手工计算法与3D Slicer软件法测量脑内血肿量的比较研究*

杨 凯，魏书田，王 智，房建忠，李 斌，白映红

(晋中市第一人民医院神经外科，山西 晋中 030600)

自发性脑出血是指非创伤因素所致的脑实质内的出血，多由全身性高血压引起，通常与颅内动脉硬化有关。基底节区是最常见的出血部位，其他还包括丘脑、脑叶、脑室、小脑和脑干等[1-2]。我国约46%的脑出血患者在发病1年内死亡或严重残疾[3]。自发性脑出血患者的治疗方案主要包括药物治疗和手术治疗[4]。而脑内血肿量是临床医生进行治疗决策、手术时机、术式选择及预后评估的重要依据[2，4-10]。临床多在CT轴位片上手工测量血肿长、宽、高，然后采用多田公式来计算血肿量[2，5]，但由于血肿形状多不规则、不同人员测量差异较大，测量结果不甚满意。3D Slicer是一款免费的医学图像处理平台(www.slicer.org)，其测量血肿体积的原理与影像工作站的计算机辅助容量分析(金标准)相似[5]，可以准确、简单地测量血肿量[5，11]。本研究探讨了手工计算与3D Slicer软件两种方法测量血肿量的差异。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2018年10月至2019年9月本院就诊的自发性脑出血患者149例，其中男95例，女54例，平均年龄(58.59±11.38)岁。诊断标准：符合《2020神经内镜下高血压性脑出血手术治疗中国专家共识》相关诊断标准[9]。纳入标准：年龄大于或等于18岁，CT检查时间在发病后24 h内，脑实质内出血，出血量大于或等于5 mL。排除标准：术后CT、伪影严重、边界模糊,其他原因引起的出血(混杂创伤因素、肿瘤、动脉瘤、血液病等)。依据3D Slicer软件法测量的血肿量平均值将患者分为<30 mL组(A组，84例)、30～<60 mL组(B组，40例)、≥60 mL组(C组，25例)。

1.2方法 通过本院影像存档与传输系统(PACS)系统拷贝纳入所有患者头颅CT(GE，64排)影像数据资料，数据保存格式选为DICOM。(1)手工计算法：测量血肿最大层面的长和宽，血肿的高=血肿层数×层距(本研究中头颅CT的层距均为5 mm)。由2名测量者(测量者1、2号)分别独立完成。(2)3D Slicer软件法：采用3D Slicer4.7.0软件将影像数据导入，运行Editor模块，选取Draw Effect逐层描记血肿边缘轮廓，点击Apply，血肿的所有层都标记完毕后，运行Make Model Effect后点击Apply。运行Models模块即可查看血肿量等信息。由2名测量者(测量者3、4号)分别独立完成。血肿量单位用mL表示。

2 结 果

2.1不同测量法测量结果比较 手工计算法、3D S1icer软件法测量的血肿量平均值分别为(32.32±29.01)、(34.15±27.84)mL，二者比较，差异无统计学意义(P>0.05)。A组中，两种测量法测量的血肿量差值比较，差异有统计学意义(P<0.05)；但B、C组中，两种测量法测量的血肿量差值比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 不同测量法测量结果比较

2.2不同测量者测量结果比较 手工计算法中，2名测量者测量的血肿量平均值分别为(31.71±28.45)、(32.93±29.72)mL，差异无统计学意义(P>0.05)；2名测量者测量的总差值为(1.21±4.34)mL，且最大差值为18.56 mL；A、B组中，2名测量者测量的血肿量差值比较，差异无统计学意义(P>0.05)；但C组中，2名测量者测量的血肿量差值比较，差异有统计学意义(P<0.05)。

3D Slicer软件法中，2名测量者测量的血肿量总平均值分别为(34.04±27.90)、(34.25±27.79)mL，差异无统计学意义(P>0.05)；2名测量者测量的总差值为(0.21±0.92)mL，且最大差值为3.52 mL；A、B组中，2名测量者测量的血肿量差值比较，差异有统计学意义(P<0.05)；但C组中，2名测量者测量的血肿量差值比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2、3。

表2 手工计算法中不同测量者测量结果比较

表3 3D Slicer软件法中不同测量者测量结果比较

3 讨 论

自发性脑出血患者出血量与致残率、致死率密切相关[2]，是临床医生选择治疗方案(药物治疗或手术干预)的重要依据[4]。错误的测量结果会影响临床决策，延误最佳治疗时机，影响治疗效果[5]。此外，准确地测量血肿量对血肿清除率的计算、血肿扩大的识别[11]等具有重要的临床意义，有利于研究数据的标准化和可比性[5,12]。

在自发性脑出血临床诊治过程中，影像科室多提供头颅CT轴位片，临床医生通过判断血肿最大层面，使用圆规、叩诊锤，甚至纸条的边缘等辅助工具测量并经比例尺换算后得到血肿长径和宽径，然后将血肿层数乘以层距作为血肿的厚度，采用多田公式(血肿量=血肿长径×宽径×厚度)来计算血肿量，其过程简便、快捷，应用较广，但不够准确，计算结果误差大，准确性差[5]。影响手工计算误差的主要因素有：(1)临床使用的CT轴位胶片所示的图像较小，比例尺最小刻度大多为10 mm，测量精度受限。本研究采用的手工计算法的测量结果可精确到5 mm。随着工作计算机、影像处理软件及影像PACS系统的引入，临床可以更精确地判断血肿最大层面及测量其长径和宽径，提高测量精度。(2)受局部边界不清、血肿最大层面不规则、容积效应、扫描角度影响，不同测量者对长径、宽径的测量及对最大层面和血肿层数的判断不同，而这些差异经多田公式计算后会使血肿量的差值放大，并背离真实的血肿量。(3)手工计算法测量血肿量只取决于长、宽、高3个因素，不考虑血肿其他层面的形态及大小的影响，对部分血肿量的测量影响较大。本研究结果显示，与3D Slicer软件法相比，手工计算法最大差值达30.8 mL。(4)在某些情况下，血肿量的测量可能还受患者临床表现、医生或患者对治疗方案的意愿及测量者本身的偏好等因素影响，如患者症状较轻、保守治疗愿望强烈等原因，会影响测量者的计算结果。本研究回避了患者基本信息、病情、治疗方式和预后等资料。

3D Slicer软件测量血肿量方法有多种，本研究中的测量者在每个血肿层面描记血肿边界，所有层面标记完毕后自动计算血肿量。该方法不受血肿形状和部位影响，甚至不受血肿密度影响(部分血肿含低密度液体成分)，由测量者本人判断血肿边界，其测量结果较准确，可重复性好，而且局部因素对整体血肿量的影响不大，不同测量者间的差异较小。许多研究表明，手工计算法的测量结果往往大于血肿实际体积[5,13-16]，而且血肿量越大，误差越大[5,14,16]。本研究结果显示，手工计算法测量结果略小于3D Slicer软件法测量结果，差异不显著,平均差值不到2 mL，仅小血肿的测量差异显著。这与以往的临床及理论研究不相符[5,13-16]。不同测量者间的测量差异比较的研究较少见。本研究结果显示，两种方法在不同测量者间的测量差值均无显著差异，由于手工计算法测量方法与精度的原因，不同测量者间的测量差值为0，而部分血肿的测量值的差异则较大，最大达18.56 mL；3D-Slicer软件法中，不同测量者间的测量差值仅为3.52 mL，明显小于手工计算法；分组研究结果显示，手工计算法中，不同测量者测量大血肿的差值有显著差异，而3D Slicer软件法中，不同测量者测量小血肿的差值有显著差异。本研究纳入患者的血肿量总体偏小，且呈偏态分布，与其他呈正态分布的研究不同[5,15-16]，但基本符合自发性脑出血的发病特点。

综上所述，自发性脑出血患者血肿量的测量传统上多靠手工量取，然后采用多田公式计算，临床工作中应用较广。对于血肿形态规则、边界清晰、体积不大的血肿，手工计算血肿量简便、快捷，有其自身的优势，大多数情况下其误差范围可以接受，适用于临床，但不够精确[5,16]。3D Slicer软件法测量血肿量需下载原始数据，临床使用受限，但可靠性、可信性、重复性好，不同测量者间的测量差值小，在治疗决策、预后判断等方面具有积极作用，且多名测量者测量后取平均值可进一步减小误差，有利于进一步的临床研究。