乳房體積測(cè)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(guān)的量化指標(biāo)，對(duì)乳房手術(shù)的術(shù)前計(jì)劃和術(shù)后效果評(píng)估意義重大。例如，術(shù)前計(jì)劃方面，乳房體積測(cè)量可以在乳房縮小術(shù)前估計(jì)切除量[1]；單側(cè)乳房再造時(shí)，可測(cè)量出健側(cè)的體積，為重建提供參考[2]；術(shù)后評(píng)估方面，乳房體積測(cè)量能夠更精確地評(píng)估自體脂肪隆胸術(shù)后脂肪的存活率[3]，更客觀(guān)地評(píng)估重建術(shù)后兩側(cè)乳房的對(duì)稱(chēng)性等[4]。由于乳房不是一個(gè)規(guī)則的幾何體，其體積通常需要通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的工具和方法才能測(cè)出。近幾年，文獻(xiàn)報(bào)道了各種基于不同原理的乳房測(cè)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(lèi)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(bào)道過(guò)的乳房測(cè)量方法進(jìn)行了整理和比較，以期為乳房體積測(cè)量的應(yīng)用和選擇提供參考。

1 方法

搜索了PubMed和萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)題和摘要中包含以下關(guān)鍵字的文獻(xiàn)：“breast volume”，“breast measurement” 和 “breast volumetry”。 搜索時(shí)間為2013年9月。數(shù)據(jù)庫(kù)返回了324條記錄。通過(guò)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(píng)估乳房體積測(cè)量方法；將某種乳房體積測(cè)量方法用于某個(gè)臨床問(wèn)題的研究。測(cè)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(xiàn)，這些文獻(xiàn)發(fā)表于1970年7月至2013年5月。整理這些文獻(xiàn)中提到的乳房體積測(cè)量方法的名稱(chēng)及原理，并從以下幾個(gè)方面進(jìn)行比較。①準(zhǔn)確性：測(cè)量體積的時(shí)候是否測(cè)量了真正乳房組織的范圍；②經(jīng)濟(jì)性：每次測(cè)量需要的花費(fèi)；③操作可行性：操作時(shí)間長(zhǎng)短，操作是否簡(jiǎn)便，過(guò)程中是否有不適感。

2 結(jié)果

目前文獻(xiàn)報(bào)道過(guò)的乳房測(cè)量方法有9種：3D建模、MRI測(cè)量、排水體積測(cè)量、Grossman-Roudner模具測(cè)量、石膏或熱塑性胸模測(cè)量、人體測(cè)量公式計(jì)算、X線(xiàn)攝片、CT測(cè)量和超聲測(cè)量等。

2.1 3D建模測(cè)量法

3D建模測(cè)量乳房體積分為兩個(gè)步驟，第一步是使用3D激光掃描儀或者立體照相機(jī)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(jì)算機(jī)中計(jì)算乳房3D模型的體積。

掃描時(shí)，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(jìn)行合成[6]。

計(jì)算乳房體積時(shí)，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(guò)乳房下皺襞等解剖標(biāo)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(biāo)記，通過(guò)3D模型上的印記來(lái)界定乳房邊界[8]。界定了乳房的邊界之后，利用計(jì)算機(jī)計(jì)算模擬出一個(gè)曲面來(lái)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(gè)封閉的立體圖形，從而計(jì)算出乳房的體積。

Kovacs等[6-12]都使用這種方法計(jì)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(cè)量的儀器成本較高，一般在2～8萬(wàn)美元[7]，測(cè)量耗時(shí)較長(zhǎng)，有報(bào)道稱(chēng)需要2 h[5]。

2.2 MRI測(cè)量法

MRI掃描時(shí)患者呈俯臥位，乳房位置佩戴一個(gè)專(zhuān)用的線(xiàn)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(jì)算時(shí)，手工或者通過(guò)軟件，將每一張MRI片子上的乳房組織的面積測(cè)算出來(lái)，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(cè)量較為可靠，另外，MRI的一個(gè)特別功能便是能夠評(píng)估假體的情況。因?yàn)楣枘z的假體在T2序列上有特殊的信號(hào)[20]，所有MRI除了能夠測(cè)定乳房的體積，還能夠測(cè)定假體的體積，并可以看出假體是否破損[18-20]。

MRI單次測(cè)量成本較高，可達(dá)280美元[19]。測(cè)量耗時(shí)較長(zhǎng)，需要 68.0±14.1min[14]。

2.3 排水體積法測(cè)量法

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

對(duì)乳癌根治術(shù)后的乳房標(biāo)本測(cè)量可以在手術(shù)室中進(jìn)行，常用的方法是將標(biāo)本直接浸沒(méi)到裝有水的燒杯中，通過(guò)計(jì)算標(biāo)本排開(kāi)的水的體積或者重量來(lái)估算標(biāo)本的體積[8，23]。該方法在評(píng)估其他測(cè)量方法的準(zhǔn)確性時(shí)，可作為參照標(biāo)準(zhǔn)[8、10、13、23]。 盡管人們對(duì)這種測(cè)量方法得到的結(jié)果較有信心，但是該方法只對(duì)接受乳腺癌根治術(shù)的患者適用。

原位乳房排水測(cè)量的原理是類(lèi)似的，患者需要取臥位或者跪地，并將乳房浸沒(méi)在水中。Veitc等[13]指出，這種測(cè)量方法不但操作麻煩，而且并不準(zhǔn)確，因?yàn)楦共坑刑嘀镜幕颊吆茈y充分將乳房浸沒(méi)在水中，而且部分患者可能過(guò)多地將胸壁也浸沒(méi)到水里，導(dǎo)致測(cè)量的誤差很大。

2000年，Tezel等[25]設(shè)計(jì)了一種裝置，其原理與排水測(cè)量類(lèi)似，患者可取仰臥位，將一個(gè)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(duì)患者進(jìn)行測(cè)量，證明該方法的可行性和準(zhǔn)確性較高，并報(bào)道該方法的成本僅為1美元。

2.4 Grossman-Roudner模具測(cè)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(cè)量時(shí)將其卷成一個(gè)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(huà)好的刻度，測(cè)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(guò)這種方法，認(rèn)為該方法較為便捷，但是準(zhǔn)確性較差，因?yàn)槿榉坎⒉皇且粋€(gè)規(guī)則的錐體，而且測(cè)量時(shí)，乳房受到了一定的壓迫，對(duì)最后的數(shù)據(jù)也有一定影響。該測(cè)量法單次花費(fèi)約1 美元，操作較便捷[17]，耗時(shí)約 3～10min[17，23]。

2.5 胸模測(cè)量法

按照測(cè)量時(shí)使用的材料不同，可以分為石膏綁帶胸膜測(cè)量法和熱塑性材料胸模測(cè)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(shí)間不超過(guò)5min[28，30]。胸模成形后，中間被裝滿(mǎn)水或沙子來(lái)計(jì)算容量。這種測(cè)量方法的操作較復(fù)雜，測(cè)量需要約25min，患者會(huì)在測(cè)量中感到不適。胸模測(cè)量的耗材約20美元[23]。

2.6 人體測(cè)量計(jì)算法

在人體測(cè)量計(jì)算法中，乳房的體積是通過(guò)公式計(jì)算出來(lái)的[16，22－23，33]。 這些公式計(jì)算所需的數(shù)據(jù)都可以在人體上測(cè)得，如乳房下皺襞的長(zhǎng)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(cè)點(diǎn)、外側(cè)點(diǎn)和最低點(diǎn)的距離，MP為乳房最突出點(diǎn)和胸壁的距離。Brown等[32]則給出了一個(gè)半橢圓體體積的計(jì)算公式。人體測(cè)量單次花費(fèi)約1美元，且操作簡(jiǎn)便，耗時(shí)大約5min[23]。

2.7 X線(xiàn)攝片測(cè)量法

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

2.8 CT測(cè)量法

王凌宇等[36]通過(guò)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(lái)計(jì)算乳房的體積。Everson等[37]則報(bào)道了如何使用CT來(lái)觀(guān)察假體是否破裂，指出CT只能鑒別包膜內(nèi)的假體破裂，對(duì)包膜外的假體破裂并不準(zhǔn)確，因?yàn)镃T圖像上硅膠與乳腺組織無(wú)法區(qū)分。CT測(cè)量的缺點(diǎn)是有明顯輻射。

2.9 超聲測(cè)量法

患者取仰臥位，超聲探頭橫向地放在患者乳房上進(jìn)行測(cè)量，每次間隔1 cm，每個(gè)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(cè)量的準(zhǔn)確性及可重復(fù)性依賴(lài)于操作者的經(jīng)驗(yàn)[38]。

3 討論

乳房測(cè)量方法經(jīng)歷了許多變革和改進(jìn)，并對(duì)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(duì)一些臨床問(wèn)題有了更為客觀(guān)的認(rèn)識(shí)。Choi等[3]利用3D測(cè)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(bào)道乳房體積測(cè)量能夠給乳房縮小術(shù)等手術(shù)的術(shù)前計(jì)劃提供客觀(guān)的參考。此外，乳房體積測(cè)量在各種手術(shù)的術(shù)后效果評(píng)估中也具有重要作用[4，27，43-46]。

然而，盡管目前文獻(xiàn)報(bào)道的乳房測(cè)量方法很多，但是準(zhǔn)確性相差很大，操作方法和原理也不盡相同。我們通過(guò)文獻(xiàn)回顧，將這些方法進(jìn)行梳理，分析其準(zhǔn)確性、經(jīng)濟(jì)性和易用性，為乳房體積測(cè)量方法的選擇提供參考。

從測(cè)量原理的角度，可以將上述9種方法分為三類(lèi)。①影像法：指使用影像學(xué)方法依照真實(shí)乳房組織的輪廓來(lái)測(cè)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(jì)算其體積。3D測(cè)量、排水體積法和胸模法屬于這一類(lèi)。③幾何法：指在計(jì)算體積的時(shí)候?qū)⑷榉拷茷橐粋€(gè)規(guī)則幾何體，如圓錐體或橢圓體，這類(lèi)方法包括Grossman-Roudner、人體測(cè)量計(jì)算和X線(xiàn)攝片。

影像法計(jì)算體積時(shí)參照的是真實(shí)乳房組織的范圍，所以從原理上講是較準(zhǔn)確的一類(lèi)方法，但除了MRI之外，另外2種測(cè)量方法近年來(lái)的報(bào)道很少，可能的原因是CT有輻射，而超聲測(cè)量乳房的準(zhǔn)確性依賴(lài)于操作者的經(jīng)驗(yàn)。自然法測(cè)量時(shí)，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(zhǔn)確的結(jié)果。3D測(cè)量法可以滿(mǎn)足以上兩個(gè)要求，所以是較準(zhǔn)確的體積測(cè)量法，而這個(gè)類(lèi)別中其他方法因?yàn)閷?duì)乳房后壁的定義較模糊，故準(zhǔn)確性要差一些。對(duì)幾何法測(cè)量來(lái)說(shuō)，而因?yàn)槿榉勘旧聿⒉皇峭耆?guī)則的幾何體，這樣計(jì)算會(huì)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(jìn)一步的研究。

在這9種乳房體積測(cè)量方法中，保持乳房自然外形的3D測(cè)量法以及可以直接根據(jù)乳房組織來(lái)計(jì)算體積的MRI測(cè)量法，因準(zhǔn)確性較高，又沒(méi)有明顯的副作用，可以用來(lái)為術(shù)前計(jì)劃提供參考。那些將乳房直接近似為幾何體的方法（如線(xiàn)性測(cè)量，Grossman-Roudner模具測(cè)量）以及Tezel排水法較為便捷、成本也較低，如果其準(zhǔn)確度可以滿(mǎn)足測(cè)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(xiàn)和胸模測(cè)量法操作時(shí)會(huì)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(cè)量操作較復(fù)雜，且可靠性依賴(lài)于操作者的經(jīng)驗(yàn)；傳統(tǒng)直接浸沒(méi)乳房的排水測(cè)量法操作困難，且已被證明測(cè)量偏差較大；乳腺癌根治術(shù)標(biāo)本排水測(cè)量法的準(zhǔn)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(rèn)為，3D、MRI測(cè)量、Tezel排水體積法、人體測(cè)量和Grossman-Roudner模具測(cè)量的應(yīng)用價(jià)值較大。其中前兩者較可靠，但是費(fèi)用和耗時(shí)較大，后三者較經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便，但是可靠性有所降低，應(yīng)根據(jù)需要和實(shí)際情況進(jìn)行選擇，準(zhǔn)確性較高的方法可以為術(shù)前計(jì)劃提供參考，較為經(jīng)濟(jì)方便的方法可以用在大樣本量的研究中。

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