蔡志清 劉斌 賀凡丁 岳林先

體積測(cè)量在日常超聲工作中應(yīng)用非常廣泛，最常用的方法是測(cè)量二維聲像圖的長(zhǎng)寬厚3個(gè)徑線，通過橢圓體公式計(jì)算體積。隨著三維超聲診斷儀的日益普及，三維測(cè)量技術(shù)亦越來越受到重視。本文通過實(shí)驗(yàn)觀察比較常規(guī)二維超聲及三維超聲的虛擬器官計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù)（VOCAL）對(duì)體積測(cè)量的準(zhǔn)確性。

1 材料與方法

離體鮮豬腎32只，1000 ml量杯1只，自制容器1個(gè)。儀器采用GE Voluson 730 EXPERT，二維及三維掃查均采用容積探頭RAB4－8L，頻率范圍4～8MHz。

量杯盛水400 ml，浸沒鮮豬腎1只，記錄置入前后水平讀數(shù)，由此計(jì)算豬腎的實(shí)際體積。將豬腎取出置入盛滿水的容器內(nèi)固定，探頭表面涂覆耦合劑后包裹一次性無菌塑料手套，以2D方式獲得腎臟最大長(zhǎng)軸切面及短軸切面，測(cè)量腎臟的長(zhǎng)度、厚度、寬度，按照公式V＝0.52×長(zhǎng)×寬×厚計(jì)算體積。切換診斷儀至三維靜態(tài)模式，調(diào)整容積取樣框包納整個(gè)腎臟，采集腎臟的容積數(shù)據(jù)，啟動(dòng)儀器的虛擬器官計(jì)算機(jī)輔助分析（Virtual organ computer-aided analysis，VOCAL）功能，以A平面為參考平面，其中心Y軸作中軸，以15°的步進(jìn)角度旋轉(zhuǎn)180°，手動(dòng)描記12個(gè)平面的腎臟輪廓，完成后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算腎臟體積,見圖1。同一腎臟的2種測(cè)量方法各重復(fù)2次，測(cè)量結(jié)果取平均值。

計(jì)算兩種測(cè)量方法的誤差及誤差率，誤差率按照公式：誤差率＝[（測(cè)量體積－實(shí)際體積）/實(shí)際體積]×100%進(jìn)行計(jì)算。按照檢驗(yàn)水準(zhǔn)α＝0.05，在二維測(cè)量體積與實(shí)際體積之間、三維測(cè)量體積與實(shí)際體積之間、2種測(cè)量方法的平均誤差之間，分別進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)，比較各組差異有無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2種測(cè)量方法得到的體積與實(shí)際體積之間進(jìn)行直線回歸分析，計(jì)算相關(guān)系數(shù)。統(tǒng)計(jì)軟件使用Excel 2007。

2 結(jié)果

32只離體豬腎體積測(cè)量的結(jié)果見表1。實(shí)際體積為104.1～192.2cm3。常規(guī)二維測(cè)量方法測(cè)得體積為81.8～191.8cm3，平均誤差為18.0cm3，平均誤差率15%。三維超聲測(cè)量得到的體積為100.1～194.5cm3，平均誤差為5.2cm3，平均誤差率4%。三維超聲測(cè)量結(jié)果的平均誤差及平均誤差率低于常規(guī)二維超聲測(cè)量結(jié)果。根據(jù)校驗(yàn)水準(zhǔn)α＝0.05，兩種測(cè)量方法的誤差比較有顯著性差異（P＜0.02），二維超聲測(cè)量的體積與實(shí)際體積之間比較有顯著性差異（P＜0.02），三維超聲測(cè)量的體積與實(shí)際體積之間沒有顯著性差異(P＞0.5)。二維測(cè)量方法得出的體積與實(shí)際體積之間的相關(guān)系數(shù)r＝0.96,回歸方程y＝1.1129x－32.5423，見圖2，三維超聲測(cè)量方法得出的體積與實(shí)際體積之間的相關(guān)系數(shù)r＝0.98，回歸方程y＝1.1053x－12.5762，見圖3。三維測(cè)量方法得到的體積與實(shí)際體積的相關(guān)性稍高于二維測(cè)量方法。

圖1 豬腎體積的三維超聲容積計(jì)算

圖2 二維測(cè)量方法得到的體積與實(shí)際體積間的直線回歸分析

圖3 三維測(cè)量方法得到的體積與實(shí)際體積間的直線回歸分析

表1 32只離體豬腎的體積測(cè)量結(jié)果（）

表1 32只離體豬腎的體積測(cè)量結(jié)果（）

二維體積(cm3) 三維體積(cm3) 實(shí)際體積(cm3)110.70±29.53 129.68±28.96 128.71±25.58

3 討論

傳統(tǒng)超聲測(cè)量體積的方法有多種，常用的測(cè)量方法是利用縱橫兩個(gè)切面獲取臟器的長(zhǎng)徑、寬徑、厚徑，按照橢圓體模型體積公式V＝π/6×長(zhǎng)×寬×厚計(jì)算得來。有人以圓錐體體積公式計(jì)算膽囊體積亦獲得較好的相關(guān)性[1]。常規(guī)二維體積測(cè)量方法的好處是簡(jiǎn)便快速，缺點(diǎn)也是顯而易見的。首先掃描時(shí)對(duì)切面要求較高，須力求獲取各徑線最大值才能得到較為準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。同時(shí)人體器官形狀因人因物而異，按照標(biāo)準(zhǔn)公式進(jìn)行計(jì)算得到的體積與實(shí)際體積誤差較大。

GE公司提供的虛擬臟器計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù)(VOCAL)利用三維超聲獲取組織的容積信息，根據(jù)選擇的步進(jìn)角度將容積影像沿某一軸線旋轉(zhuǎn)分割為多個(gè)二維平面影像，由操作者在每一平面描記臟器輪廓，最后計(jì)算機(jī)自動(dòng)重建臟器三維輪廓，并給出體積。采集圖像時(shí)容積取樣框包納整個(gè)臟器即可，不必關(guān)心切面是否標(biāo)準(zhǔn)，也不管臟器的形狀如何。徐輝雄等[2]的實(shí)驗(yàn)研究表明三維超聲對(duì)于規(guī)則模型和不規(guī)則模型的體積測(cè)量誤差無顯著性差異。以往的文獻(xiàn)研究及本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明三維超聲的體積測(cè)量結(jié)果較二維超聲更為準(zhǔn)確，尤其是形態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)模型相去甚遠(yuǎn)的臟器，例如部份切除后的前列腺，三維超聲的測(cè)量方法更具優(yōu)勢(shì)。

三維超聲測(cè)量方法的缺點(diǎn)是操作繁瑣，耗時(shí)較多[3]。為了獲得更為精準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果，需要減小旋轉(zhuǎn)步進(jìn)角度增加描記平面，這無疑增加了工作量。描記線與臟器輪廓能否完全重合也直接關(guān)系到最后結(jié)果是否準(zhǔn)確，因此采集容積數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)儀器以獲得良好的臟器輪廓。本實(shí)驗(yàn)中豬腎位于水中，良好的聲學(xué)界面提供了清晰的臟器輪廓，實(shí)際應(yīng)用中人體內(nèi)器官組織間的錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系可能增加描記輪廓的難度，從而導(dǎo)致最終結(jié)果誤差稍大。相信隨著超聲儀器的不斷改進(jìn)，二維聲像圖越來越清晰，三維超聲在體積測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用也會(huì)變得更加重要。

三維超聲在體積測(cè)量方面其準(zhǔn)確性優(yōu)于常規(guī)二維測(cè)量方法，值得在臨床推廣。

[1]劉嘉林，鮑世韻，余小舫，等.應(yīng)用超聲和圓錐體公式測(cè)算膽囊容積[J].中華超聲影像學(xué)雜志,2001,10:545-546.

[2]徐輝雄，徐作峰，呂明德,等.三維超聲容積自動(dòng)測(cè)量技術(shù)的準(zhǔn)確性及重復(fù)性研究[J].中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志,2003,19:232-236.

[3]常才.超聲醫(yī)學(xué)新技術(shù)在產(chǎn)科的應(yīng)用[J].當(dāng)代醫(yī)學(xué)，2001,7（4）：68-71.