不同检查者间应用三维超声测量成人肾脏体积的重复性研究

李楠，王一茹，田晓琦，梁舒媛，林林，李秋洋，罗渝昆，唐杰,*

1.解放军医学院，北京 100853；2.解放军总医院第一医学中心超声诊断科，北京 100853； *通讯作者 唐杰 txiner@vip.sina.com

确定肾脏体积在肾脏相关疾病的诊疗中具有重要作用，由于某些疾病的治疗是基于对肾脏体积的连续性测量的结果做出的，这些测量结果提供了疾病进展、稳定或消退的信息[1]，因此，临床上需要一种快捷、准确、无创且最好无放射性或无需应用对比剂的影像学检查方法[2]。

二维超声是测量肾脏大小的首选方法，其测量获得肾脏最大长径、前后径和左右径，应用椭球公式（宽×长×高×π/6）得出肾脏体积，但这种方法往往低估了肾脏的实际体积[2-6]，而且观察者间的重复性较差[7]。既往研究表明，三维超声可以准确地测量肾脏体积[1,7-10]，然而其在测量肾脏体积的过程中需要检查者手动描记肾脏轮廓，测量结果存在一定的主观性判断，因此需要验证不同检查者间的重复性如何，以确定该方法的可靠性[11]。因此，本研究拟确定不同检查者间三维超声测量成人肾脏体积的重复性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 根据纳入和排除标准入选研究对象。纳入标准：①年龄≥18 岁；②无高血压、糖尿病、肾病等慢性疾病史；③无肾脏手术病史。排除标准：①常规超声发现占位性病变（如囊肿、肿瘤等）；②先天性肾脏畸形（如重复肾、融合肾等）；③患者因自身原因无法获得清晰的三维肾脏超声图像。最终纳入31 名正常成年人，其中男23 例，女8 例，平均年龄（51.6±7.3）岁。

1.2 仪器 采用Philips EPIQ 7 高端彩色多普勒超声诊断仪，三维成像通过EPIQ 7 完成，探头X6-1，频率1～6 MHz，仪器配有QLAB 图像处理软件。

1.3 三维超声检查 本研究均由具有5 年以上超声工作经验的医师完成，受检者取侧卧位，检查侧上肢上举放于头部，探头放置于侧腰部，获得清晰的肾脏长轴最大切面，最大长轴切面显示方法：首先，整体扫查肾脏整体，寻找出肾长轴的方向，在此长轴切面上清楚地显示肾脏的上下两极及肾门结构，向前或向后轻微侧动探头所显示的切面肾脏长径均小于该切面时的切面为肾脏长轴最大切面；然后进入3D 模式，确保图像包纳整个肾脏，采集肾脏的容积数据时嘱患者吸气后屏住呼吸，并存储DICOM 格式图像于机器中，按照同样的方法留存对侧肾脏容积数据。

1.4 图像处理 进行图像后处理的2 名检查者A 和B 均由具备5 年以上超声工作经验，且均由飞利浦超声专业技术人员统一培训指导后完成。2 名医师分别独立完成图像处理。

选择三维图像后进入QLAB 软件，选择高级功能 菜单中的测量体积，选择7 层横切面估算体积，首先确定肾脏长径，然后经手动描记7 个层面肾脏横断面轮廓（图1）后，软件自动计算肾脏体积。

图1 肾脏三维测量方法。A.确定肾脏最大长径；B.对7 层横切面中每层手动描记出肾脏轮廓

1.5 统计学方法 采用Empowerstats 与R 软件进行统计学分析；符合正态分布的连续变量以±s表示，采用配对t检验进行比较；不符合正态分布的计量资料以中位数（四分位数间距）表示，采用秩和检验进行比较。采用Pearson 相关分析评价不同测量指标间的相关性；采用组内相关系数（ICC）和Bland-Altman分析法评价不同检查者间测量指标的一致性，P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 超声测量结果 检查者A 测量左肾体积为112.3～231.5 ml，平均（155.3±31.5）ml；右肾体积为73.6～305.4 ml，平均（155.9±47.3）ml。检查者B 测量左肾体积为109.1～233.9 ml，平均（158.4±33.1）ml，右肾体积为78.4～302.1 ml，平均（155.6±46.6）ml（图2）。2 名检查者测量的左、右肾体积比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。

图2 检查者A 和B 测量的左、右肾脏体积分布

2.2 检查者间测量左、右肾脏体积的相关性 检查者A和B 测量左肾体积的相关性较好（r=0.976，95%CI0.950～0.988），见图3A。检查者A 和B 测量右肾体积的相关性较好（r=0.991，95%CI0.981～0.996），见图3B。

图3 检查者A 和B 测量左肾体积（A）和右肾体积（B）的相关性。LKV.A 为检查者A 测量的左肾体积，LKV.B 为检查者B测量的左肾体积，RKV.A 为检查者A 测量的右肾体积，RKV.B 为检查者B 测量的右肾体积

2.3 检查者间测量左、右肾脏体积的一致性 检查者A和B测量左、右肾体积具有高度一致性（ICC=0.924、0.991）。

2.4 Bland-Altman 分析 Bland-Altman 分析结果显示，检查者A 和B 对于左、右三维肾脏体积的平均差值分别为（-3.08±7.27）ml 和（0.31±6.32）ml，检查者A 和B 测得的左肾体积一致性95%CI为-17.61～11.45，右肾体积一致性95%CI为-12.33～12.95（图4），提示检查者A 和B 的测量结果具有较高的一致性。

图4 检查者A 和B 测量左肾体积（A）和右肾体积（B）的Bland-Altman 图。LKV.A 为检查者A 测量的左肾体积，LKV.B 为检查者B 测量的左肾体积，RKV.A 为检查者A 测量的右肾体积，RKV.B 为检查者B 测量的右肾体积

3 讨论

肾脏体积是临床疾病诊疗中的重要定量参数，在诸多肾脏相关疾病的诊疗过程中，确定肾脏体积尤为重要，如在治疗肾功能衰竭期间、在肾移植后随访、评估肾动脉狭窄程度、肾血管高压、复发性尿路感染、单侧肾切除术后随访[1]等。

尽管CT 和MRI 是测量肾脏体积最精确的影像学方法，但是CT 检查具有放射性和造影剂潜在肾毒性，MRI 检查费用较高且检查时间长[10-11]，因此在临床工作中测量肾脏体积最常用的方法是二维超声。然而，传统的椭球形公式估算的方法很可能低估了实际的肾脏体积[4-6,10]，因为实际的肾脏并非一个椭球形，且检查者之间的测量一致性较差[7]。对于这个椭球形模型，Bakker 等[3]的研究表明，用于超声测量结果的椭球公式所计算出的肾脏体积可能会导致系统地低估并且有较高的观察者间的差异性。

三维超声在心脏、妇科、胎儿、浅表器官、血管及儿童肾脏体积等中得到广泛应用[12-19]，同时较二维超声也有很大的优势，如在一次扫查后获得全部的测量图像，可反复分析器官的解剖和异常情况，可以较精确地评估和监测治疗效果。既往研究表明三维超声可以高精度地测量肾脏体积[1,7,11]，并可以减少体积误差和观察者间的差异性[20]。Kim 等[11]的一项研究证实了使用矩阵换能器通过三维超声检查进行肾脏体积测量的应用价值，结果显示，三维超声检查和断层扫描体素计数方法之间的一致性限值（-9.7%～5.1%）足够低，证明使用3D 超声技术来确定临床实践中的肾脏体积足够精确。此外，通过三维超声获得肾脏三维图像仅需1 s 左右，本研究中检查者用三维超声软件测量单侧肾脏体积并获得数据总共用时不超过3 min，因此，从肾脏体积数据获得时间上亦优于CT 和MRI 检查。

Kim 等[7]指出，三维超声显著地减少了肾脏体积测量误差，但未提及肾脏测量重复性的差异。本研究表明，三维超声在测量左、右肾体积时具有很好的观察者间的重复性（ICC 均>0.9），右肾略优于左肾。Bland-Altman 图分析显示，检查者A 和B 的左、右三维肾脏体积的平均差值分别为（-3.08±7.27）ml 和（0.31±6.32）ml，提示三维超声测量左、右肾脏体积的检查者间的测量一致性高。

左肾和右肾体积测量在检查者间存在差异的原因可能为：①在获取肾脏三维图像的扫描过程中存在肋骨声影的干扰，故在手动描记过程中存在描记的盲区。②解剖学特点决定的，与右肾比较，左肾三维声像图的获得可能相对困难，左肾略大于右肾，且解剖位置高于右肾，往往更容易受到肋骨声影干扰和胃部与结肠脾曲处胃肠道内气体的影响，如在检查过程中研究对象未提前做适当的准备（如大量饮水等）时，肋间窗可能是唯一较清楚地获得左肾图像的位置，故很难获得不受肋骨声影影响的肾脏三维图像。③对于体型偏瘦的研究对象通过腋后线或腋前线在探头加压的前提下检查，可以不经过肋间而直接经腹壁检查肾脏，这种位置肾脏更贴近于体表的三维探头，但三维探头的声束发射角度无法全部覆盖肾脏的上下两极，也不能获得清晰的肾脏三维图像。因此，如三维图像内存在由于气体或声影影响导致部分切面图像在手动描记肾脏轮廓时出现图像不清晰或小部分的图像缺失时，只能通过平滑过渡的方法描记，从而导致描记过程中产生测量误差。因此，在三维图像的获取过程中应尽可能地避开肋骨和胃肠道气体的影响以确保图像质量，获得清晰的三维超声图像对于准确测量肾脏体积至关重要。

本研究存在一定的局限性：①作为初步研究纳入的研究对象数量有限；②所选择的处理图像的检查者均为具有5 年以上超声工作经验者，对于工作经验较少的检查者与工作经验较长的检查者间的重复性如何未进一步做出研究。

总之，三维超声在测量肾脏体积上具有较好的检查者间的重复性，因此可以加强三维超声在肾脏疾病诊疗中的推广和应用，可以作为临床测量肾脏体积的优选方法。