自动乳腺全容积成像测量技术与传统测量在乳房重建术中的对比研究论文_吴艳艳, 卢漫,刘玉萍,周毅,叶一峰,傅荣

作者单位：610072 成都，四川省医学科学院·四川省人民医院超声科（吴艳艳、卢漫）；健康管理中心（刘玉萍）；乳腺外科（周毅、叶一峰）；整形外科（傅荣）；遵义医学院（傅荣）

基金项目：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2014-HM01-00274-SF），四川省医学科学院.四川省人民医院青年科学研究基金

通讯作者：傅荣，主任医师，研究方向：乳癌术后乳房再造，卢漫刘玉萍周毅叶一峰傅荣

【摘要】目的探讨超声自动乳腺全容积成像技术（Automated Breast Volume Scanning，ABVS）用于术前手术规划及对术后效果及患者满意度的影响。方法 2013年6月~2015年6月，将我院乳腺外科和整形外科有意愿进行乳房重建手术的30例女性患者随机分为对照组和ABVS组。对照组运用手工测量加经验公式进行乳房重建术前的设计工作；ABVS组根据ABVS测量结果进行术前设计工作。将术中实际切下的组织体积与术前不同方法计算的结果进行比较。术后对双侧乳房相关径线的测量，比较两组患者左右乳房各项径线差值及术后满意度。结果与对照组相比，ABVS组测量的结果与术中实际切下的组织体积具有更好的一致性；ABVS组术后两侧乳房各项径线差值明显小于对照组（P<0.05）；ABVS组在乳房对称性满意度方面明显高于对照组（P<0.05）。结论 ABVS测量方法可以较准确预估手术切除组织体积，提高术后双侧乳房对称效果和患者满意度。

【关键词】超声自动乳腺全容积成像；乳房体积；乳房重建；术后评价；乳房对称性；满意度调查

【中图分类号】R445【文献标识码】A【文章编号】1001-5213(2016)09-0382-03

Comparative study of automated breast volume scanning and traditional measurement method in the breast reconstruction surgery

Wu Yanyan1*, Lu Man1, Liu Yuping 2, Zhou Yi 3, Ye Yifeng 3, Fu Rong4,5.

1 *Department of Ultrasound, Sichuan Academy of Medical Sciences · Sichuan Provincial People's Hospital, Chengdu Sichuan, 610072, P. R. China; 2 Health Management Center, Sichuan Academy of Medical Sciences · Sichuan Provincial People's Hospital, Chengdu Sichuan, 610072, P. R. China;3 Department of Breast Surgery, Sichuan Academy of Medical Sciences · Sichuan Provincial People's Hospital, Chengdu Sichuan, 610072, P. R. China; 4 Department of Plastic and

【Abstract】 Objective To investigate the effect of Automated Breast Volume Scanning (ABVS) techniques in the preoperative planning and postoperative effect and patient satisfaction. Methods Between June 2013 and June 2015, 30 female patients willing for breast reconstruction surgery were randomly divided into control groups and ABVS group in the breast surgery department and plastic and aesthetic surgery department. In the control group, the design work of breast reconstruction surgery was performed by manual measurement and empirical formula, and ABVS group was designed according to the results of ABVS measurement. The intraoperative actual resected tissue volume were compared with the calculation results of two methods. After surgery, the anatomic lines of bilateral breast were measured. The anatomic lines differences of bilateral breast and the postoperative satisfaction were compared between groups. Results Compared with the control group, the tissue volume had a better consistency with intraoperative actual resected volume in the ABVS group. After operation, ABVS group in the anatomic lines differences of bilateral breast significantly smaller than that of control group (P<0.05). While ABVS group in satisfaction for breast symmetry significantly higher than that of control group (P<0.05). Conclusions ABVS method can accurately estimate resected tissue volume, increase postoperative bilateral breast symmetry and patient satisfication.

【Key words】 Automated breast volume scanning; Breast volume; Breast reconstruction; Postoperative evaluation; Mammary symmetry; Satisfaction survey

在整形外科领域，乳房重建术可以为乳腺癌患者重建手术切除后的乳房，提高患者的生活质量。但是，如若术前对乳房形态与体积进行科学准确的测量，预估手术切除的体积，确定自体肌皮瓣的厚度及假体型号，有利于制定更加科学的手术方案[1, 2]。

本课题拟采用超声自动乳腺全容积成像（Automated Breast Volume Scanning，ABVS）测量技术对乳房重建的患者进行术前的乳房形态及体积的测量，制定手术方案及假体型号的选择，对比术中实际切除的肿块体积与术前测量体积的差异，术后乳房重建效果以及患者满意度，探讨ABVS在乳房重建术前设计中的价值和可靠性以及临床应用意义。

1 临床资料

一般资料及分组

选取2013年6月~2015年6月期间在我院乳腺外科和整形外科有意愿进行乳房重建手术的女性患者30例。收集患者一般资料，以及身高、体重、体重指数（Body Mass Index，BMI）等信息（见表1）。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，同期行单纯假体植入的乳房重建术。排除任何乳房手术术后3个月内的患者。在充分告知取得患者同意并签署知情同意书的情况下，将患者分为对照组和ABVS组。对照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；ABVS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。两组患者的术前设计与手术实施均由从业年限与经历相似的副主任医师完成。

手工测量结合传统经验公式法

术前对患者乳房相关径线进行测量，包括：乳房基底直径（TD）、乳房内半径（MR）、乳房下半径（NIF）、乳房外半径（LR）、内侧缘夹捏厚度（IJ）、外侧缘夹捏厚度（OJ）、上极夹捏厚度（UJ）、下极夹捏厚度（LJ）、乳房高度（BH）等。应用经验公式[3]计算乳房体积（V）及其差值：

乳房假体植入的体积参照健侧乳房的体积为准。同时根据经验并按照以下公式计算假体基底直径（PD）而乳房的基底直径为胸骨外侧缘到腋前线的距离[3]。

ABVS测量及三维重建方法

嘱患者仰卧位，上肢自然放于身体两旁，充分暴露乳房，自然均匀地呼吸。将ABVS系统（ACUSON S2000，Siemens Medical Solutions，German）14L5BV乳腺全容积扫描探头垂直乳房表面进行细微加压，对双侧乳房进行外侧位、内侧位、以及正面位扫描。数据上传至工作站图像处理系统生成DICOM格式图片，经Mimics 10.01软件分割出乳房范围，重建乳房三维模型。三维模型储存为STL格式，导入Magic RP软件，测得乳房体积、基底直径、凸度等参数。参照以上测量数据，综合考虑患者BMI，皮肤弹性程度和患者的诉求，制定手术规划，选择合适的假体。因乳房重建患者，乳腺全部或大部分切除，所以假体植入层次均为胸大肌下植入。

1.4术中切除标本体积测量

利用阿基米德排水法原理，测量乳房改良根治术切除的乳房标本体积。将术中切除的乳房标本放置于不锈钢容器内，缓慢注入生理盐水至满溢状态，等待水面平静后用大号手术镊取出乳房标本送病检。然后用500ml量杯向取出乳房标本的不锈钢容器注入生理盐水至同样满溢的状态，记录下总共注入的生理盐水体积，即为乳房标本的体积。

1.5术后效果评估

对患者定期进行回访，测量术后乳房相关径线。嘱患者站立位，运用卷尺进行锁乳间距（CB）、胸乳间距（SB）、乳房下皱襞到乳头距离（PL）、乳房内半径（MR）、乳房外半径（LR）和乳房下半径（NIF）的尺寸测量；运用游标卡尺进行乳房基底直径（BM）、乳房高度（BH）、乳头直径（PD）和乳晕直径（MD）的尺寸测量。计算左右侧乳房的相关径线的差值，对比双侧乳房的对称度。

1.6满意度调查

要求患者根据术后效果分别对乳房的对称性、体积和形态（突度、乳头位置等）这三个维度分别进行评分（10分制）。设0为非常不满意，10为非常满意。同时将0-3，4-6，7-8，9-10分别对应于“不满意、一般、满意、非常满意”四个等级。以此了解手术对患者乳房形态的改善程度，及术后患者的满意程度。相应地，令手术者对于手术改善情况的也做类似评价，并考虑以下因素：术后两侧乳房（包括乳房下皱襞）对称，大小适中，形态无畸形，质地自然，瘢痕有无大小增生等。

1.7统计学分析

采用GraphPad Prism 6.0软件进行统计分析，计量资料以平均数±标准差（Mean ± SD）描述，运用Bland-Altman分析不同测量方法对体积估算的一致性，用横轴x表示两种方法测量体积的平均值（Average），纵轴y表示两种方法测量体积的差值（Difference），差值平均值±1.96标准差（Mean±1.96SD）分别为95%的一致性界限的上下限值。术后两组患者左右乳房各项径线差值对比采用非配对双尾t检验进行分析。术后两组患者三个维度满意度等级资料用两独立样本Mann-Whitney U秩和检验。术后满意度评分总体均值组间比较采用非配对双尾t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

结果

经统计学分析，两组患者的年龄、体重、BMI、胸围以及肿瘤分型等基本因素不具有统计学差异（见表1）。

2.1 两组患者不同测量技术的Bland-Altman分析

两组患者分别用不同的测量方法术前测算出两侧乳房的体积差，并于术中测量实际切下的标本的体积，用差值进行Bland-Altman分析。对照组15例配对数据差值的平均值为-129.0 ml，差值的标准差为±132.0 ml，95%一致性界限为-387.6~129.7 ml（图1A）。ABVS组15例患者配对数据差值的平均数为-36.4 ml，差值的标准差为±9.08 ml，95%一致性界限为-54.20~-18.62 ml（图1B）。对比两组患者的数据发现，对照组的所有数据点都在一致性界限内，而ABVS组在平均值较大时有一个点（占6.7%，1/15）在一致性界限之外（图1B红点）；在一致性界限之内，对照组差值的绝对值最大为336.1 ml（图1A黑点），而ABVS组差值的绝对值最大为39.2 ml（图1B黑点）。尽管ABVS组有6.7%的点在一致性界限之外，但是从图1可以看出ABVS组的数据离散程度小，95%一致性界限范围明显比对照组范围小，与术中实际测量的体积相差最大为39.2 ml，所以与手工测量计算相比，ABVS测量方法具有更好的一致性。

2.2两组患者左右两侧乳房各项径线差值比较

将两组术后测量得左右乳房各项径线数据相减，比较两种不同测量方法对两侧乳房对称性指标的差异。我们发现，ABVS测量法术后的双侧乳房各项径线的差异都比对照组小。通过非配对双尾t检验，发现两组之间在BM、SB、PL、LR、MR、NIF和CB等径线上具有统计学差异（P<0.05）。而BH、MD和PD径线无明显统计学差异（图2）。此结果显示，术前通过ABVS测量来设计手术方案可以得到较好的术后双侧乳房对称性。而传统的手工测量加经验公式计算来设计手术方案可能因为预估乳房体积不足，而导致左右乳房上下内外侧半径、乳房基底直径和锁乳间距等关系乳房形态的指标不一致。

2.3两组患者术后满意度调查评分

术后从乳房对称性、乳房体积和乳房形态（突度、乳头乳晕位置）三个维度对患者进行满意度调查。两组三个维度满意度对比详见表2~4。对满意度结果进行秩和检验发现在乳房对称性方面两组有显著性差异（P<0.05），而乳房体积和乳房形态方面没有差异（表5）。两组术后满意度评分总体均值结果比较也可以看到在乳房对称性方面又显著性差异（P<0.05）。尽管其他两个方面的总体评分没有统计学差异，但是ABVS组的评分要高于对照组（图3）。因此，ABVS组在术后总体效果方面的满意度要高于对照组。

讨论

随着现代乳房整形与重建医学的发展，不管是出于先天的发育不足抑或后天肿瘤和外伤等疾患造成的乳房缺失，越来越多的女性选择手术来重建象征女性第二性征的乳房，希望能拥有理想中的乳房。这些因素促进了乳房整形与重建外科技术的迅速发展。但是，在术前需要医生准确地获取患者乳房的体积、双侧乳房体积差以及乳房相关径线等各项参数，以期能科学地预估手术切除的体积，选择合适的假体型号等术前工作，从而帮助整形外科医生制定科学的手术方案。乳房由脂肪和腺体组织组成，弹性大易变形，不固定易滑动，上界划分无统一的标准，基底面与其下方的胸大肌从外观上难以界定，由于这些自身结构的特殊性，体积与形态学测量存在很多难点[4, 5]。传统的测量方法，例如目测法、经验公式、模具等，由于手工操作，主观性较大，存在不同程度的误差，同时也缺乏可重复性[3]。因此，国内外学者一直致力于寻找一种即快捷准确又科学的测量方法，以期能够为临床提供科学可靠的测量数据。

随着现代医学影像设备以及三维重建技术的飞速的发展，影像学技术由单一的诊断工具演变为形态学测量工具，被应用于术前的乳房形态学测量，体现出更加的便利性、精确性、可重复性和科学性[6]。国内外文献对计算机X线断层摄影（Computed Tomography，CT）[7]、磁共振（Magnetic Resonance Imaging，MRI）[8]和三维超声[9, 10]等在乳房形态学测量中的应用研究较多，各自的利弊也研究的相对透彻。CT可以对断层数字图像上的乳腺组织或肿块进行分割，将相邻断层图像进行内插，产生空间体数据进行三维重建，测量准确度得到公认[11]。但X线对乳房等软组织成像能力弱，以及较高的电磁辐射，患者的依从性差。MRI对软组织分辨率高，可精确显示乳房内部结构与层次关系[8, 12]。但由于其费用较贵，增加了普通患者的负担，较难以普及。三维超声的Vocal技术可以精确勾画出乳腺肿块，通过多个象限累加计算全乳体积。但多象限累加难免增加了误差，导致测量精确度较低[13]。计算机断层激光乳腺摄影术(Computed Tomography Laser Mammography，CTLM)基于血红蛋白对808nm波长的激光特异吸收，重建形成特有的三维乳腺“血红蛋白图像”并进行全乳的体积测量[14]。但是这项技术尚不成熟，尚有待于进一步的研究。

近年来，ABVS技术集无创、无辐射、价格适中、成像体位与手术体位一致等优势，其超大透镜探头可包裹全乳，避免手持式三维超声多象限累加造成的误差，从而更准确地测得全乳及肿块体积[15, 16]。但目前的研究大多集中于比较ABVS与传统超声设备在诊断疾病上的优势，忽视了ABVS出色的测量与计算功能。本课题通过比较传统手工测量与ABVS测量对乳腺改良根治术患者术前的乳房形态数据与体积数据与手术实际切除体积差异。由Bland-Altman分析发现，ABVS测量方法比手工测量法与术中实际切除体积有更好的一致性。同时，ABVS测量的15个数值全部小于术中实际数据，即ABVS测得体积普遍要小于实际标本体积。可能原因为手术本身对上至锁骨，外至腋中线，下至乳房下皱襞在内的所有脂肪组织及少量淋巴组织和皮肤的清扫[17]。以及由于脂肪与乳腺组织融合，在超声下界限不清，与脂肪融合的部分乳腺组织被忽略，使得ABVS测量的乳腺体积小于真实的数据。另外，ABVS组在平均值较大时有一个点处于一致性界限之外。可能的原因为由于乳房体积过大，大于700ml时，超出了探头的包裹范围，导致照射不全，忽略掉部分乳腺组织，从而使得测量的体积小于实际体积。此外由于乳房上界组织量较少，超声界面没有清晰的边界和分层带可参考，人为将乳房上界设定在第二肋间处。这也是随着乳房体积的增大，ABVS测量的误差也较大的原因。通过Bland-Altman分析，对照组的体积数值都在一致性界限内，属于可以接受的差异范围之内。但对照组的数值离散程度明显高于ABVS组，即手工测量加公式计算的波动性大，误差率较高。这与经验公式本身对乳房形态的椭圆形球缺曲面假设，忽略实际乳房表面和底面均是非规则和均匀的，以及公式只设计内、外、下三个方向的半径，却忽略了较难界定的乳房上部形态半径等因素有关。对照组体积差绝对值也较ABVS组大，而ABVS数据则较少因为患者的个体差异和身体形态发生较大的误差。

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。ABVS组术后左右乳房各径线差值明显小于对照组，也说明了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方面也有显著性的差异。而乳房体积、乳房形态、乳房的逼真度等方面的满意率也分别有相应提高。由此可见通过ABVS测量进行术前各项手术规划，可以在不增加患者的经济负担的情况下，提高手术效果和患者满意度。

本次研究仅探讨了ABVS在单纯应用假体进行乳房重建中的应用价值。可以想象ABVS在自体肌皮瓣移植乳房重建术，帮助医生测得肌皮瓣厚度，测算填充的组织量，设计皮瓣的切口和范围；以及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中，辅助医生计算双侧乳房体积差，原植入假体体积等重要参数中的重要作用，从而实现个体化、定制化和精准化的医疗。

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