B超与彩色多普勒闪烁伪像检测肾结石的差异性研究*

韩 伟韩宇枫*张恩科

[文章编号] 1672-8270(2017)06-0044-03 [中图分类号] R445.1 [文献标识码] A

B超与彩色多普勒闪烁伪像检测肾结石的差异性研究*

韩 伟①韩宇枫①*张恩科①

目的：比较B超和彩色多普勒闪烁伪像对肾结石的检测，以期能够研发出一种检测结石更容易和更准确的新超声检查模式。方法：选取近期接受CT扫描的9例肾结石患者，分别采用B超和彩色多普勒闪烁伪像超声进行肾结石检测，由3名放射科医生创建上极、极间区和下极的视频段，并作出诊断，与CT扫描结果比较。结果：在9例患者双肾脏中共检测出32块结石，其平均大小为(8.9±7.5)mm。B超检查的灵敏度为71%、特异度为48%、阳性预测值为52%、阴性预测值为68%；而彩色多普勒闪烁伪像检查的灵敏度为56%、特异度为74%、阳性预测值为62%、阴性预测值为68%。结论：在肾结石的检测中，两种方法单独使用时，B超更敏感，但彩色多普勒闪烁伪像特异性更高，临床中应考虑采用彩色多普勒闪烁伪像检查，同时可通过利用基本的声像学差异开发专用于肾结石检测的新型商业超声模式，以改善对结石的检测。

B型超声；彩色多普勒闪烁伪像；肾结石检测

非增强螺旋CT的高灵敏度和特异性使得其成为结石性肾绞痛重要诊断性检查，而近期的研究表明，关于放射剂量可能与癌症风险相关[1-3]。因此，对肾结石患者选择远离电离辐射的诊断性检查显得尤为重要。B型超声检查是CT无电离辐射的替代，然而，因其在尿路结石中的灵敏度(19%～93%)和特异度(84%～100%)较低，使用受到局限[4-7]。超声检查的效果与声谱仪的功能及质量密切相关，因此，通过改进超声硬件和信号处理可能会增加结石的检出率，使其得以更广泛地应用于临床[8]。

有研究指出，泌尿系统的结石后方可出现红色和蓝色混合型的彩色多普勒闪烁伪像，但在B超成像上只显示为阴影[9]。闪烁伪像具体的原理目前尚不明确，可能与相位变动，以及结石表面粗糙度相关[10-11]。近期的研究表明，闪烁可能源于结石表面上的微小气泡[12]。也有研究表明，闪烁伪像与超声机器的设置并无关系[7，10]。在B超观察到的83%～96%的结石中可观察到闪烁伪像[12]。以往的检查是先完善B超检查再进行闪烁伪像评估，然而，目前未见研究报导过单独的B超检查和单独的闪烁伪像在尿道结石评价中的独立性能。基于此，本研究比较单独的闪烁伪像和B超检查对肾结石的检测效果，以期能够研发出一种使结石检测更容易、更准确的新超声检测模式。

1 资料与方法

1.1 一般资料

随机选取2017年1-2月陕西省人民医院收治的9例肾结石患者，其中男性5例，女性4例；平均年龄(47±15)岁；平均体重指数(26±6)kg/m2。

1.2 仪器设备

采用IU22型彩色超声诊断仪(荷兰飞利浦)和SONOACE-X4 B型超声仪(韩国三星麦迪逊公司)。

1.3 检查方法

分别用B超和彩色多普勒闪烁伪像详细记录9位患者的肾脏检查过程，整个视频被编辑成短视频段，分别展示了每个肾脏的上极、极间区域和下极点的闪烁和B超，因此为每个患者共创建12个短视频段。然后将108个视频片段随机分配给3名经验丰富的放射科医生进行结石诊断，再将其诊断与患者最近的CT扫描进行比较。其中CT扫描和超声检查的平均间隔时间为41 d(范围为0～99 d)。在所有的患者中，这期间未再发结石，或急性肾绞痛发作，或无结石或结石碎片排出等情况。在CT扫描和超声检查之间＞30 d，单独的(肾、输尿管、膀胱)间隔成像研究证实结石的量及位置无明显改变。

1.4 统计学方法

分析闪烁伪影和B超的接收器工作特性曲线(receiver operating characteristic，ROC)，包括灵敏度、特异性以及阳性和阴性预测值，分类后的百分比和ROC曲线下的面积，再由放射科医生根据结石大小(＜5 mm、5～10 mm、＞10 mm)进行分类。在肾脏同一区域有多个结石存在的情况下，以最大的结石计算，而且要对在同一肾脏区域的多个结石进行再分析。计量资料采用t检验，所有t检验均为双尾检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 结石位置

在9例患者双肾脏中检测出32颗结石，结石平均大小为(8.9±7.5)mm，其中左肾18颗(占56%)，右肾14颗(占44%)；上极6颗(占19%)，极间12颗(占38%)，下极14颗(占44%)；B型超声的ROC曲线下面积为0.594，闪烁伪像超声为0.647，两种检测方法相比差异无统计学意义(t=0.969，P＞0.05)，如图1所示。

图1 B超和彩色多普勒闪烁伪像的ROC曲线

2.2 B超与闪烁伪像对分类后结石的比较

B超检测显示其灵敏度为71%，特异性为48%，阳性预测值为52%，阴性预测值为68%，与CT扫描结果相比，58%的视频片段分类正确；而彩色多普勒闪烁伪像超声检查的灵敏度为56%，特异度为74%，阳性预测值为62%，阴性预测值为68%，66%的视频片段分类正确，见表1。

表1 B超与闪烁伪像对分类后结石的比较

在3类结石中的任一类，闪烁伪像与B超的ROC曲线下面积无明显差异，其中＜5 mm的结石差异无统计学意义(t=1.96，P＞0.05)；5～10 mm的结石差异无统计学意义(t=1.38，P＞0.05)；＞10 mm的结石差异无统计学意义(t=0.73，P＞0.05)。随着结石越大，B超和闪烁伪像超声检查的灵敏度、阴性预测值和正确分类的百分比均增加。分析所有的结石，B超灵敏度更高，但闪烁伪像超声检查的特异性更高。放射科医生之间对结石的诊断无显著性差异。

3 讨论

本研究回顾性评估了在彩色多普勒超声和B超检查肾结石时发现闪烁伪像的独立性能特征，B超的灵敏度高，而彩色多普勒闪烁伪像特异性更高。因为许多尿路结石患者的年龄相对较小，反复CT扫描的累积辐射量需特别值得注意。患者在碎石后，还需重复摄像以用于监测小结石[13]。尽管目前推荐使用的低剂量CT扫描的成像质量有所改善，但是对于复发性肾结石患者而言，无电离辐射的CT替代品是更好的选择。

在声学上，声音在组织中的传播速度约为1540 m/s，而在结石中(3500～4600 m/s)几乎是3倍[14-15]。当检测到结石时，不同仪器间有60%～79%的可能检测出的尺寸不一致，而超声检查倾向于高估结石的尺寸。在使用彩色多普勒超声先在各种实质钙化上发现闪烁伪像后，有希望可以认为闪烁伪像将改善超声波对结石的检测。在其他研究中，将带有闪烁伪像的彩色多普勒添加到标准B超检测中，其灵敏度从48%～66%提高到55%～99%[16]。而检测中出现的假阳性，特别是假阴性均未找出确切原因，但可能与结石的化学成分相

关[17-18]。

能够增强结石检出率的闪烁伪像超声检查具有巨大的临床潜力，特别是如果其可以被改善。超声检查对于孕妇和儿童相对安全，不涉及电离辐射，并且比CT扫描检查费用更便宜。本研究目标之一是利用组织和结石之间的巨大差异，创建一个专用于肾结石检测的新型商业超声模式，并且提高结石尺寸准确计算。本研究组一直在努力开发结石特定检测算法，以增强闪烁伪像的显示，并提高结石尺寸的准确性，使用新型超声引擎，使得对声谱仪操作者的技术依赖减少。

在检测肾结石中，两种方法单独使用时B超更敏感，但彩色多普勒闪烁伪像特异性更高。此项研究可以帮助确定选用B超或者彩色多普勒闪烁伪像来对肾结石进行检测，同时可以通过利用基本的声学差异来开发专用于肾结石检测的新型商业超声模式，以改善对结石的检测。

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To investigate the difference between B-mode ultrasonography and color Doppler twinkling artifact for detection of kidney stone/

HAN Wei, HAN Yu-feng, ZHANG Enke//China Medical Equipment,2017,14(6):44-46.

Objective: To compare the detective effect between color Doppler twinkling artifact and B-mode ultrasonography for kidney stones in order to develop an ultrasonic model that can more easily and more accurately detect kidney stone. Methods: 9 patients with kidney stone who were confirmed by CT scan in recently were selected to accepted two methods (color Doppler twinkling artifact and B-mode ultrasonography) to detect kidney stone. The video fragments of upper pole, interpolar and lower pole were created by three radiologists and the results were diagnosed by them. Results: In dual kidneys of the nine patients, 32 stones with average size of (8.9±7.5) mm were found. The sensitivity, specificity, positive predictive value and negative predictive value of the B-mode ultrasonography were 71%, 48%, 52% and 68%, respectively, while those of color Doppler twinkling artifact were 56%, 74%, 62% and 68%, respectively. Conclusions: In the detection of kidney stones, B-mode ultrasonography is more sensitive when is used alone, but color Doppler twinkling artifact has more high specificity. The color Doppler twinkling artifact should be applied in more clinical practices, and a new commercial ultrasonography mode that used basic acoustic difference and is special for detection of kidney stone should be researched and developed so as to improve the detection of kidney stone.

B-mode ultrasonography; Doppler twinkling artifact; Detection of kidney stone

Department of Medical Equipment, Shaanxi Provincial People's Hospital, Xi'an 710068, China.

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.06.013

[文章编号] 1672-8270(2017)06-0044-03 [中图分类号] R445.1 [文献标识码] A

韩伟,男,(1984- ),硕士，主管技师。陕西省人民医院医疗装备部，研究方向：医疗设备研制，医院资产管理，计算机软件设计、转化医学等。

2017-01-10

陕西省自然科学基金面上项目(2014JM2-3035)“基于高通量测序的胃癌发病基因分析与个体化诊疗体系构建研究”；陕西省科技统筹创新工程计划(2013KTCQ03-10)“老年健康管理及慢性病病案个体化统筹应用平台关键技术研究与示范”

①陕西省人民医院医疗装备部 陕西 西安 710068

*通讯作者：785283208@qq.com