不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師測(cè)量顱內(nèi)動(dòng)脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)的一致性分析

耿介文 吉喆 沈杰 李利 張鴻祺

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的患病率在人群中很高，0.4%～6.0%的成年人患有動(dòng)脈瘤[1-2]。動(dòng)脈瘤的年破裂率為0.1%～2.4%[2-4]，發(fā)生出血后的總體病死率可高達(dá)50%[4]。如果不及時(shí)治療，幾小時(shí)內(nèi)再出血率和1個(gè)月內(nèi)再出血率分別高達(dá)15%和40%[4]。因此，對(duì)于顱內(nèi)未破裂動(dòng)脈瘤，評(píng)估破裂風(fēng)險(xiǎn)尤為重要，其中最重要的是動(dòng)脈瘤的形態(tài)學(xué)評(píng)估。動(dòng)脈瘤的長(zhǎng)徑、高度、寬度、縱橫比、入射角度、長(zhǎng)寬比及瘤頸寬度等動(dòng)脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)在臨床中最為常用[5-10]，用于破裂風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)及手術(shù)術(shù)前規(guī)劃等臨床評(píng)估。對(duì)于這些形態(tài)學(xué)參數(shù)的具體含義可見(jiàn)本中心前期文獻(xiàn)報(bào)道[11]。

在既往多項(xiàng)關(guān)于動(dòng)脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量的研究中，主要是由兩名或兩名以上介入放射科醫(yī)師在三維重組的DSA數(shù)據(jù)上進(jìn)行互盲的測(cè)量并取平均值[12-14]，但較少有研究涉及到神經(jīng)介入放射科醫(yī)師的具體從業(yè)時(shí)間。不同經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師是否因選取角度不同而得出不一樣的測(cè)量結(jié)果，及醫(yī)師的測(cè)量經(jīng)驗(yàn)是否在測(cè)量的準(zhǔn)確性中起決定作用仍不得而知。本研究擬比較不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師在動(dòng)脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量中的一致性。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象

回顧性連續(xù)納入首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院神經(jīng)外科單中心連續(xù)1個(gè)月(2017年4月1日至4月31日)治療的顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者28例，對(duì)所有動(dòng)脈瘤進(jìn)行工作站DSA數(shù)據(jù)收集。DSA數(shù)據(jù)納入標(biāo)準(zhǔn)：包含三維旋轉(zhuǎn)Dicom數(shù)據(jù)動(dòng)脈瘤；囊狀動(dòng)脈瘤。排除標(biāo)準(zhǔn)：DSA影像學(xué)質(zhì)量差，重組效果不佳數(shù)據(jù)(如重組后出現(xiàn)較大缺損)；夾層動(dòng)脈瘤、梭形動(dòng)脈瘤；既往治療過(guò)的復(fù)發(fā)動(dòng)脈瘤等。最終共收集24例患者，共27個(gè)動(dòng)脈瘤斷層Dicom文件。

連續(xù)入組的24例動(dòng)脈瘤患者中，男5例(20.8%)，女19例(79.2%)；年齡32～73(54±9)歲。27個(gè)動(dòng)脈瘤中，側(cè)壁動(dòng)脈瘤16個(gè)(59.3%)，分叉部動(dòng)脈瘤11個(gè)(40.7%)；按動(dòng)脈瘤部位劃分：海綿竇段動(dòng)脈瘤1個(gè)(3.7%)，床突段動(dòng)脈瘤1個(gè)(3.7%)，眼動(dòng)脈段動(dòng)脈瘤4個(gè)(14.8%)，后交通段動(dòng)脈瘤8個(gè)(29.6%)，頸內(nèi)動(dòng)脈末端動(dòng)脈瘤1個(gè)(3.7%)，大腦中動(dòng)脈瘤4個(gè)(14.8%)，前交通動(dòng)脈動(dòng)脈瘤4個(gè)(14.8%)，基底動(dòng)脈尖端動(dòng)脈瘤3個(gè)(11.1%)及椎動(dòng)脈瘤1個(gè)(3.7%)。所有動(dòng)脈瘤斷層Dicom數(shù)據(jù)在本院影像工作站上可以加載斷層數(shù)據(jù)，并可在工作站三維重組模塊(CREALIFE,ANYTHINK Angio-3D)進(jìn)行斷層數(shù)據(jù)的重組及測(cè)量。

1.2 研究方法

3名不同經(jīng)驗(yàn)的神經(jīng)介入放射科醫(yī)師在三維重組的DSA數(shù)據(jù)上對(duì)27個(gè)動(dòng)脈瘤進(jìn)行互盲的測(cè)量，測(cè)量參數(shù)包括長(zhǎng)度類(lèi)形態(tài)學(xué)參數(shù)如動(dòng)脈瘤長(zhǎng)徑、高度、寬度、瘤頸寬度及角度類(lèi)如入射角度等形態(tài)學(xué)常用參數(shù)。動(dòng)脈瘤長(zhǎng)徑定義為從動(dòng)脈瘤頂部到頸部中點(diǎn)的最大距離；動(dòng)脈瘤高度是從頸部平面到動(dòng)脈瘤表面的最大距離；動(dòng)脈瘤寬度是垂直于動(dòng)脈瘤長(zhǎng)徑的最長(zhǎng)距離；瘤頸寬度指頸部平面的最長(zhǎng)直徑；動(dòng)脈瘤入射角度指沿著血流方向的載瘤動(dòng)脈軸心線(xiàn)與動(dòng)脈瘤主軸(可認(rèn)為是動(dòng)脈瘤長(zhǎng)徑所在徑線(xiàn))之間的角度[8](圖1)。

3名神經(jīng)介入放射科醫(yī)師從事腦血管病方面工作年限分別為<5年(3年)、5～10年(9年)及>10年(13年)。測(cè)量步驟：工作站調(diào)取患者DSA斷層數(shù)據(jù)文件；斷層數(shù)據(jù)文件進(jìn)行工作站三維模塊軟件重組，生成血管影像；測(cè)量醫(yī)師旋轉(zhuǎn)三維影像，選擇自己認(rèn)為合適的工作角度；按照定義進(jìn)行形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量，并將測(cè)量的參數(shù)記錄在統(tǒng)計(jì)表格內(nèi)，測(cè)量圖片截圖留存。每名醫(yī)師測(cè)量2次，取平均值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 3名不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師測(cè)量結(jié)果一致性比較

一致性檢驗(yàn)結(jié)果顯示，3名不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師測(cè)量結(jié)果在動(dòng)脈瘤長(zhǎng)徑、高度、瘤頸寬度及寬度4組形態(tài)學(xué)參數(shù)中均保持極好的一致性(ICC=0.936～0.995)；入射角度方面，5年以?xún)?nèi)經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師與5～10年之間經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師一致性中等(ICC=0.561)，但均與10年以上醫(yī)師一致性較差(ICC分別為 0.465、 0.284)(表1)。

表1 不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師對(duì)27個(gè)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量結(jié)果的兩兩間類(lèi)內(nèi)相關(guān)系數(shù)

2.2 3名不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師測(cè)量結(jié)果的差異性分析

K-W秩和檢驗(yàn)結(jié)果顯示，3名醫(yī)師在測(cè)量動(dòng)脈瘤長(zhǎng)徑、高度、瘤頸寬度及寬度 4個(gè)方面測(cè)量值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)，但入射角度測(cè)量值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.006；表2)，且在不同的工作角度下進(jìn)行入射角度的測(cè)量，差異較大(圖2)。

表2 不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師對(duì)27個(gè)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量結(jié)果比較

3 討論

動(dòng)脈瘤的形態(tài)學(xué)參數(shù)對(duì)于動(dòng)脈瘤破裂風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、動(dòng)脈瘤治療決策、介入術(shù)中栓塞材料大小的選取以及術(shù)后隨訪觀察均有十分重要的意義。國(guó)外的研究開(kāi)始應(yīng)用智能化的測(cè)量模式進(jìn)行形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量，并提出了一些新的衍生參數(shù)[16-17]，但目前大多數(shù)研究還是采取動(dòng)脈瘤圖像上的直接測(cè)量，這種測(cè)量的優(yōu)勢(shì)在于直觀、簡(jiǎn)便。然而有研究表明，這種測(cè)量極大地受醫(yī)師測(cè)量工作視角的影響，導(dǎo)致不同醫(yī)師測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差[15]。本研究通過(guò)3名不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師對(duì)動(dòng)脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師測(cè)量結(jié)果是否存在差異進(jìn)行了研究與分析。

3.1 長(zhǎng)度類(lèi)形態(tài)學(xué)參數(shù)

將瘤長(zhǎng)、瘤寬、頸寬等單位為長(zhǎng)度測(cè)量單位的形態(tài)學(xué)參數(shù)統(tǒng)稱(chēng)為長(zhǎng)度類(lèi)形態(tài)學(xué)參數(shù)。本研究結(jié)果表明，對(duì)于給出了定義的長(zhǎng)度類(lèi)形態(tài)學(xué)參數(shù)，不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師測(cè)量結(jié)果差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師之間有較好的測(cè)量一致性。通過(guò)這一結(jié)果我們可以得出結(jié)論，即既往形態(tài)學(xué)參數(shù)相關(guān)研究中多名醫(yī)師測(cè)量取平均值的方法在長(zhǎng)度類(lèi)形態(tài)學(xué)參數(shù)中是可行的，無(wú)需考慮測(cè)量醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題。另一方面原因可能是，不同經(jīng)驗(yàn)的測(cè)量醫(yī)師有著相似的測(cè)量習(xí)慣，如將動(dòng)脈瘤三維圖像旋轉(zhuǎn)至與載瘤動(dòng)脈于在同一平面時(shí)進(jìn)行測(cè)量，導(dǎo)致不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師在測(cè)量長(zhǎng)度方面也可以具有很好的一致性。

3.2 角度類(lèi)形態(tài)學(xué)參數(shù)

與長(zhǎng)度類(lèi)形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量所不同的是，不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師間入射角度測(cè)量值有比較大的差異，原因可能為不同工作角度測(cè)量對(duì)于動(dòng)脈瘤入射角度值影響更大，遠(yuǎn)大于長(zhǎng)度類(lèi)參數(shù)。

此外，對(duì)于形態(tài)學(xué)復(fù)雜尤其是伴有多個(gè)小阜或子瘤的動(dòng)脈瘤，其瘤內(nèi)血流方向難以確定，不同醫(yī)師評(píng)價(jià)動(dòng)脈瘤主軸方向可能得到不同結(jié)論。Baharoglu等[8]在其研究中認(rèn)為，動(dòng)脈瘤瘤內(nèi)最長(zhǎng)徑方向?yàn)檠鞯娜肷浞较?，但這種主軸方向的判斷可能會(huì)有較大誤差，得到的方向向量與血流真正入射的方向相差較遠(yuǎn)。因此對(duì)于復(fù)雜動(dòng)脈瘤入射角的判斷目前仍無(wú)定論。

由此可見(jiàn)，動(dòng)脈瘤入射角度的概念在提出之時(shí)很有可能忽略了工作角度及動(dòng)脈瘤復(fù)雜程度對(duì)于入射角度測(cè)量的影響，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不夠精密。既往一些關(guān)于入射角度與動(dòng)脈瘤破裂風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)性的研究中，入射角度測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性可能應(yīng)被質(zhì)疑。進(jìn)一步改進(jìn)的方法包括進(jìn)一步精細(xì)定義入射角度的概念，或利用人工智能的方法讓機(jī)器不斷學(xué)習(xí)入射角度的測(cè)量，從而給出統(tǒng)一的測(cè)量方法。

由本研究可以得到，不同經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師對(duì)于動(dòng)脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量中的長(zhǎng)度類(lèi)參數(shù)，其測(cè)量一致性較高，而對(duì)于入射角度的測(cè)量，其一致性較差，既往關(guān)于入射角度的相關(guān)研究中，測(cè)量精確度應(yīng)進(jìn)一步驗(yàn)證。