不同檢查者間應(yīng)用三維超聲測量成人腎臟體積的重復(fù)性研究

李楠，王一茹，田曉琦，梁舒媛，林林，李秋洋，羅渝昆，唐杰,*

1.解放軍醫(yī)學(xué)院，北京 100853；2.解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心超聲診斷科，北京 100853； *通訊作者 唐杰 txiner@vip.sina.com

確定腎臟體積在腎臟相關(guān)疾病的診療中具有重要作用，由于某些疾病的治療是基于對腎臟體積的連續(xù)性測量的結(jié)果做出的，這些測量結(jié)果提供了疾病進(jìn)展、穩(wěn)定或消退的信息[1]，因此，臨床上需要一種快捷、準(zhǔn)確、無創(chuàng)且最好無放射性或無需應(yīng)用對比劑的影像學(xué)檢查方法[2]。

二維超聲是測量腎臟大小的首選方法，其測量獲得腎臟最大長徑、前后徑和左右徑，應(yīng)用橢球公式（寬×長×高×π/6）得出腎臟體積，但這種方法往往低估了腎臟的實際體積[2-6]，而且觀察者間的重復(fù)性較差[7]。既往研究表明，三維超聲可以準(zhǔn)確地測量腎臟體積[1,7-10]，然而其在測量腎臟體積的過程中需要檢查者手動描記腎臟輪廓，測量結(jié)果存在一定的主觀性判斷，因此需要驗證不同檢查者間的重復(fù)性如何，以確定該方法的可靠性[11]。因此，本研究擬確定不同檢查者間三維超聲測量成人腎臟體積的重復(fù)性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 根據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)入選研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥18 歲；②無高血壓、糖尿病、腎病等慢性疾病史；③無腎臟手術(shù)病史。排除標(biāo)準(zhǔn)：①常規(guī)超聲發(fā)現(xiàn)占位性病變（如囊腫、腫瘤等）；②先天性腎臟畸形（如重復(fù)腎、融合腎等）；③患者因自身原因無法獲得清晰的三維腎臟超聲圖像。最終納入31 名正常成年人，其中男23 例，女8 例，平均年齡（51.6±7.3）歲。

1.2 儀器 采用Philips EPIQ 7 高端彩色多普勒超聲診斷儀，三維成像通過EPIQ 7 完成，探頭X6-1，頻率1～6 MHz，儀器配有QLAB 圖像處理軟件。

1.3 三維超聲檢查 本研究均由具有5 年以上超聲工作經(jīng)驗的醫(yī)師完成，受檢者取側(cè)臥位，檢查側(cè)上肢上舉放于頭部，探頭放置于側(cè)腰部，獲得清晰的腎臟長軸最大切面，最大長軸切面顯示方法：首先，整體掃查腎臟整體，尋找出腎長軸的方向，在此長軸切面上清楚地顯示腎臟的上下兩極及腎門結(jié)構(gòu)，向前或向后輕微側(cè)動探頭所顯示的切面腎臟長徑均小于該切面時的切面為腎臟長軸最大切面；然后進(jìn)入3D 模式，確保圖像包納整個腎臟，采集腎臟的容積數(shù)據(jù)時囑患者吸氣后屏住呼吸，并存儲DICOM 格式圖像于機(jī)器中，按照同樣的方法留存對側(cè)腎臟容積數(shù)據(jù)。

1.4 圖像處理 進(jìn)行圖像后處理的2 名檢查者A 和B 均由具備5 年以上超聲工作經(jīng)驗，且均由飛利浦超聲專業(yè)技術(shù)人員統(tǒng)一培訓(xùn)指導(dǎo)后完成。2 名醫(yī)師分別獨立完成圖像處理。

選擇三維圖像后進(jìn)入QLAB 軟件，選擇高級功能 菜單中的測量體積，選擇7 層橫切面估算體積，首先確定腎臟長徑，然后經(jīng)手動描記7 個層面腎臟橫斷面輪廓（圖1）后，軟件自動計算腎臟體積。

圖1 腎臟三維測量方法。A.確定腎臟最大長徑；B.對7 層橫切面中每層手動描記出腎臟輪廓

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用Empowerstats 與R 軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析；符合正態(tài)分布的連續(xù)變量以±s表示，采用配對t檢驗進(jìn)行比較；不符合正態(tài)分布的計量資料以中位數(shù)（四分位數(shù)間距）表示，采用秩和檢驗進(jìn)行比較。采用Pearson 相關(guān)分析評價不同測量指標(biāo)間的相關(guān)性；采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）和Bland-Altman分析法評價不同檢查者間測量指標(biāo)的一致性，P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 超聲測量結(jié)果 檢查者A 測量左腎體積為112.3～231.5 ml，平均（155.3±31.5）ml；右腎體積為73.6～305.4 ml，平均（155.9±47.3）ml。檢查者B 測量左腎體積為109.1～233.9 ml，平均（158.4±33.1）ml，右腎體積為78.4～302.1 ml，平均（155.6±46.6）ml（圖2）。2 名檢查者測量的左、右腎體積比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。

圖2 檢查者A 和B 測量的左、右腎臟體積分布

2.2 檢查者間測量左、右腎臟體積的相關(guān)性 檢查者A和B 測量左腎體積的相關(guān)性較好（r=0.976，95%CI0.950～0.988），見圖3A。檢查者A 和B 測量右腎體積的相關(guān)性較好（r=0.991，95%CI0.981～0.996），見圖3B。

圖3 檢查者A 和B 測量左腎體積（A）和右腎體積（B）的相關(guān)性。LKV.A 為檢查者A 測量的左腎體積，LKV.B 為檢查者B測量的左腎體積，RKV.A 為檢查者A 測量的右腎體積，RKV.B 為檢查者B 測量的右腎體積

2.3 檢查者間測量左、右腎臟體積的一致性 檢查者A和B測量左、右腎體積具有高度一致性（ICC=0.924、0.991）。

2.4 Bland-Altman 分析 Bland-Altman 分析結(jié)果顯示，檢查者A 和B 對于左、右三維腎臟體積的平均差值分別為（-3.08±7.27）ml 和（0.31±6.32）ml，檢查者A 和B 測得的左腎體積一致性95%CI為-17.61～11.45，右腎體積一致性95%CI為-12.33～12.95（圖4），提示檢查者A 和B 的測量結(jié)果具有較高的一致性。

圖4 檢查者A 和B 測量左腎體積（A）和右腎體積（B）的Bland-Altman 圖。LKV.A 為檢查者A 測量的左腎體積，LKV.B 為檢查者B 測量的左腎體積，RKV.A 為檢查者A 測量的右腎體積，RKV.B 為檢查者B 測量的右腎體積

3 討論

腎臟體積是臨床疾病診療中的重要定量參數(shù)，在諸多腎臟相關(guān)疾病的診療過程中，確定腎臟體積尤為重要，如在治療腎功能衰竭期間、在腎移植后隨訪、評估腎動脈狹窄程度、腎血管高壓、復(fù)發(fā)性尿路感染、單側(cè)腎切除術(shù)后隨訪[1]等。

盡管CT 和MRI 是測量腎臟體積最精確的影像學(xué)方法，但是CT 檢查具有放射性和造影劑潛在腎毒性，MRI 檢查費用較高且檢查時間長[10-11]，因此在臨床工作中測量腎臟體積最常用的方法是二維超聲。然而，傳統(tǒng)的橢球形公式估算的方法很可能低估了實際的腎臟體積[4-6,10]，因為實際的腎臟并非一個橢球形，且檢查者之間的測量一致性較差[7]。對于這個橢球形模型，Bakker 等[3]的研究表明，用于超聲測量結(jié)果的橢球公式所計算出的腎臟體積可能會導(dǎo)致系統(tǒng)地低估并且有較高的觀察者間的差異性。

三維超聲在心臟、婦科、胎兒、淺表器官、血管及兒童腎臟體積等中得到廣泛應(yīng)用[12-19]，同時較二維超聲也有很大的優(yōu)勢，如在一次掃查后獲得全部的測量圖像，可反復(fù)分析器官的解剖和異常情況，可以較精確地評估和監(jiān)測治療效果。既往研究表明三維超聲可以高精度地測量腎臟體積[1,7,11]，并可以減少體積誤差和觀察者間的差異性[20]。Kim 等[11]的一項研究證實了使用矩陣換能器通過三維超聲檢查進(jìn)行腎臟體積測量的應(yīng)用價值，結(jié)果顯示，三維超聲檢查和斷層掃描體素計數(shù)方法之間的一致性限值（-9.7%～5.1%）足夠低，證明使用3D 超聲技術(shù)來確定臨床實踐中的腎臟體積足夠精確。此外，通過三維超聲獲得腎臟三維圖像僅需1 s 左右，本研究中檢查者用三維超聲軟件測量單側(cè)腎臟體積并獲得數(shù)據(jù)總共用時不超過3 min，因此，從腎臟體積數(shù)據(jù)獲得時間上亦優(yōu)于CT 和MRI 檢查。

Kim 等[7]指出，三維超聲顯著地減少了腎臟體積測量誤差，但未提及腎臟測量重復(fù)性的差異。本研究表明，三維超聲在測量左、右腎體積時具有很好的觀察者間的重復(fù)性（ICC 均>0.9），右腎略優(yōu)于左腎。Bland-Altman 圖分析顯示，檢查者A 和B 的左、右三維腎臟體積的平均差值分別為（-3.08±7.27）ml 和（0.31±6.32）ml，提示三維超聲測量左、右腎臟體積的檢查者間的測量一致性高。

左腎和右腎體積測量在檢查者間存在差異的原因可能為：①在獲取腎臟三維圖像的掃描過程中存在肋骨聲影的干擾，故在手動描記過程中存在描記的盲區(qū)。②解剖學(xué)特點決定的，與右腎比較，左腎三維聲像圖的獲得可能相對困難，左腎略大于右腎，且解剖位置高于右腎，往往更容易受到肋骨聲影干擾和胃部與結(jié)腸脾曲處胃腸道內(nèi)氣體的影響，如在檢查過程中研究對象未提前做適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備（如大量飲水等）時，肋間窗可能是唯一較清楚地獲得左腎圖像的位置，故很難獲得不受肋骨聲影影響的腎臟三維圖像。③對于體型偏瘦的研究對象通過腋后線或腋前線在探頭加壓的前提下檢查，可以不經(jīng)過肋間而直接經(jīng)腹壁檢查腎臟，這種位置腎臟更貼近于體表的三維探頭，但三維探頭的聲束發(fā)射角度無法全部覆蓋腎臟的上下兩極，也不能獲得清晰的腎臟三維圖像。因此，如三維圖像內(nèi)存在由于氣體或聲影影響導(dǎo)致部分切面圖像在手動描記腎臟輪廓時出現(xiàn)圖像不清晰或小部分的圖像缺失時，只能通過平滑過渡的方法描記，從而導(dǎo)致描記過程中產(chǎn)生測量誤差。因此，在三維圖像的獲取過程中應(yīng)盡可能地避開肋骨和胃腸道氣體的影響以確保圖像質(zhì)量，獲得清晰的三維超聲圖像對于準(zhǔn)確測量腎臟體積至關(guān)重要。

本研究存在一定的局限性：①作為初步研究納入的研究對象數(shù)量有限；②所選擇的處理圖像的檢查者均為具有5 年以上超聲工作經(jīng)驗者，對于工作經(jīng)驗較少的檢查者與工作經(jīng)驗較長的檢查者間的重復(fù)性如何未進(jìn)一步做出研究。

總之，三維超聲在測量腎臟體積上具有較好的檢查者間的重復(fù)性，因此可以加強(qiáng)三維超聲在腎臟疾病診療中的推廣和應(yīng)用，可以作為臨床測量腎臟體積的優(yōu)選方法。