乳房體積測量方法的比較研究

喜雯婧 閔沛如 蘇薇潔 馮少清 Aurelia Trisliana 張艷 濮哲銘 章一新 Lucrezia Pacchioni

乳房體積作為客觀的量化指標，對乳房手術(shù)的術(shù)前計劃和術(shù)后效果評估意義重大。例如，術(shù)前計劃方面，乳房體積測量可以在乳房縮小術(shù)前估計切除量[1]；單側(cè)乳房再造時，可測量出健側(cè)的體積，為重建提供參考[2]；術(shù)后評估方面，乳房體積測量能夠更精確地評估自體脂肪隆胸術(shù)后脂肪的存活率[3]，更客觀地評估重建術(shù)后兩側(cè)乳房的對稱性等[4]。由于乳房不是一個規(guī)則的幾何體，其體積通常需要通過特殊設(shè)計的工具和方法才能測出。近幾年，文獻報道了各種基于不同原理的乳房測量方法，其中不少已經(jīng)被應(yīng)用在臨床和科研中。但是這些方法種類繁多，所需要的硬件和軟件設(shè)備各不相同，可操作性差別很大。本文將報道過的乳房測量方法進行了整理和比較，以期為乳房體積測量的應(yīng)用和選擇提供參考。

1 方法

搜索了PubMed和萬方數(shù)據(jù)庫中標題和摘要中包含以下關(guān)鍵字的文獻：“breast volume”，“breast measurement” 和 “breast volumetry”。 搜索時間為2013年9月。數(shù)據(jù)庫返回了324條記錄。通過閱讀題目和摘要，以下這些內(nèi)容為主題的文章被選用：介紹或者評估乳房體積測量方法；將某種乳房體積測量方法用于某個臨床問題的研究。測量乳房腫塊大小及其他有關(guān)乳房腫瘤的文章被排除。最后篩選出46篇符合要求的文獻，這些文獻發(fā)表于1970年7月至2013年5月。整理這些文獻中提到的乳房體積測量方法的名稱及原理，并從以下幾個方面進行比較。①準確性：測量體積的時候是否測量了真正乳房組織的范圍；②經(jīng)濟性：每次測量需要的花費；③操作可行性：操作時間長短，操作是否簡便，過程中是否有不適感。

2 結(jié)果

目前文獻報道過的乳房測量方法有9種：3D建模、MRI測量、排水體積測量、Grossman-Roudner模具測量、石膏或熱塑性胸模測量、人體測量公式計算、X線攝片、CT測量和超聲測量等。

2.1 3D建模測量法

3D建模測量乳房體積分為兩個步驟，第一步是使用3D激光掃描儀或者立體照相機掃描患者胸部，從而獲得乳房構(gòu)建3D模型的數(shù)據(jù)；第二步是在計算機中計算乳房3D模型的體積。

掃描時，患者取坐位或站位，3D儀器掃描其正面[5]，或者取與鏡頭30°夾角的位置，取得不同角度的圖像進行合成[6]。

計算乳房體積時，首先界定出乳房的邊界，界定方法各有不同，可直接在3D模型上通過乳房下皺襞等解剖標志劃定乳房邊界[7]，或掃描前在患者的身體上作好乳房邊界的標記，通過3D模型上的印記來界定乳房邊界[8]。界定了乳房的邊界之后，利用計算機計算模擬出一個曲面來表示乳房的后界。該曲面和之前乳房邊界劃定的胸部表面正好形成一個封閉的立體圖形，從而計算出乳房的體積。

Kovacs等[6-12]都使用這種方法計算乳房體積。多種3D掃描儀器可提供3D建模需要的數(shù)據(jù)，如Konica Minolta 公司制造的 Minolta Vivid 910[6]，Cyberware 公司制造的 Cyberware WBX Scanner[8，13]等。

3D測量的儀器成本較高，一般在2～8萬美元[7]，測量耗時較長，有報道稱需要2 h[5]。

2.2 MRI測量法

MRI掃描時患者呈俯臥位，乳房位置佩戴一個專用的線圈，以防止乳房受壓[14-15]。掃描的層厚通常為4 mm左右[15-20]。

計算時，手工或者通過軟件，將每一張MRI片子上的乳房組織的面積測算出來，使用公式V=a×h，其中h為層厚，a為單層的面積，含有乳房組織的所有 MRI層的 V 之和即為乳房的體積[14-17，19，21]。 Pozzonbon等[15，19]的研究證明，MRI測量較為可靠，另外，MRI的一個特別功能便是能夠評估假體的情況。因為硅膠的假體在T2序列上有特殊的信號[20]，所有MRI除了能夠測定乳房的體積，還能夠測定假體的體積，并可以看出假體是否破損[18-20]。

MRI單次測量成本較高，可達280美元[19]。測量耗時較長，需要 68.0±14.1min[14]。

2.3 排水體積法測量法

該方法又稱為阿基米德定律測量法[21-24]。可以分為兩種情況，其一是對乳腺癌根治術(shù)后的標本進行測量，另外一種則是將病人乳房浸沒在水里進行直接測量。

對乳癌根治術(shù)后的乳房標本測量可以在手術(shù)室中進行，常用的方法是將標本直接浸沒到裝有水的燒杯中，通過計算標本排開的水的體積或者重量來估算標本的體積[8，23]。該方法在評估其他測量方法的準確性時，可作為參照標準[8、10、13、23]。 盡管人們對這種測量方法得到的結(jié)果較有信心，但是該方法只對接受乳腺癌根治術(shù)的患者適用。

原位乳房排水測量的原理是類似的，患者需要取臥位或者跪地，并將乳房浸沒在水中。Veitc等[13]指出，這種測量方法不但操作麻煩，而且并不準確，因為腹部有太多脂肪的患者很難充分將乳房浸沒在水中，而且部分患者可能過多地將胸壁也浸沒到水里，導(dǎo)致測量的誤差很大。

2000年，Tezel等[25]設(shè)計了一種裝置，其原理與排水測量類似，患者可取仰臥位，將一個體積大于胸部的塑料圓筒蓋住乳房，然后向桶底部的洞中注水，裝置中的水是灌在塑料袋里，患者的胸部不用直接與液體接觸。圓筒的容積已知，灌入水的量已知，胸部的體積便可以被求出。Kayar等[23]隨后也使用這種方法對患者進行測量，證明該方法的可行性和準確性較高，并報道該方法的成本僅為1美元。

2.4 Grossman-Roudner模具測量法

Grossman等[26]在1980年就提出了Grossman-Roudner模具的使用。這是一張柔軟可彎曲的透明塑料片，測量時將其卷成一個圓錐體蓋在患者的胸部上，在塑料片的邊緣互相重疊的地方有預(yù)先畫好的刻度，測量者可從刻度上直接讀出容量的數(shù)據(jù)。Kayar等[17，23]也在研究中使用過這種方法，認為該方法較為便捷，但是準確性較差，因為乳房并不是一個規(guī)則的錐體，而且測量時，乳房受到了一定的壓迫，對最后的數(shù)據(jù)也有一定影響。該測量法單次花費約1 美元，操作較便捷[17]，耗時約 3～10min[17，23]。

2.5 胸模測量法

按照測量時使用的材料不同，可以分為石膏綁帶胸膜測量法和熱塑性材料胸模測量法。制作胸膜的方法是將石膏綁帶纏繞在患者胸部，停留數(shù)分鐘后取下[16，27－28]，或是將一種片狀的熱塑性材料覆蓋在患者胸部待其冷卻后拿下[17，22－23，29－30]。 兩種方法中材料停留在病人胸部的時間不超過5min[28，30]。胸模成形后，中間被裝滿水或沙子來計算容量。這種測量方法的操作較復(fù)雜，測量需要約25min，患者會在測量中感到不適。胸模測量的耗材約20美元[23]。

2.6 人體測量計算法

在人體測量計算法中，乳房的體積是通過公式計算出來的[16，22－23，33]。 這些公式計算所需的數(shù)據(jù)都可以在人體上測得，如乳房下皺襞的長度等。Qiao等[31]提出了的公式為 V=1/3×3.14×MP2×(MR+LR+IRMP)，其中MR、LR和IR分別是乳頭到乳房下皺襞內(nèi)測點、外側(cè)點和最低點的距離，MP為乳房最突出點和胸壁的距離。Brown等[32]則給出了一個半橢圓體體積的計算公式。人體測量單次花費約1美元，且操作簡便，耗時大約5min[23]。

2.7 X線攝片測量法

通過X線攝片計算乳房體積要測量頭尾方向攝片乳房的長與寬，以及攝片時乳房被擠壓后的厚度。以上數(shù)據(jù)被代入簡單的幾何體積公式計算乳房容積。Katariya等[22，34]使用圓錐的公式計算乳腺體積，而Kalbhen等[23，35]則使用半個橢圓體的公式計算體積。單次測量花費約60美元[23]，操作和計算不復(fù)雜[34]，但患者有明顯的不適，問卷調(diào)查顯示該測量法“難以忍受”[22]。

2.8 CT測量法

王凌宇等[36]通過CT獲得乳腺圖像，將圖像導(dǎo)入相關(guān)軟件建立乳房模型來計算乳房的體積。Everson等[37]則報道了如何使用CT來觀察假體是否破裂，指出CT只能鑒別包膜內(nèi)的假體破裂，對包膜外的假體破裂并不準確，因為CT圖像上硅膠與乳腺組織無法區(qū)分。CT測量的缺點是有明顯輻射。

2.9 超聲測量法

患者取仰臥位，超聲探頭橫向地放在患者乳房上進行測量，每次間隔1 cm，每個切面上乳腺組織的面積可以使用超聲儀器獲得，所得面積與1 cm相乘獲得每一層的體積，相加得到乳房體積[37－38]。超聲測量的準確性及可重復(fù)性依賴于操作者的經(jīng)驗[38]。

3 討論

乳房測量方法經(jīng)歷了許多變革和改進，并對整復(fù)外科的臨床和科研提供了一定的幫助[39-41]，使人們對一些臨床問題有了更為客觀的認識。Choi等[3]利用3D測量研究發(fā)現(xiàn)，自體脂肪隆胸中脂肪的存活率和移植量相關(guān)，患者接受的脂肪注射量越大，最后脂肪的存活率也越高。在臨床應(yīng)用方面，Tepper等[42]報道乳房體積測量能夠給乳房縮小術(shù)等手術(shù)的術(shù)前計劃提供客觀的參考。此外，乳房體積測量在各種手術(shù)的術(shù)后效果評估中也具有重要作用[4，27，43-46]。

然而，盡管目前文獻報道的乳房測量方法很多，但是準確性相差很大，操作方法和原理也不盡相同。我們通過文獻回顧，將這些方法進行梳理，分析其準確性、經(jīng)濟性和易用性，為乳房體積測量方法的選擇提供參考。

從測量原理的角度，可以將上述9種方法分為三類。①影像法：指使用影像學(xué)方法依照真實乳房組織的輪廓來測量乳房的體積，包括MRI、超聲和CT。②自然法：指在乳房保持其自然解剖外形的情況下計算其體積。3D測量、排水體積法和胸模法屬于這一類。③幾何法：指在計算體積的時候?qū)⑷榉拷茷橐粋€規(guī)則幾何體，如圓錐體或橢圓體，這類方法包括Grossman-Roudner、人體測量計算和X線攝片。

影像法計算體積時參照的是真實乳房組織的范圍，所以從原理上講是較準確的一類方法，但除了MRI之外，另外2種測量方法近年來的報道很少，可能的原因是CT有輻射，而超聲測量乳房的準確性依賴于操作者的經(jīng)驗。自然法測量時，乳房前壁的自然外形被保持，如果后壁也能有明確的定義，則可以得出較準確的結(jié)果。3D測量法可以滿足以上兩個要求，所以是較準確的體積測量法，而這個類別中其他方法因為對乳房后壁的定義較模糊，故準確性要差一些。對幾何法測量來說，而因為乳房本身并不是完全規(guī)則的幾何體，這樣計算會造成一些誤差，這些誤差是否是臨床和科研應(yīng)用可接受的范圍，仍需要進一步的研究。

在這9種乳房體積測量方法中，保持乳房自然外形的3D測量法以及可以直接根據(jù)乳房組織來計算體積的MRI測量法，因準確性較高，又沒有明顯的副作用，可以用來為術(shù)前計劃提供參考。那些將乳房直接近似為幾何體的方法（如線性測量，Grossman-Roudner模具測量）以及Tezel排水法較為便捷、成本也較低，如果其準確度可以滿足測量者的要求，可以使用在較大樣本量的臨床研究中。

而其他方法中，X線和胸模測量法操作時會使患者感到明顯不適；CT有明顯的輻射，在非病理且有其他方法可選擇的情況下，使用者不多；超聲測量操作較復(fù)雜，且可靠性依賴于操作者的經(jīng)驗；傳統(tǒng)直接浸沒乳房的排水測量法操作困難，且已被證明測量偏差較大；乳腺癌根治術(shù)標本排水測量法的準確性 尚可，但是使用范圍較為局限，只適用于接受手術(shù)的患者。

綜上所述，我們認為，3D、MRI測量、Tezel排水體積法、人體測量和Grossman-Roudner模具測量的應(yīng)用價值較大。其中前兩者較可靠，但是費用和耗時較大，后三者較經(jīng)濟簡便，但是可靠性有所降低，應(yīng)根據(jù)需要和實際情況進行選擇，準確性較高的方法可以為術(shù)前計劃提供參考，較為經(jīng)濟方便的方法可以用在大樣本量的研究中。

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