手工計算法與3D Slicer軟件法測量腦內血腫量的比較研究*

楊 凱，魏書田，王 智，房建忠，李 斌，白映紅

(晉中市第一人民醫院神經外科，山西 晉中 030600)

自發性腦出血是指非創傷因素所致的腦實質內的出血，多由全身性高血壓引起，通常與顱內動脈硬化有關。基底節區是最常見的出血部位，其他還包括丘腦、腦葉、腦室、小腦和腦干等[1-2]。我國約46%的腦出血患者在發病1年內死亡或嚴重殘疾[3]。自發性腦出血患者的治療方案主要包括藥物治療和手術治療[4]。而腦內血腫量是臨床醫生進行治療決策、手術時機、術式選擇及預后評估的重要依據[2，4-10]。臨床多在CT軸位片上手工測量血腫長、寬、高，然后采用多田公式來計算血腫量[2，5]，但由于血腫形狀多不規則、不同人員測量差異較大，測量結果不甚滿意。3D Slicer是一款免費的醫學圖像處理平臺(www.slicer.org)，其測量血腫體積的原理與影像工作站的計算機輔助容量分析(金標準)相似[5]，可以準確、簡單地測量血腫量[5，11]。本研究探討了手工計算與3D Slicer軟件兩種方法測量血腫量的差異。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2018年10月至2019年9月本院就診的自發性腦出血患者149例，其中男95例，女54例，平均年齡(58.59±11.38)歲。診斷標準：符合《2020神經內鏡下高血壓性腦出血手術治療中國專家共識》相關診斷標準[9]。納入標準：年齡大于或等于18歲，CT檢查時間在發病后24 h內，腦實質內出血，出血量大于或等于5 mL。排除標準：術后CT、偽影嚴重、邊界模糊,其他原因引起的出血(混雜創傷因素、腫瘤、動脈瘤、血液病等)。依據3D Slicer軟件法測量的血腫量平均值將患者分為<30 mL組(A組，84例)、30～<60 mL組(B組，40例)、≥60 mL組(C組，25例)。

1.2方法 通過本院影像存檔與傳輸系統(PACS)系統拷貝納入所有患者頭顱CT(GE，64排)影像數據資料，數據保存格式選為DICOM。(1)手工計算法：測量血腫最大層面的長和寬，血腫的高=血腫層數×層距(本研究中頭顱CT的層距均為5 mm)。由2名測量者(測量者1、2號)分別獨立完成。(2)3D Slicer軟件法：采用3D Slicer4.7.0軟件將影像數據導入，運行Editor模塊，選取Draw Effect逐層描記血腫邊緣輪廓，點擊Apply，血腫的所有層都標記完畢后，運行Make Model Effect后點擊Apply。運行Models模塊即可查看血腫量等信息。由2名測量者(測量者3、4號)分別獨立完成。血腫量單位用mL表示。

2 結 果

2.1不同測量法測量結果比較 手工計算法、3D S1icer軟件法測量的血腫量平均值分別為(32.32±29.01)、(34.15±27.84)mL，二者比較，差異無統計學意義(P>0.05)。A組中，兩種測量法測量的血腫量差值比較，差異有統計學意義(P<0.05)；但B、C組中，兩種測量法測量的血腫量差值比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 不同測量法測量結果比較

2.2不同測量者測量結果比較 手工計算法中，2名測量者測量的血腫量平均值分別為(31.71±28.45)、(32.93±29.72)mL，差異無統計學意義(P>0.05)；2名測量者測量的總差值為(1.21±4.34)mL，且最大差值為18.56 mL；A、B組中，2名測量者測量的血腫量差值比較，差異無統計學意義(P>0.05)；但C組中，2名測量者測量的血腫量差值比較，差異有統計學意義(P<0.05)。

3D Slicer軟件法中，2名測量者測量的血腫量總平均值分別為(34.04±27.90)、(34.25±27.79)mL，差異無統計學意義(P>0.05)；2名測量者測量的總差值為(0.21±0.92)mL，且最大差值為3.52 mL；A、B組中，2名測量者測量的血腫量差值比較，差異有統計學意義(P<0.05)；但C組中，2名測量者測量的血腫量差值比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表2、3。

表2 手工計算法中不同測量者測量結果比較

表3 3D Slicer軟件法中不同測量者測量結果比較

3 討 論

自發性腦出血患者出血量與致殘率、致死率密切相關[2]，是臨床醫生選擇治療方案(藥物治療或手術干預)的重要依據[4]。錯誤的測量結果會影響臨床決策，延誤最佳治療時機，影響治療效果[5]。此外，準確地測量血腫量對血腫清除率的計算、血腫擴大的識別[11]等具有重要的臨床意義，有利于研究數據的標準化和可比性[5,12]。

在自發性腦出血臨床診治過程中，影像科室多提供頭顱CT軸位片，臨床醫生通過判斷血腫最大層面，使用圓規、叩診錘，甚至紙條的邊緣等輔助工具測量并經比例尺換算后得到血腫長徑和寬徑，然后將血腫層數乘以層距作為血腫的厚度，采用多田公式(血腫量=血腫長徑×寬徑×厚度)來計算血腫量，其過程簡便、快捷，應用較廣，但不夠準確，計算結果誤差大，準確性差[5]。影響手工計算誤差的主要因素有：(1)臨床使用的CT軸位膠片所示的圖像較小，比例尺最小刻度大多為10 mm，測量精度受限。本研究采用的手工計算法的測量結果可精確到5 mm。隨著工作計算機、影像處理軟件及影像PACS系統的引入，臨床可以更精確地判斷血腫最大層面及測量其長徑和寬徑，提高測量精度。(2)受局部邊界不清、血腫最大層面不規則、容積效應、掃描角度影響，不同測量者對長徑、寬徑的測量及對最大層面和血腫層數的判斷不同，而這些差異經多田公式計算后會使血腫量的差值放大，并背離真實的血腫量。(3)手工計算法測量血腫量只取決于長、寬、高3個因素，不考慮血腫其他層面的形態及大小的影響，對部分血腫量的測量影響較大。本研究結果顯示，與3D Slicer軟件法相比，手工計算法最大差值達30.8 mL。(4)在某些情況下，血腫量的測量可能還受患者臨床表現、醫生或患者對治療方案的意愿及測量者本身的偏好等因素影響，如患者癥狀較輕、保守治療愿望強烈等原因，會影響測量者的計算結果。本研究回避了患者基本信息、病情、治療方式和預后等資料。

3D Slicer軟件測量血腫量方法有多種，本研究中的測量者在每個血腫層面描記血腫邊界，所有層面標記完畢后自動計算血腫量。該方法不受血腫形狀和部位影響，甚至不受血腫密度影響(部分血腫含低密度液體成分)，由測量者本人判斷血腫邊界，其測量結果較準確，可重復性好，而且局部因素對整體血腫量的影響不大，不同測量者間的差異較小。許多研究表明，手工計算法的測量結果往往大于血腫實際體積[5,13-16]，而且血腫量越大，誤差越大[5,14,16]。本研究結果顯示，手工計算法測量結果略小于3D Slicer軟件法測量結果，差異不顯著,平均差值不到2 mL，僅小血腫的測量差異顯著。這與以往的臨床及理論研究不相符[5,13-16]。不同測量者間的測量差異比較的研究較少見。本研究結果顯示，兩種方法在不同測量者間的測量差值均無顯著差異，由于手工計算法測量方法與精度的原因，不同測量者間的測量差值為0，而部分血腫的測量值的差異則較大，最大達18.56 mL；3D-Slicer軟件法中，不同測量者間的測量差值僅為3.52 mL，明顯小于手工計算法；分組研究結果顯示，手工計算法中，不同測量者測量大血腫的差值有顯著差異，而3D Slicer軟件法中，不同測量者測量小血腫的差值有顯著差異。本研究納入患者的血腫量總體偏小，且呈偏態分布，與其他呈正態分布的研究不同[5,15-16]，但基本符合自發性腦出血的發病特點。

綜上所述，自發性腦出血患者血腫量的測量傳統上多靠手工量取，然后采用多田公式計算，臨床工作中應用較廣。對于血腫形態規則、邊界清晰、體積不大的血腫，手工計算血腫量簡便、快捷，有其自身的優勢，大多數情況下其誤差范圍可以接受，適用于臨床，但不夠精確[5,16]。3D Slicer軟件法測量血腫量需下載原始數據，臨床使用受限，但可靠性、可信性、重復性好，不同測量者間的測量差值小，在治療決策、預后判斷等方面具有積極作用，且多名測量者測量后取平均值可進一步減小誤差，有利于進一步的臨床研究。