超声自动乳腺全容积成像测量技术在乳房重建中的应用

张叶，傅荣，王志军，杨柠泽

(1.大连大学附属中山医院整形外科辽宁大连116001；2.四川省医学科学院·四川省人民医院整形美容科四川成都610072；3.大连大学整形外科研究所辽宁大连116021）

·整形美容·

张叶1，傅荣2，王志军3，杨柠泽3

目的：探讨应用超声自动乳腺全容积成像（Automated Breast Volume Scanning，ABVS）测量技术测量全乳及乳房假体体积的方法，及其在乳房整形中的应用前景。方法：将入选的30例病案随机分为AB两组。A组依据传统经验与简易测量手段进行乳房重建术前的设计工作；B组根据ABVS得到DICOM5.0的原始数据，导入mimics 10.01以及Magic RP软件进行两侧乳房体积差和假体体积的选择。手术后，定期进行回访与术后满意度及乳房相关径线的测量。最终将AB两组的术后效果进行统计学分析，得出结论。结果：B组在乳房对称性方面患者的满意率要高于A组，其余的并无统计学差异。结论：本方法可以准确测量双侧乳房体积差，提供较为准确的乳房整形术前信息，在测量乳房和乳房假体体积方面具有实际的应用价值。

超声自动乳腺全容积成像;乳房体积；乳房整形与重建

目前，临床大多采用手工测量结合传统经验公式的方法来了解双侧乳房的对称性，预估双侧乳房体积差，甚至凭经验设计自体肌皮瓣的切口。此方法虽临床适用度高，方便简单，患者易接受，但缺乏科学性，易导致术后效果不理想，有碍乳房重建技术的发展和应用。本次课题采用超声自动乳腺全容积成像（Automated Breast Volume Scanning，ABVS）测量技术，将30例需进行乳房重建的患者进行随机对照分组，一组按照传统经验公式法进行术前设计和测量工作，另一组运用超声自动乳腺全容积成像测量技术进行乳房体积差测量，并根据测量结果为患者选择体积适当的乳房假体，从而指导乳房重建手术方法的选择。对比两组术后效果，经过ABVS测量的一组术后具有更好的对称性，得到了更为满意的术后效果。

表1 随机对照分组后AB两组基本情况对比

1 资料和方法

1.1 临床资料：自2013年6月，选取了30例四川省人民医院乳腺外科和整形外科住院患者。在不影响患者预后，不阻碍放化疗的前提下，有意愿进行乳房重建手术，并愿意配合术前ABVS检查的患者（基于研究条件和研究时长所限，本次研究的乳房重建术式仅限于一期乳房重建，即患者因乳腺导管内癌或是乳房良性、交界性病变，而进行的保留乳头乳晕复合体和皮肤的乳腺切除术，同期行单纯假体置入的乳房重建术。暂不研究联合自体肌皮瓣，或二期配合埋入临时扩张器等的复杂重建术式）。术前告知患者并取得其配合后拍摄术前及术后即刻、1个月、3个月、的乳房正面、侧面45°、侧面90°照片对比，并在术前术后进行乳房相关径线的测量。排除任何乳房手术术后3个月内的患者。

1.2 研究方法

1.2.1 随机分组：依据上述标准入选的30例研究病例随机分为AB两组。A组依据传统经验与简易手段进行乳房整形术前的设计工作；B组依据ABVS得到的两侧乳房体积差，预估手术切除组织量，进行乳房整形术前假体容积量的选择，完成术前的设计工作。AB两组的术前设计人员与手术实施者均由四川省人民医院相同职称，从业年限与经历相似的副主任医师完成。手术完成后，定期进行回访，调查术后满意度并乳房相关径线的测量。最终将AB两组的术后效果进行统计学分析，得出结论。

1.2.2 随机对照分组后AB两组的基本情况对比：具体情况见表1。由表1可见，经统计学分析，得出入选患者AB两组的年龄、体重指数、胸围、肿瘤分型等基本因素不具有统计学的显着性差异。

1.2.3 手工测量结合传统经验公式方法：手工测量包括身高、体重、体重指数等的一般项目测量。特殊测量包括：乳房形态的测量和乳房位置的测量，如：乳房基底直径、内外侧缘夹捏厚度、上下极夹捏厚度、乳房高度、乳房基底直径、乳房突度等。同时记录个人信息包括:年龄、职业、籍贯、民族、月经情况和生育情况，患者自身意愿等，填写完成术前病人信息表。

应用乔群提出的计算公式：乳房体积＝1/3π ×乳房高度2×(乳房内半径+乳房下半径+乳房外半径-乳房高度)[1-3]。计算双侧乳房的大致体积，及其差值，乳房假体置入的体积参照健侧乳房的体积为准。同时根据经验判断，当乳房具有一定的体积，即≥100ml，皮下的脂肪层厚度≥2cm，皮肤没有明显的松弛时，笔者可选择圆形的假体置入，能够得到相对丰满、挺拔的乳房形态。相反，如患者体型偏瘦长，乳房体积较小，皮肤乳房较松弛下垂（乳头乳晕下移），经验判断选择解剖型的假体更为恰当，获得的乳房形态较为自然和协调。假体基底直径=乳房基底直径-(1/2外侧缘厚度+1/2内侧缘厚度)，而乳房的基底直径＝胸骨外侧缘到腋前线的距离[3]。

表2 A组（公式法）术后两侧乳房形态学以及对称性指标的配对检验

左侧右侧值值数量30 30 MR 10.34±2.09 10.45±1.89 0.87 0.0023 LR 10.09±1.67 10.21±2.19 0.92 0.0019 NIF 5.98±1.39 6.50±1.31 0.94 0.054 CB 18.86±1.711 18.54±2.21 0.956 0.67 SB 18.45±1.98 18.09±1.67 0.98 0.985 BW 14.5±2.8 13.87±2.56 0.985 0.0038 BH 5.89±2.12 4.96±2.3 0.721 0.0012 PL 4.67±1.88 4.55±2.13 0.895 0.089 PD 1.32±0.23 1.28±0.18 0.085 0.85 MD 3.45±0.45 3.55±0.54 0.098 0.98

表3 B组（ABVS测量法）术后两侧乳房形态学以及对称性指标的配对检验

左侧右侧值值数量30 30 MR 10.56±2.39 10.55±1.69 0.892 0.0563 LR 11.09±1.87 10.91±2.09 0.934 0.0239 NIF 6.34±1.67 6.51±1.781 0.87 0.064 CB 19.56±1.73 19.34±1.91 0.856 0.578 SB 18.55±1.88 18.29±1.69 0.871 0.785 BW 13.89±2.65 14.07±1.98 0.785 0.0819 BH 5.64±1.965 4.76±2.15 0.621 0.0598 PL 4.85±2.09 5.09±1.98 0.3695 0.078 PD 1.23±0.19 1.41±0.21 0.079 0.258 MD 3.63±0.53 3.65±0.74 0.097 0.963

表4 两组满意度汇总及对比

表5 两组满意度评分配对检验结果汇总

组别A组B组差值平均值值值统计指标平均值标准差平均值标准差乳房对称性5.33 1.959 6.80 1.320 -1.28 -2.244 0.042乳房大小（体积）（ml）6.33 1.496 6.93 1.032 -0.60 -1.418 0.178乳房形态（突度、乳头乳晕位置）6.40 1.502 6.60 1.298 -0.200 -0.367 0.719乳房手感及逼真程度5.53 1.187 6.27 1.534 -0.733 -1.408 0.181

1.2.4 超声自动乳腺全容积成像（Automated BreastVolumeScanning，ABVS）测量方法以及假体的选择：嘱被测量者平躺，取仰卧位，上肢自然放于身体两旁，充分暴露乳房，自然均匀地呼吸。启动ABVS系统，运用14L5BV机械臂及乳腺全容积扫描探头，施加适当的压力使其紧密贴合乳房表面，而患者不感压痛为宜，对双侧乳房进行外侧位、内侧位、以及正面位扫描。当乳房体积较大时加行上位或下位的扫描。将扫描所得图像及数据序列上传至ABVS工作站中自带的SiemensMedical Solutions图像处理系统。去除瑕疵点，增强图片对比度后，再结合SieClear空间组合技术和动态TCE增强技术结合获得大量DICOM数据。后以乳头为中心自动优化图像信息，以DICOM5.0的格式存储，以患者姓名为名称建立独立文件夹保存。

为了测算方便，笔者将乳房边界划分上至第三肋、下至六肋，内起胸骨旁线，外达腋前线或腋中线[4-6]。此后，将依据患者姓名命名的文件夹，格式为DICOM5.0的原始数据资料导入mimics10.01中。在mimics10.01软件的平台之下，在ABVS系统下分割出乳房范围，继续调整对比度，进一步细化分割。在此之后，建立乳房的三维模型（但由于拍摄时，患者采取仰卧位，且探头施予了乳房一定压力，故三维重建后的乳房形态与正常站立位时的稍有区别，但是体积是不变的，且仰卧位体式与手术体式一致，更有利于指导手术的进行。）将重建的三维模型储存为STL格式。将STL文件导入Magic RP软件，直接测得假体体积、基底直径、凸度等参数，数值精确到小数点后一位。

另外，适当考虑患者的体重指数（Body Mass Index，BMI)。根据上述测量的患者身高体重等一般指标，计算患者的BMI指数，通常亚洲人的BMI指数在18～23之间为正常和适中，低于18为过轻，假体体积不宜超过250ml；23～28为超重，置入假体体积可稍大于250ml，在250～270ml之间选择较为恰当；大于28为肥胖，假体体积可稍大于270ml，在270ml与300ml之间选择。

假体的突度分为：低突，中突，高突三大类。选择假体突度主要与患者皮肤的弹性程度密切相关。同时考虑患者胸壁的宽窄程度和患者的诉求。例如，皮肤弹性较差，胸壁较宽的患者，不宜置入突度过高的假体。相反，若胸壁较窄，弹性适中或是较好，则可以相对选择突度较高的，术后效果较理想。

最后，根据测量计算得出的假体体积，基底直径，假体突度，选择相对合适的假体。因乳房重建患者，乳腺全部或大部分切除，所以假体置入层次均为胸大肌下置入。

1.3 数据汇总与统计学分析

1.3.1 A、B两组左右两侧乳房形态以及对称性指标的差异

1.3.1.1 将A、B两组术后测量得到的数据导入SPSS后，将每对乳房的左右两侧配成一组，比较两侧乳房形态学与对称性指标的差异，采用配对检验的统计学方法进行分析，结果见表2、表3。表2、表3中：MR代表乳房内半径，LR代表乳房外半径，NIF代表乳房下半径，CB代表锁乳间距，SB代表胸乳间距，BM代表乳房基底直径，BH代表乳房高度，PL代表乳头到乳房下皱襞最低点的距离，PD代表乳头直径，MD代表乳晕直径。

1.3.1.2 经过配对检验，笔者得出A组左右侧乳房具有统计学差异（值小于0.05）的指标为：乳房内半径、乳房外半径、乳房基底直径、乳房高度。B组左右侧乳房有统计学差异的指标为：乳房外半径。提示A组可能因为预估乳房体积不足，而导致乳房内外侧半径左右差距明显，乳房基底直径不一致，乳房高度不对称。此结果与本次研究第二部分得出的结论“手工测量结合公式计算的平均值约为标本体积的78%，普遍小于标本体积”。而B组术后两侧乳房通过手工测量没有得到明显的不对称结果。

1.3.2 A、B两组术后满意度调查评分及统计学分析：邀请患者根据术后效果进行从0～10的满意评分，分为0～3，4～6,7～8，9～10，对应着“不满意、一般、满意、非常满意”四个等级。A、B两组满意度汇总及对比详见表4。将表4评分数据导入SPSS中，比较两组的平均数和百分比，并应用配对检验进行差异性分析，得到的结果如表5。

2 结果

汇总得到上述满意度分值，得到以下数据：A组针对笔者评价的4个指标，达到满意及非常满意的百分比分别是：33%、46.8%、53.5%、20%；B组达到满意及非常满意度百分比分别是：60.1%、73.3%、60%、60%。从满意度百分比上笔者可以得出，B组的满意率要较A高，满意度各项指标均达到60%以上，平均满意率为63.3%，而A组的平均满意率为38%。而后针对每一项指标进行配对检验统计学分析，发现A、B两组唯一具有统计学差异（＜0.05）的评分项目即是乳房对称性，因此可以判断，B组在乳房对称性方面患者的满意率要高于A组，其余的并无统计学差异。

3 讨论

3.1 ABVS三维测量技术在乳房重建外科中的优势与实际临床应用价值：尽管，三维测量技术的准确性和临床实用性已经得到广泛的证实，但是由于在引言中提到的乳房体积和形态的测量难点，如何应用三维测量技术来准确获得乳房的体积和其他形态学参数则是关键。本次课题笔者选用ABVS乳腺全容积超声的技术来帮助笔者完成乳房体积和形态学的测量，原因如下：①ABVS为超声成像技术，具有彩超特有的安全无电离辐射、价格适中、检查体位与手术体位一致等传统优势。同时由于ABVS优秀的成像技术，可以较清晰的分辨乳腺组织与肌肉的分界，帮助划分全乳界限，继而较为准确地测量全乳体积。②ABVS拥有着15cm孔径的超大透镜探头，可包裹全乳，从而可以准确地测得全乳及肿块体积。在乳腺癌患者检查乳腺组织的同时，ABVS成像数据与图片自动上传至工作站存储，经过简单计算即可得到乳房形态学数据，为日后乳腺癌患者的乳房重建工作提供必要的参考。方法简单快捷，减少了患者重复检查的概率，提高临床工作效率[7-10]。

并且通过上述的研究，笔者可知，ABVS三维测量技术可以解决乳房重建外科对乳房体积等参数的需求。应用与临床工作中，它的优势如下：①便捷：ABVS将诊断与测量结合，乳腺疾病的患者普遍需要行术前彩超常规检查，ABVS检查完全可以替代彩超完成乳腺疾病的筛查和影像学诊断工作，耗时也与普通彩超接近，整个照射和测量时长在15-20分钟。在乳腺癌患者检查乳腺组织的同时，ABVS成像数据与图片自动上传至工作站存储，经过简单计算即可得到乳房形态学数据，为日后乳腺癌患者的乳房重建工作提供必要的参考。方法简单快捷，减少了患者重复检查的概率，提高临床工作效率。同时可以帮助医生完成一整套从乳腺疾病的诊断、治疗方案的制定、乳房重建方案的制定，方便乳腺外科和整形外科的会诊[11-13]。②价格适中：因为从乳腺筛查诊断和乳房重建，只需进行一次ABVS检查，总费用为600元，较适中，没有过多地增加患者负担。而如果行其他的影像学三维测量技术辅助乳房重建的术前指导工作，如MRI，费用总体在2000～3000元，CT也在2000元左右，并且还需收取额外的三维重建费用，价格接近ABVS测量的5倍。费用和流程的增加，将直接阻碍临床应用新技术的进程，也加重了患者的负担。这也是为何三维成像和测量技术已经成熟，也有非常多的文献报道该技术在测量乳房形态学方面的研究，但是如今的临床工作者和整形外科医生仍然停留在手工测量和原始经验估算的主要原因。③准确性：根据上述研究的结果得出，ABVS测量的乳房形态学数据较经验公式法，能够更好地指导乳房重建术前设计工作，术后乳房径线的测量说明了ABVS测量带来了更为对称的重建术后效果，同时患者对于双侧乳房对称性的满意度从33%上升至60%。而其他的指标，如：乳房体积、乳房形态、乳房的逼真度满意率也有分别10%左右的提高。在不增加患者的经济和时间负担的同时，医生可以更加科学、准确地进行乳房重建外科的术前设计工作，同时可以更直观有效地和患者及其家属沟通手术过程和预测术后的效果，提高患者的认同感。

3.2 ABVS三维测量技术在乳房重建外科中的发展和未来应用的展望：本次研究由于时间和实际病源量等条件所限，仅探讨了ABVS在单纯应用假体进行乳房重建中的应用价值。而ABVS的应用还可以更为广泛和深入，如：①自体肌皮瓣的移植（一般为背阔肌和腹直肌）联合或者不联合假体置入进行乳房重建的术式：ABVS可以轻松测得腹直肌以及背阔肌的肌肉和组织厚度，测算所需填充的组织量体积后，帮助设计自体肌皮瓣的切口和范围，有利于减少患者创伤，减少组织量不足或者组织量被浪费的情况[14-15]；同时有利于术前与患者的沟通，毕竟中国的患者对于肌皮瓣移植这样创伤较大的术式较为排斥，也利于我国乳房重建术式多样化水平的提高，也为研究积累更多的病患素材；②对于较常规的乳房整形手术，如：隆乳术、肥大乳房缩小术、乳房假体置换术、双侧乳房不对称畸形矫正术等术式，ABVS可帮助计算双侧乳房的体积差，以及原置入假体的体积等等重要参数，指导整形外科医生术前科学的进行术式的选择和手术置入或者切除的组织量的估计，带来更有效率的术前沟通和更对称美观的术后效果；③未来，整形外科的个体化和定制化将成为趋势，而根据术前即可估计切除的组织量和组织形状，将为个性化定制假体带来可能，将来也许不再是选择假体，而是定制独一无二、专属个人的定制假体。

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The application of automated breast volume scanning in the preoperative design of breast reconstruction surgery

ZHANG Ye1,FU Rong2,WANG Zhi-jun3,YANG Ning-ze3
（1.Departmentof Plastic Surgery,Affiliated Zhongshan Hospitalof Dalian University,Dalian 116001, Liaoning,China;2.Departmentof Plastic and Aesthetic Surgery,Sichuan Academy of Medical Sciences·Sichuan Provincial People's Hospital,Chengdu 610072,Sichuan,China;3.Institute of Plastic Surgery of Dalian University,Dalian 116021,Liaoning,China）

Objective To investigate method that we use Automated Breast Volume Scanning measurement techniques to measure the whole breast prosthesis volume and its application in the preoperative design in breast surgery.Methods 30 cases were selected and randomly divided into two groups A and B.Group A of breast reconstruction surgery performed design work is based on traditionalexperience and simple measurements;group B according to ABVS getting from DICOM5.0 raw data,import mimics 10.01 and Magic RP software for both sides of the breast prosthesis volume difference and volume options.After surgery,we regularly visited those patients and finish the postoperative satisfaction measurementand measure the breast-related diameter lines.The eventually postoperative results of both group A and B were statistically analyzed to draw conclusions.Results Group B got higher satisfaction rate in breast symmetry than group A,and the rest was not statistically different.Conclusions This method can accurately measure the volume difference between the bilateralbreasts,and it also provide a more accurate preoperative information which has practicalapplications in measuring the volume ofthe breast.

Automated Breast Volume Scanning;breast volume;breast surgery and breast reconstruction

R655.8

1008-6455（2014）23-1949-05

2014-10-21

2014-12-17

编辑/张惠娟

四川省卫生厅课题资助（编号130141），成都市科技局科技惠民计划资助（编号-HM01-00274-SF）

傅荣，副主任医师；E-mail：18981838395@163.com。