的其他部位,而BCC则会导致毁容。实际没患癌却被诊断为皮肤癌(假阳性结果)则可能会带来不必要的手术和其他检查,并可能给患者带来压力和焦虑。漏诊皮肤癌可能会导致治疗方法错误或延误有效治疗。

本综述的目的是什么?

此Cochrane系统综述旨在评价计算机辅助诊断技术(CAD)在黑色素瘤、BCC或cSCC诊断中的准确性。本综述还比较了两种不同类型的CAD的准确性,并与医生使用手持式发光显微镜(皮肤管镜或皮肤镜)诊断的准确性进行了比较。为了回答这些问题,我们纳入了42项研究。

本综述研究了什么?

皮肤癌专家可使用的工具很多,与仅凭肉眼检查相比,使用这些工具可以获得更详细的皮肤检查信息。目前,大多数皮肤癌专家使用的是皮肤镜,通过使用强光源放大皮损(与周围皮肤相比,外观异常的痣或皮肤区)进行诊断。皮肤管镜或其他技术使用光照来描述一块皮损区的特征(光谱分析),CAD检测利用计算机系统对所获得的皮损信息进行分析,从而得出是否存在皮肤癌的结论。我们所纳入的CAD系统从皮损的皮肤镜影像种获取信息(Derm-CAD),或使用光谱分析数据。大多数光谱分析的研究使用多光谱成像技术(MSI-CAD)的数据,这些研究是本综述的重点。当皮肤癌专家使用肉眼或肉眼加皮肤镜检查到一处可疑皮损时,单独使用CAD系统结果就可以诊断是否患有皮肤癌,这是所谓的基于CAD的诊断;或者,医生在肉眼检查某处皮损时结合使用了CAD的分析来帮助做出诊断,这就是CAD辅助诊断。研究者还考查了在肉眼和皮肤镜检查之余使用CAD系统对皮肤癌诊断的作用如何。

本综述的主要结果是什么?

本综述纳入了42项关于黑色素瘤CAD系统诊断的研究。没有足够的证据确定CAD系统对BCC(3项研究)和cSCC(1项研究)诊断的准确度。

黑色素瘤诊断的Derm-CAD结果

Derm-CAD的主要结果是基于22项研究,包括8992例皮损。

在1000例皮损中,有200例(20%)被确诊为黑色素瘤,结果显示:

-将有386人的Derm-CAD检查结果为患有黑色素瘤,其中206人(53%)实际上并未患黑色素瘤(假阳性结果)。

-338人的Derm-CAD检查结果显示无黑色素瘤,其中20人(3%)实际患黑色素瘤(假阴性结果)。

没有证据显示,皮肤镜和Derm-CAD在检测和排除黑色素瘤方面有差异。

MSI-CAD诊断黑色素瘤的结果

MSI-CAD的主要结果是基于8项研究,包括2401例皮损。在一组1000人当中,其中200人(20%)真的患有黑色素瘤,那么:

-637人的Derm-CAD检查结果为患有黑色素瘤,其中451人(71%)实际上并未患黑色素瘤(假阳性结果)。

-363人的MSI-CAD检查结果为患有黑色素瘤,其中14人(4%)实际患有黑色素瘤(假阴性结果)

MSI-CAD可检测出更多数量的黑色素瘤,但也可能造成更多的假阳性结果(增加不必要的手术)。

本综述中各项研究结果的可信度如何?

研究报告的不完整性使我们很难判断其可信度。很多研究都存在重大局限。有些研究只纳入了特定类型的皮损,或排除了那些难以诊断的皮损。关键在于,大多数研究只纳入了有活检结果的皮损,这意味着医生实际上只看到了一部分皮损案例,而这些研究也只涵盖了这些有限的案例。这些特征可能导致CAD系统看起来比实际更准确或更不准确。

本综述的结果受众是谁?

研究主要在欧洲(29项,69%)和北美(8,19%)进行。黑色素瘤患者的平均年龄在32岁到49岁之间(42项研究中的6项汇报了受试者年龄)。最终确诊为黑色素瘤的患者比例为1%-52%不等。并非总能判断,受试者患疑似患有皮肤癌是仅仅基于临床检验、还是临床检验加皮肤管镜检查。几乎所有研究都是针对在专科门诊而非基础医疗就医的皮损人群。

本综述有何启示?

CAD系统似乎可以准确地把在临床检查(肉眼和皮肤镜检查)基础上被选作切除部位的皮损识别为黑色素瘤。可能有些CAD系统识别的黑色素瘤数量比医生使用皮肤镜影像还多。但是,CAD系统产生的假-阳性结果也比皮肤镜技术多,可能会造成不必要手术的激增。目前还不清楚CAD在检测BCC和cSCC皮肤癌方面的表现如何。还需要更多研究来评估基础医疗医生和皮肤专科医生使用CAD诊断皮肤癌与使用皮肤镜的面对面诊断。

本系统综述的最新进展如何?

本综述的作者检索并使用截止于2016年8月发表的相关研究。

*在这些研究中,活检、临床随访或专科临床医生诊断是参照标准(最终确诊的手段)。

结论: 

在高度选择性的患者群体中,所有CAD类型都表现出高灵敏度,并可支撑专家诊断,以帮助减少漏诊黑色素瘤的风险。但是,目前的证据基础还太薄弱,无法解释CAD系统输出是否改变实际的临床决策。关于社区情境下的CAD使用或CAD检测角化细胞癌,目前没有还足够数据。每个诊断系统的证据基础有限,无法得出能适用于实践的结论。未来需开展前瞻性的比较研究:通过与面对面皮肤镜检查作比较,评估已被作为诊断辅助工具的CAD系统的使用情况,并在实际会用到CAD的代表性受试者人群中进行。

阅读摘要全文
背景: 

所有类型的皮肤癌,及早发现对于指导适当的治疗、减少发病率和提高生存率都至关重要。黑素瘤和鳞状细胞癌(SCC)都是高危皮肤癌,有可能转移并最终导致死亡,而基底细胞癌(BCC)通常是局部的,有可能浸润和破坏周围组织。对漏诊早期病例的焦虑应与不适当的转诊和不必要的良性皮损切除相平衡。计算机辅助诊断(CAD)系统使用人工智能分析皮损数据,得出皮肤癌诊断结果。在非转诊的情况下(基础医疗),CAD可以帮助全科医生(GPs)或其他临床医生更有效地把高危皮损归到二级护理中。临床检查和皮肤镜检查结果显示疑似恶性肿瘤,同时再使用CAD,可以减少不必要的皮肤切除,同时也不漏诊黑色素瘤。

目的: 

为了确定CAD系统在诊断成人皮肤侵袭性黑色素瘤和表皮内非典型黑色素细胞变异、BCC或cSCC时的准确度,并将其与皮肤镜技术的准确度相比较。

检索策略: 

我们对下列数据库进行了全面检索,截止至2016年8月。Cochrane对照试验中心注册库(CENTRAL);MEDLINE;Embase;CINAHL; CPCI;Zetoc;科学引文索引(Science Citation Index);美国国家卫生研究院在研试验注册中心(US National Institutes of Health Ongoing Trials Register);NIHR临床研究网络组合数据库( NIHR Clinical Research Network Portfolio Database)以及世界卫生组织国际临床试验注册平台。我们研究了相关研究的参考文献列表和已发表的系统综述文章。

纳入标准: 

纳入了包括以下任何一项设计的研究:单独评估CAD,或与皮肤镜进行对比,成人皮损疑似为黑色素瘤或BCC或cSCC,与参考标准的组织学诊断或临床随访相比较。

资料的收集与分析: 

本综述的两位作者使用标准化数据提取和质量评估表格(基于QUADAS-2)独立提取所有数据。当目标条件或诊断阈值的相关信息缺失时,我们与被纳入的研究的作者们取得联系核实。使用二元变量层次模型,按照CAD系统的类型,分别估计了总体灵敏度和特异性。把CAD与皮肤镜对比,使用(a)现有的所有CAD数据(间接比较);和(b)对两项检测提供了配对数据的研究(直接比较)。在灵敏度分析中,测试了人工决策对CAD诊断准确性的贡献,灵敏度分析剔除了那些把CAD结果交给医生以指导其诊断决策的研究。

主要结果: 

共纳入了42项研究,其中24项评估了基于电子皮肤管镜的CAD系统(Derm-CAD),23个研究群组,共包括9602例皮损(1220例黑色素瘤,至少83例BCC,9例cSCC),为Derm-CAD提供32个数据集,皮肤镜7个数据集。18项研究评估了基于光谱学的CAD系统(Spectro-CAD),16个研究群组,共包括6336例皮损(934例黑色素瘤,163例BCC,49例cSCC),为Spectro-CAD提供32个数据集,皮肤镜6个数据集。这些研究中有15项使用多光谱成像(MSI),2项使用电阻抗光谱(EIS),1项使用漫反射光谱。研究报告不完整,其各方面偏倚风险不明或高。由于大量低质量的研究、不良的研究报告、高度选择性的受试人群,所纳入的研究未能充分解决本综述的问题。

我们发现,所有CAD系统在软硬件技术上、分类算法的类型上、训练算法的方法上、CAD系统所提取和分析的皮损形态学特征上、甚至评价CAD系统的研究之间都存在极大差异。meta分析发现,CAD系统在正确识别高度选择性人群的皮肤侵袭性黑色素瘤和非典型表皮内黑色素细胞变异方面具有很高的灵敏度,但特异性低且变化很大,特别是Spectro-CAD系统。基于22项研究的合并数据,据估计,Derm-CAD对黑色素瘤检测的灵敏度为90.1%(95% 置信区间 (CI) 84.0% - 94.0%),特异性为74.3% (95% CI 63.6% - 82.7%)。基于8项研究的合并数据,据估计,多光谱成像CAD (MSI-CAD)的灵敏度为92.9% (95% CI 83.7%-97.1%),特异性为43.6% (95% CI 24.8%-64.5%)。用于1000例皮损的假设人群中,当观察到的黑色素瘤平均患病率为20%时,Derm-CAD会漏诊20例黑色素瘤,造成206例假阳性结果黑色素瘤。MSI-CAD会漏诊14例黑色素瘤,导致451例皮损被误诊为黑色素瘤。初步研究结果显示,在侵袭性黑色素瘤和非典型表皮内黑素细胞变异的诊断上,CAD系统至少和皮肤镜影像一样灵敏。由于研究数量匮乏,对于CAD在未转诊人群中的使用、CAD检测角化细胞癌的准确性、CAD在任何情境中作为诊断辅助工具的使用,我们无法下定论。

翻译备注: 

译者:肖琳 黄晓慧(江西财经大学);审校:李迅(北京中医药大学循证医学中心)。

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