CT數據三維重建測量乳房體積在乳房整形中的應用

王凌宇 欒 杰 李彥生 穆蘭花 穆大力 王克明

CT數據三維重建測量乳房體積在乳房整形中的應用

王凌宇 欒 杰 李彥生 穆蘭花 穆大力 王克明

目的探討應用三維重建技術測量乳房體積和乳房假體體積，及其在乳房整形中的應用前景。方法由CT影像掃描系統獲得患者胸部的基本CT數據（層厚3mm），將CT的二維數據導入計算機，應用MINICS軟件及MagicRP軟件對59例胸廓或乳房不對稱患者進行乳房體積差測量及乳房假體體積測量，根據測量結果為患者選擇體積適當的假體。術后測量患者雙側乳房各種徑線，并評價其術后效果。結果59例患者術后雙側乳房基本對稱，乳房形態理想，取得了滿意的效果。結論本方法測量乳房體積準確可靠，在測量乳房和乳房假體體積方面具有實際的應用價值。

三維重建乳房體積測量

就乳房不對稱患者而言，獲得良好的對稱性是乳房整形與再造手術的基本目標。術前精確測量乳房體積及兩側乳房體積差是十分重要的。然而由于乳房外形的不規則和隨體位變化的特性增加了測量難度。現有測量方法的準確性均較差，而對于一些合并有胸廓畸形的患者尚沒有準確實用的測量方法。2003年以來，我們采用CT掃描數據三維重建技術，對雙側乳房不對稱合并胸廓畸形、雙側乳房不對稱合并胸壁肌肉缺損、單純雙側乳房不對稱及由于隆乳術后并發癥需行乳房假體置換術的共59例患者進行乳房體積差測量及乳房假體體積測量，并根據測量結果為患者選擇體積適當的乳房假體，指導手術方法的選擇，均取得了滿意的效果。

1 臨床資料與方法

1.1 臨床資料

2003年以來，共選取59例女性患者作為測量對象，年齡19～40歲。其中，單純雙側乳房不對稱44例（包括單側乳腺切除后行二期乳房再造3例，單側乳腺切除后行即刻乳房再造1例，乳房假體包膜攣縮12例，乳房假體破裂或滲漏12例）；雙側乳房不對稱合并胸廓畸形6例；雙側乳房不對稱合并胸大肌缺損9例（包括乳癌經典根治術后5例，Poland綜合征4例）。

1.2 三維重建乳房體積

通過Siemens 16排螺旋CT獲得患者胸部的基本CT數據，層距3mm。應用Mimics7.10軟件選取所需的組織范圍，根據需要應用MagicRP軟件建立乳腺、假體、乳房（胸大肌以外包含乳腺在內的軟組織）和/或胸廓的三維實體模型，根據患者的具體情況建立了以下不同的測量方法：①單側乳腺體積的測量，建立乳腺實體模型，直接獲得腺體的體積、徑線等各項指標；②乳房假體體積的測量，建立假體實體模型，可直接求得假體的體積、直徑、凸度等各項參數。但對于鹽水假體，由于過充或滲漏的原因，所得到的體積可能與標稱值不一致；③兩側乳房體積差的測量，建立乳房實體三維模型，在較大一側的乳房上從正面選取并分割乳房邊界范圍，以正中矢狀面為基準鏡像翻轉至對側并與對側重疊，以相同邊界分割對側對應區域內的乳房實體，運用求差運算去除出兩側乳房實體的重疊部分，即獲得雙側乳房的體積差。④兩側胸廓體積差的測量，分別建立乳房實體三維模型和包含前胸壁皮膚表面輪廓以內的胸部實體模型，對兩者進行求差運算，獲得深筋膜深面（不含乳腺及軟組織）的胸廓實體模型，以正中矢狀面進行分割，分別求得兩側胸廓體積及其差值。

1.3 測量方法、乳房假體及手術方式的選擇

對于單純雙側乳房不對稱患者，采用雙側乳房體積差測量法獲得雙側乳房體積差，結合患者要求和乳房體積差，選擇不同體積的乳房假體。

對雙側乳房不對稱合并胸廓畸形、單側乳房缺失合并胸大肌缺損，及Poland綜合征患者，需結合乳房體積差測量法和胸廓體積差測量法，分別計算乳房體積差和胸廓體積差。合并輕度胸廓畸形的雙側乳房不對稱可直接采用置入不同體積的假體加以解決；對伴有嚴重胸廓不對稱的患者，還需采用自體組織進行填充。在乳房分布范圍內，所選擇乳房假體的體積與轉移組織的體積之和應等于或接近雙側乳房體積差與胸廓體積差的總和。

對已置入乳房假體并需要更換假體的患者，術前先進行兩側乳房假體的測量，然后根據患者對現有乳房大小的滿意程度來增大或減少新的乳房假體的體積。如果患者置入假體前即存在乳房不對稱或目前仍存在乳房不對稱，尚需測量兩側乳房體積差（包含假體在內），再減除兩側假體的體積差，即為兩側乳房組織的實際體積差。

對即刻乳房再造患者采用乳腺體積測量法測量健側乳腺組織的體積，并以此為依據選擇體積、直徑和凸度適宜的假體。

根據患者具體情況，分別采用了不同的手術方式：對17例先天性單純雙側乳房不對稱患者及2例單側乳腺切除術后患者，行不同體積乳房假體置入術；對1例單側多發乳腺纖維腺瘤患者，行單側乳腺切除術+即刻入房假體植入乳房再造術；對6例雙側乳房不對稱合并胸廓畸形患者，3例行乳房假體置入術，3例行乳房假體置入+背闊肌肌皮瓣轉移術；對5例乳癌根治術后單側乳房缺失并胸大肌缺損患者及4例Poland綜合癥患者，行背闊肌肌皮瓣轉移+乳房假體植入單側乳房再造術；對12例乳房假體包膜攣縮患者及12例乳房假體破裂或滲漏患者，行乳房假體置換術。

分別于術前及術后2個月攝正位和側位照片對兩側乳房縱徑、橫徑及凸度等徑線進行測量，比較術前與術后乳房對稱性的變化。

2 結果

在35例乳房（含胸廓）不對稱患者中，雙側乳房體積最少相差25.61mL，最大相差105.22 mL。24例乳房假體并發癥的患者共取出44只乳房假體，其中完整的乳房假體28只。對于這28只假體，術前應用三維重建方法測定的體積，與取出的假體標注體積基本一致，最大相差僅3mL。

所有患者術后雙側乳房基本對稱，乳房形態良好，患者感覺較術前有顯著性改善。其中31例受術者都經過了2個月至2年的隨訪，測量患者雙側乳房各種徑線，結果顯示雙側乳房基本對稱，乳房形態理想，效果滿意。

3 典型病例

典型病例一，女性，19歲，6年來多次因乳房纖維腺瘤行左側乳房腫物切除術。查體：雙側乳房不對稱，左側乳房可觸及多處結節。入院診斷：多發性纖維腺瘤。患者要求將左側乳腺完全切除。應用CT數據對其左側乳腺進行三維重建，并測量左側乳腺體積為120 mL，然后對其胸廓進行重建，右側乳房比左側乳房大50mL，根據患者要求希望右側乳房在原有基礎上再增大120mL，則左側為其選擇的假體大小為腺體體積加上雙側乳房體積差再加上120 mL，即290 mL。術中先將290 m L乳房假體放置于左側胸大肌下方，再采取原乳房下皺襞切口將左側乳腺單純切除，保留原有皮下脂肪及胸大小肌，術后雙側乳房對稱，形態理想，效果滿意（圖1）。

圖1 典型病例一Fig.1 Typ ical case 1

典型病例二，女性，28歲。術前診斷：Poland綜合征。術前測量雙側乳房體積差為288.46mL，測量出背闊肌體積為130mL，考慮到術后萎縮問題，為患者挑選170mL乳房假體。術后形態理想，效果滿意（圖2）。

圖2 典型病例二Fig.2 Typ ical case 2

典型病例三，女性，36歲，術前診斷：硅膠鹽水乳房假體植入術后。術前測量雙側乳房假體體積分別為：左側假體211.69 m L，右側假體223.66 mL。根據患者要求為患者行雙側乳房假體置換術，雙側均放入230mL水滴型乳房假體，術后形態理想（圖3）。

圖3 典型病例三Fig.3 Typical case 3

4 討論

乳房體積及兩側乳房體積差的術前評估，是乳房整形與再造手術的重要內容，對于獲得理想的乳房對稱性和完美的手術效果十分重要。現有的乳房測量方法[1-5]操作復雜、誤差較大，臨床上難以常規應用。目前，三維重建技術已廣泛應用于醫學的各個領域[6-12]，由單一的診斷工具演變為一種十分精確的測量工具。我們建立了以三維重建技術測量乳房體積的方法[13]，臨床應用取得了良好效果，為乳房體積測量提供了一種全新的，并且更為精確的方法。

對于乳房體積的測量，確定乳房的邊界和底面是前提條件，現有的測量方法對不同大小的乳房均采用了固定的邊界范圍，且由于不能顯示乳房的底面而將乳房的弧形底面簡單地視為一個平面，并忽略了皮膚表面與胸壁深筋膜之間的腺體及軟組織厚度，導致誤差極大。采用CT數據三維重建的方法，不僅可以準確地確定乳房的邊界范圍，而且可以真實地顯示和確定乳房基底面的形狀，使得測量結果更為精確和符合實際。

在實際臨床應用中，對于大部分乳房整形手術而言，測量單只乳房的體積意義不大，重要的是了解兩側乳房體積的差異。因此，兩側乳房體積差的測量更有實際的臨床意義。對于那些合并胸廓畸形、胸壁肌肉缺損的雙側乳房不對稱患者，臨床上一直沒有很適合的乳房體積差的測量方法。此類患者視覺上的體積差在很大程度上是由于胸廓的不對稱造成的。因此，對于此類患者不僅要了解乳房的體積差，還必須了解胸廓的體積差，并正確分析胸廓不對稱對乳房視覺上不對稱產生的影響。如果忽視胸廓的不對稱，即使矯正了乳房自身的體積差異，視覺效果上仍會存在不對稱。CT數據三維重建的方法解決了傳統方法無法測量胸廓不對稱的問題，可以準確區分胸廓體積差和乳房自身的體積差，從而為臨床設計手術方案、選擇假體提供了準確的分析和參考數據，為達到良好的手術效果奠定了基礎。

對于乳房假體植入術后需要更換假體的患者，明確已植入乳房假體的體積是十分必要的，尤其針對原本即存在雙側乳房不對稱的患者更為重要。但是由于各種原因常無法獲得原有假體的準確資料和信息，這就為二次手術選擇乳房假體帶來了困難。CT數據三維重建的方法有效解決了這個問題，不僅可以在術前為患者精確測量出已植入乳房假體的體積，還可以同時對乳房假體在體內的狀況作出診斷。

應用三維重建的方法不僅可以準確測量乳房的體積差，幫助挑選乳房假體的大小，還可以通過CT數據直接測量乳房底面直徑及凸度，指導臨床醫生合理選擇乳房假體的形狀及型號。臨床結果證明，根據本方法選擇乳房假體，術后的確有效地改善了雙側乳房不對稱的問題。

CT數據三維重建乳房體積測量技術是一種非接觸性測量方法，因此具有非接觸性測量方法的優勢，如可重復性、準確性、操作便捷性等。作為一種表面加內部成像技術，可顯示身體內部結構，在測量乳房體積的同時作為一種輔助診斷工具，尤其對于乳房假體并發癥的診斷及假體體積測量、伴有胸廓不對稱及胸大小肌缺損的患者及單純乳腺切除行即刻再造等患者，可進行乳房體積的精確測量，成為臨床上實用且有效的輔助手段。

但是，CT數據三維重建測量乳房體積的方法，目前仍有一些不足之處，如成本較高、患者需接受一定量的輻射；另外，較為復雜的相關計算機知識和操作技術等也限制了該項技術的進一步推廣。采用低費用和無輻射的數據采集方式，并簡化和開發專用程序，將是這項技術今后發展的方向。

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Clinical Application of Three-Dimensional Reconstruction Technique for Breast Volume Measurement in M ammap lasty

WANG Lingyu1,LUAN Jie2,LI Yansheng3,MU Lanhua2,MU Dali2,WANG Kem ing2.
1 Beijing Jishuitan Hospital,Fourth Medical College of Peking University,Beijing 100035,China;2 Plastic Surgery Hospital,CAMS,Beijing 100144,China;3 College of Mechanical Engineering and Applied Electronics,Technology Beijing University of Technology, Beijing 100124,China.Corresponding author:LUAN Jie(E-mail：doctorluan@tom.com).

Objective To exp lore the feasibility of using 3-D reconstruction technique for the volume measurement of breast and the breast implant in mammaplasty.M ethods The CT data was used to reconstruct a digital prototype of the breast implant and the chest.The volumes of breast implants and the volumetric difference of bilateral breast were then measured by the software.Measurementswere performed on 59 women.Suitable implantswere also selected for the patients according to the results of measurements.The linear parameters of the bilateral breast were measured for evaluating the results.Results Fifty-nine Patients were all satisfied,as the shapes of postoperative breasts were ideality and almost symmetry.Conclusion 3-D reconstruction technique is simple,accurate and repeatable.It offers a new way to solve the difficult problems in themeasurementof breastand breast implant.

3-D reconstruction;Breast;Volumemeasurement

R655.8

A

1673－0364（2012）03－0150－04

2012年4月23日；

2012年5月19日）

10.3969/j.issn.1673-0364.2012.03.007

100035北京市北京積水潭醫院，北京大學第四臨床醫院（王凌宇）；100144北京市中國醫學科學院整形外科醫院（欒杰，穆蘭花，穆大力，王克明）；100124北京市北京工業大學機械工程與應用電子技術學院（李彥生）。

欒杰（E-mail：doctorluan@tom.com）。