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第一部分用于鉴别乳腺良恶性疾病的融合模型的建立与初步验证目的本研究将手术病理结果作为金标准,联合多源数据,包括患者的临床乳腺体格检查特征、乳腺X线摄影的传统语义特征及影像组学特征建立融合模型,用于鉴别乳腺良恶性疾病,并在独立的内部验证集和外部验证集中检验模型的效能。材料和方法本研究回顾性的连续收集2009年5月18日至2018年3月14日在东部战区总医院具有手术前乳腺X线检查图像和手术病理结果的患者,根据手术病理结果将其分为乳腺良性疾病组和乳腺恶性肿瘤组。同时收集患者包括乳腺体格检查特征的临床信息共12项,基于乳腺X线摄影图像的病灶传统语义特征共12项,基于乳腺X线检查图像的病灶影像组学特征共1576项,融合多源数据经L1正则化筛选特征后采用多元logistic回归方法建立融合模型,同时基于单源数据特征分别建立临床模型、语义模型和组学模型,采用十折交叉验证法分析比较各个模型的性能。收集泰州市人民医院2015年9月19日至2019年12月23日具有治疗前乳腺X线检查图像和手术病理结果的患者作为独立的外部验证数据集(数据集1)对模型进行验证。评估参数包括AUC(Area Under The Curve)值、敏感性、特异性、准确性、阳性预测值(Positive Predictive Value,PPV)和阴性预测值(Negative Predictive Value,NPV)。结果本研究纳入本院1226名乳腺患者建立模型,其中良性患者584例,恶性患者642例,泰州市人民医院97名患者,其中良性患者45例,恶性患者52例。融合模型由76个特征构成,包括临床特征8个,传统语义特征6个和组学特征62个。结果显示,在本院内部验证集中,临床模型、语义模型、组学模型和融合模型的 AUC 值分别为 0.817(95%CI:0.794~0.838)、0.821(95%CI:0.798~0.842)、0.815(95%CI:0.792~0.836)和 0.900(95%CI:0.882~0.917),准确性分别为0.745、0.745、0.746和0.824。在数据集1中,临床模型、语义模型、组学模型和融合模型的AUC值分别为0.823(95%CI:0.702~0.910)、0.753(95%CI:0.655~0.835)、0.833(95%CI:0.744~0.901)和 0.860(95%CI:0.745~0.937),准确性分别为0.712、0.722、0.814和0.864。内外部验证集中诊断准确性和AUC值未表现出差异(P>0.05)。结论本研究基于多源数据建立了以手术病理结果作为金标准的融合模型,该模型的性能无论是在内部验证数据集中还是外部验证数据集中均表现出良好的诊断准确性和较高的AUC值。第二部分基于多源数据的融合模型的综合验证目的评估影响融合模型的诊断性能的因素,包括乳腺X线检查的设备和乳腺的密度。材料和方法回顾性连续收集拥有不同乳腺X线设备的宿迁市第一人民医院2015年12月1日至2020年9月16日具有治疗前乳腺X线检查图像和手术病理结果的患者(数据集2)和常州市第一人民医院2018年6月7日至2020年10月26日具有治疗前乳腺X线检查图像和手术病理结果的患者(数据集3),分别分析各模型的诊断效能。同时,根据乳腺密度ACR分类,将本院数据及数据集1-3按a型和b型归为非致密型乳腺组,c型和d型归为致密型乳腺组,分别验证各模型在不同密度乳腺组的诊断效能。评估参数包括AUC值、敏感性、特异性、准确性、PPV 和 NPV。结果数据集2共纳入患者118例,其中良性患者56例,恶性患者62例。数据集3共纳入患者188例,其中良性患者82例,恶性患者106例。本院非致密型乳腺患者有190例,致密型乳腺患者有1036例,数据集1非致密型乳腺患者16例,致密型乳腺患者81例,数据集2非致密型乳腺患者34例,致密型乳腺患者84例,数据集3非致密型乳腺患者44例,致密型乳腺患者144例。数据集2中,临床模型、语义模型、组学模型和融合模型的AUC值分别为0.837(95%CI:0.757~0.898)、0.887(95%CI:0.816~0.938)、0.872(95%CI:0.798~0.927)和 0.922(95%CI:0.858~0.963),准确性分别为 0.763、0.822、0.839 和 0.864。数据集3中,临床模型、语义模型、组学模型和融合模型的AUC值分别为0.848(95%CI:0.788~0.896)、0.904(95%CI:0.852~0.942)、0.715(95%CI:0.645~0.778)和 0.906(95%CI:0.855~0.944),准确性分别为 0.798、0.851、0.723 和 0.867。本院数据集非致密型乳腺组中,临床模型、语义模型、组学模型及融合模型的AUC值分别为 0.811(95%CI:0.748~0.864)、0.849(95%CI:0.790~0.897)、0.879(95%CI:0.824~0.921)和 0.918(95%CI:0.869~0.953),致密型乳腺组中,临床模型、语义模型、组学模型及融合模型的AUC值分别为0.801(95%CI:0.775~0.825)、0.799(95%CI:0.774~0.823)、0.793(95%CI:0.767~0.817)和 0.890(95%CI:0.869~0.908)。结论融合模型对于不同厂家的乳腺X线图像具有一定的容忍度,在不同密度乳腺组中均表现良好。