二維和三維超聲測量單卵泡直徑的一致性研究

朱穎春，賀方方，侯曉妮，陸菲菲，孫海翔

0 引 言

在目前的技術條件下，大多數(shù)進行體外受精-胚胎移植的生殖中心評估HCG 日的主要依據(jù)是應用二維超聲測量優(yōu)勢卵泡和測定雌二醇水平。其中二維超聲是優(yōu)勢卵泡跟蹤并測量的主要工具，但目前仍存在一定不足。該方法需要觀測者利用手法將每個卵泡顯示出最大面，并在該面測量出卵泡的最大徑線及垂直平分線，以便測算出卵泡的平均直徑，故受觀測者主觀因素影響較多。近年隨著容積探頭的出現(xiàn)和自動容積估算軟件(SonoAVC)的發(fā)展，三維超聲可直接測算卵泡直徑與體積。三維超聲多數(shù)測量工作由機器及軟件自動生成，使卵泡測量更加客觀，減少重復測量同一卵泡的可能性，可更精確地評估卵泡大?。?］。上述2 種測量方式是否具有一致性仍是三維超聲系統(tǒng)臨床應用中需明確的問題，本研究旨在對2 種超聲方法測量單卵泡直徑的一致性進行評估，為今后臨床中使用提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象 自2012 年4-7 月于南京鼓樓醫(yī)院生殖醫(yī)學中心監(jiān)測排卵的不孕癥患者中隨機抽選112 位患者，年齡20 ～44 歲，平均31.3 歲。入組患者需滿足以下條件:①單卵泡發(fā)育;②膀胱空虛，透聲良好;③無子宮肌瘤、子宮肌腺癥、卵巢囊腫、盆腔積液等影響觀察的因素存在。最終共入組卵泡438枚。超聲觀察均來自同一超聲醫(yī)師，超聲儀器采用GE 公司生產(chǎn)voluson.e，均使用腔內(nèi)容積探頭RIC 5-9W-RS 進行觀察。

1.2 方法 對于同一個卵泡，超聲醫(yī)師首先進行二維超聲的測量，選取該卵泡的最大切面，量取最大長徑和其垂直平分線長度(橫徑)，取兩者平均值，測得最大切面的平均直徑(簡稱二維直徑/2D)，并記錄。隨即對此卵泡進行三維測量。先放置探頭，選定掃查范圍，探頭自動掃查，然后使用儀器自帶的系統(tǒng)三維超聲系統(tǒng)對卵泡進行識別，超聲醫(yī)師對識別出的卵泡進行多角度觀察。若識別出的卵泡與觀察到的卵泡有較大區(qū)別則重新掃描;若識別出的卵泡與觀察所得卵泡區(qū)別較小則手工去除多識別的部分或手工添加未被識別的部分;若識別出的卵泡與觀察到的卵泡無區(qū)別則不做特殊處理。使用SonoAVC分別測得該卵泡的三維平均直徑(3D-MDF，即相互垂直的3 個面上直徑均值)、三維虛擬球徑(3D-DV，即根據(jù)卵泡體積把卵泡假象成正球體計算出的直徑)、體積(V)，并加以記錄。

1.3 統(tǒng)計學分析 通過MedCalc 11.4 軟件進行統(tǒng)計學分析，運用Bland-Altman Plot 法對2D 和3DMDF、2D 和3D-DV 分別進行一致性評估［2］。根據(jù)臨床實際經(jīng)驗預先誤差限l0(取2.5 mm)，可接受一致性區(qū)間為，若則認為2 種測量方法具有一致性，否則認為2 種方法不具一致性。

2 結 果

2.1 二維直徑和3D-MDF 對于單卵泡直徑測量一致性的分析 經(jīng)過計算438 對數(shù)據(jù)的相關系數(shù)為0.8168，差值的均數(shù)=-1.06mm，s=1.92mm，SE=0.09 mm，由此計算出的95%LoA 為(-4.82，2.70)mm。438 個的點23 個位于LoA 范圍以外，比例為5.25%，見圖1。根據(jù)公式，95%LoA 的95%CI 為(-5.21，3.08)mm。該范圍明顯大于95%LoA 本身，這是考慮到了抽樣誤差的結果，438 個點16 個位于LoA 的95%CI 范圍以外，比例為3.65%。但是臨床實際經(jīng)驗預先誤差限l0為2.5 mm，則臨床可接受一致性區(qū)間為(-3.56，1.44)mm，則438 個點中72 個點位于臨床可接受的一致性區(qū)間之外，比例為16.44%。LoA 的CI 超出了專業(yè)意義的臨界值，即(-5.21，3.08)mm?(-3.56，1.44)mm。由此可見，2D 和3D-MDF 2 種測量方式對于單卵泡直徑的測量一致性不佳。

圖1 單卵泡的二維直徑和三維平均直徑的Bland-Altman分析圖Figure 1 Bland-Altman Plot in 2D and 3D-MDF of single follicle

2.2 二維直徑和3D-DV 對于單卵泡直徑測量一致性的分析 經(jīng)過計算438 對數(shù)據(jù)的相關系數(shù)為0.866 0，差值的均數(shù)=-0.07 mm，s=1.55 mm，SE=0.07 mm，由此計算出的95%LoA 為(-3.11，2.98)mm。438 個的點23 個位于LoA 范圍以外，比例為5.25%，見圖2。根據(jù)公式，95%LoA 的95%CI為(-3.43，3.29)mm。該范圍明顯大于95%LoA 本身，這是考慮到了抽樣誤差的結果，438 個點10 個位于LoA 的95%CI 范圍以外，比例為2.28%。但是臨床實際經(jīng)驗預先誤差限l0為2.5 mm，則臨床可接受一致性區(qū)間為(-2.57，2.43)mm，則438 個點中50 個點位于臨床可接受的一致性區(qū)間之外，比例為11.42%。LoA 的CI 超出了專業(yè)意義的臨界值，即(-3.43，3.29)mm?(-2.57，2.43)mm。由此可見，2D 和3D-DV 2 種測量方式對于單卵泡直徑的測量一致性不佳。

圖2 單卵泡的二維直徑和三維虛擬球徑的Bland-Altman分析圖Figure 2 Bland-Altman Plot in 2D and 3D-DV of single follicle

3 討 論

在輔助生殖技術發(fā)展中，二維超聲一直起到至關重要的作用。在目前的技術條件下，在對卵泡的觀測中，二維超聲仍被廣泛使用，其中包括計數(shù)竇卵泡、跟蹤并測量優(yōu)勢卵泡，從而為HCG 日的預測提供重要的依據(jù)。但二維超聲受主觀因素影響較大。測量卵泡直徑時需要觀測卵泡最大面的平均直徑，最大面與平均直徑端點均會由于超聲醫(yī)師手法操作、肉眼觀測、人工選擇等不同而產(chǎn)生差異。此外，二維超聲在不規(guī)則形卵泡測量中缺乏一定的精確度。近年來，隨著容積探頭的出現(xiàn)和三維成像技術的發(fā)展，三維超聲逐漸被超聲醫(yī)師接納和推廣。在其他領域中，三維超聲已經(jīng)得到較為廣泛的應用，如表面三維成像和斷層超聲顯像互補使用可提高產(chǎn)前胎兒畸形的檢出率和有效評估腎腫瘤的血供情況［3］。三維超聲則是診斷乳腺腫塊的有價值的方法［4］。伴隨著自動容積估算軟件的問世，三維超聲逐漸成為卵泡測量的新方式。由于三維超聲的掃查與測量主要依靠機器，受主觀因素影響相對較小。Mercé 等［5］認為三維超聲測量的卵巢體積和竇卵泡數(shù)可預測卵巢反應。Ahn 等［6］和Raga 等［7］的臨床實驗結果表明三維超聲可測量子宮內(nèi)膜體積，能夠更好地評估內(nèi)膜的容受性。Baba 等［8］認為三維超聲可較好地指導胚胎移植，但為應用三維超聲輔助生育技術服務尚需明確三維超聲和二維超聲對于卵泡直徑的測量的一致性。

本研究結果表明，臨床超聲二維直徑和三維直徑(3D-MDF 或3D-DV)并不具有良好的一致性，二維超聲測量方法和三維超聲測量方法對于單卵泡直徑測量并不一致。根據(jù)超聲儀器工作原理，二維直徑測量不同于三維直徑。前者所測為卵泡最大面上的平均直徑，以此平均直徑虛擬出球體，則球體的體積一定≥實際的卵泡體積。三維直徑測量相互垂直的3 個面上直徑的平均值或者根據(jù)卵泡體積把卵泡假象成正球體相對應的直徑。從工作原理上看，測量得到的三維直徑應該≤二維直徑。但是本實驗結果發(fā)現(xiàn)，二維直徑(2D)分別與3D-MDF 和3D-DV差值的均數(shù)均為負數(shù)。結合本試驗則證明二維直徑均值＜三維直徑均值?？紤]存在以下影響因素:①二維直徑需要測量卵泡最大面上的平均直徑，最大面的選擇取決于超聲醫(yī)師操作的具體環(huán)節(jié)，因而容易產(chǎn)生誤差。②三維直徑的測量需要選定掃查范圍，探頭自動掃查后使用儀器自帶的系統(tǒng)三維超聲系統(tǒng)對卵泡進行識別，在自動掃查和識別過程中，系統(tǒng)對卵泡的識別是利用灰度及對比度的差別，即識別低回聲區(qū)。由于每名患者盆腔情況各不相同，造成卵泡以及卵泡壁的灰度及對比度亦不相同。觀察中發(fā)現(xiàn)，存在有很多人眼可分辨回聲稍高而使用三維掃查反而無法正確識別的卵泡，同時很多人眼可分辨的非卵泡組織(如血管、盆腔積液、囊腫、或其他非卵泡組織)亦會被識別為卵泡。③三維直徑測量過程中，超聲醫(yī)師發(fā)現(xiàn)識別出與觀察到的卵泡有輕微的不符合，則需要對該卵泡進行人工處理(如手動描繪未被識別的卵泡或者卵泡未被識別的部分、分隔被識別成1 個卵泡的2 個或多個獨立卵泡、剔除非卵泡圖像等)，從而使識別出與觀察到的卵泡盡可能一致，但這需要一定的圖形處理基礎，并且在這一環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)較大誤差。Rodríguez-Fuentes 等［9］應用三維超聲針對92 個卵巢進行研究，其中53 個可獲得滿意的圖像和結果，其他均需通過大量的手工圖像處理工作以糾正自動測量所產(chǎn)生的錯誤，其中還有一些不能獲得任何結果。各種誤差導致超聲測量值和理論值有偏差。鑒于二維超聲和三維超聲的工作原理完全不同和不可避免的誤差，故三維超聲簡單地和二維超聲互相替換并不可行。

雖然不能簡單地與二維超聲替換，但是三維超聲在臨床應用方面仍然具有較大意義。三維超聲由機器自動掃查、識別、生成數(shù)據(jù)，受主觀因素影響小，結果較客觀。有研究表明三維超聲預測獲得成熟卵子數(shù)較二維超聲更加準確［10］。三維超聲采集并處理體積數(shù)據(jù)的過程既可減少重復測量同一卵泡的可能，又可更精確地測量卵泡的大小。此外，三維超聲圖像采集過程耗時較短，且可以“先儲存、再人工校準”，從而大大縮短了患者裸露及接受檢查的時間。這在方便患者的同時，也為人工校準提供了一個更為良好的前提條件，提高了測算結果的可靠性。人工校準圖像的時間可通過硬件及軟件的改進、超聲醫(yī)師的培訓及練習得到縮短。雖然有相關文獻報道三維超聲預測HCG 日、測量成熟卵泡數(shù)等方面并未優(yōu)于二維超聲，但其提供了二維超聲所不能提供的重要參數(shù)，即體積。體積由系統(tǒng)直接測算生成，并非利用二維超聲測得的卵泡直徑通過規(guī)則球體體積公式得出。徐輝雄等［11］研究47 個水囊模型后認為，三維超聲測量值與水囊實際容積之間的相關系數(shù)稍高，且利用三維容積自動測量技術測量規(guī)則及不規(guī)則模型時觀察者自身及不同觀察者之間的變異極小，有良好的重復性。Raine-Fenning 等［12］研究認為三維超聲測量得到的體積和卵泡抽吸液的體積最相符，明顯優(yōu)于二維超聲。這說明三維超聲可以更精確測量出卵泡實際大小。現(xiàn)階段各醫(yī)院評估卵泡大小大普遍以二維超聲直徑為標準。卵泡體積測量作為一種全新的評估方式，尚需要進行大樣本臨床研究。這就要求在測量二維超聲卵泡直徑時(卵泡生長、扳機、取卵等)加測其三維超聲體積，記錄數(shù)據(jù)并建立新的基于卵泡體積測量的評估模式，用以臨床藥物調(diào)整、扳機方式和時機的選擇等各種醫(yī)學干預。

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