基于MRI數據的乳房內聚丙烯酰胺水凝膠體積的測量

扈杰杰，欒　杰，劉春軍，陳　琳，邢文珊，劉溫悅（.浙江省腫瘤醫院乳腺外科 浙江 杭州 300；.中國醫學科學院整形外科醫院乳房整形與再造中心 北京 0044）

·整形美容·

基于MRI數據的乳房內聚丙烯酰胺水凝膠體積的測量

扈杰杰1，欒杰2，劉春軍2，陳琳2，邢文珊2，劉溫悅2
（1.浙江省腫瘤醫院乳腺外科 浙江 杭州 310022；2.中國醫學科學院整形外科醫院乳房整形與再造中心 北京 100144）

目的：建立一套應用核磁（MRI）數據進行乳房內PAHG體積計算的方法，并驗證該方法的精確性。方法：將MRI數據導入Mimics軟件，對PAHG區域進行三維重建，獲得PAHG的體積。選取PAHG注射隆乳患者10名，由3位操作者采用該方法進行可重復性測定，每位患者測量10次，從而驗證該體積測量方法的精確性。結果：不同測量者所測量的乳房內PAHG的體積之間無顯著地統計學差異（P=0.173）；每個測量者每次測量的體積之間的相關系數為0.964。結論：采用Mimics軟件通過核磁數據三維重建測量乳房內PAHG的體積是一種精確性很高的方法。

聚丙烯酰胺水凝膠；乳房；體積；MRI；測量

聚丙烯酰胺水凝膠（Polyacrylamide Hydrogel，PAHG）曾被廣泛應用于整形與美容外科。自從1997年中國國家食品藥品監督管理局（FDA）批準它的使用后，在短短10年里，共有大約20萬患者接受PAHG注射隆乳術［1］。盡管很多報道認為PAHG用于軟組織填充可以取得良好的效果［2-4］，但是也有大量的研究報道PAHG注射后有很多并發癥。這些并發癥包括腫塊和硬結、疼痛和乳腺痛、畸形和不對稱、移位、血腫、炎癥和感染、泌乳障礙、心理問題，甚至延誤乳腺癌的診斷［5-16］。中國FDA決定從2006年4月30日起全面停止生產、銷售和使用PAHG。自此以后，大量患者來我院要求取出PAHG。他們中的大多數是因為并發癥而要求手術，但也有一些單純是因為擔心PAHG的安全性。

我中心采用乳暈切口在直視下行PAHG的取出，可以取出大多數的PAHG，但是PAHG取出術后，乳房形態會受到一定的影響。如果患者對于術后形態比較在意，強烈要求乳房形態修復，這時整形醫生就會考慮應用硅凝膠假體的一期修復術。然而這些患者大都是在小的診所或美容院行PAHG注射隆乳術，他們對于所注射的PAHG的量等信息知之甚少，這就使一期修復的手術計劃比較困難。

乳房內注射的PAHG的體積的準確測定，不僅可以幫助筆者明確乳房內PAHG的取出情況，也可以幫助筆者判斷取出方法的有效性。同時它也是人工材料取出術后一期假體置入術前評估的重要內容，直接影響術后的乳房形態。因此有一個可靠的計算PAHG體積的方法是非常有必要的。由于MRI是目前最有效和最可靠的PAHG的影像學檢查方法，筆者依據患者的MRI數據，將三維重建技術應用于PAHG體積的測量，建立了一套相應的測量方法。筆者也對該方法的準確性進行了可重復性檢驗。

1　材料和方法

2005年1月至2012年12月，共有407例患者因為在其他醫院或診所接受PAHG注射隆乳所致的術后并發癥來我院就診。筆者從中隨機選取10名患者（表1）。這些患者之前未接受任何針對PAHG的手術治療，且無其他的乳腺疾病及乳房手術史，年齡25～46歲（平均34.1歲）。從注射至取出的時間間隔為2～10年（平均6.6年）。術后并發癥包括可觸及的腫塊或硬結、疼痛和心理擔憂。所有的患者術前均常規行核磁檢查（西門子1.5T超導磁共振），以明確PAHG注射的位置及層次。患者俯臥于特制的雙側乳腺相控表明線圈上，使雙側乳房對稱自然懸垂于線圈洞穴內。核磁測量序列包括：T1T2軸位壓脂像、T2矢狀位親水相及壓脂像。

PAHG體積MRI測量方法的建立：將通過MRI掃描獲得的雙側乳房的MRI數據導入Mimics軟件，獲取注射的人工材料的親水像與壓脂像數據。矢狀位T2壓脂像（圖1）為核磁重建的最佳序列。選取合適的threshold值，以確保選中盡可能多的注射的人工材料，盡量不要選中PAHG以外的區域。因為PAHG具有類似于水的明亮信號，因此它很容易與血管混淆。參照T2矢狀位的親水像（圖2），擦除被誤染的血管。范圍選定后（圖3），對注射的PAHG進行三維重建（圖4），從而獲得PAHG的體積。

圖1　PAHG注射隆乳患者的雙乳MRl的矢狀位T2壓脂像

圖2　PAHG注射隆乳患者的雙乳MRl的矢狀位T2親水像

圖3　選用合適的threshold值以選定注射的PAHG的范圍

圖4　乳房內PAHG的三維重建圖像

表1　患者基本信息 （x-±s）

可重復性測定：由3位操作者采用上述體積測量方法，分別對10名患者進行PAHG體積的測定，每位患者測量10次。記錄測量所獲得的體積數據。

數據統計和分析：應用SPSS 17.0軟件進行分析，結果用平均值±標準差（±s）表示。每個測量者測量體積間行相關性測定計算組內的相關系數，并通過重復測量的方差分析測定不同測量者之間的組間差異。認為P＜0.05具有統計學意義。

2　結果

3位測量者測量的10例患者注射的PAHG的體積見表2。乳房內注射的PAHG體積的平均值在266.29～884.88ml（表3）。不同的測量者所測量的PAHG注射的體積之間沒有顯著性差異（P=0.173），表明該測量方法具有非常高的精確性。每個測量者每次測量的體積之間的相關系數為0.964，顯示了每個測量者在不同次測量間具有很高的一致性。

3　 討論

本研究的目的是尋求一種精確測量注射的PAHG體積的方法。MRI檢測PAHG具有非常高的靈敏度，而且可以準確地判斷PAHG在乳房內的注射層次。MRI三維重建具有很高的準確性。上述實驗結果顯示應用MRI數據測量PAHG的體積具有很高的可重復性，可以精確地計算注射的PAHG的體積。這對于PAHG取出前的術前評估是至關重要的。除此之外，筆者還可以了解乳房內PAHG的分布及組織受侵及的程度。通過這些，筆者可以評價PAHG取出的難度、風險，估計PAHG取出術后的乳房形態，確定即刻假體置入乳房再造的可行性。根據測量的體積，筆者可以選擇合適體積的假體以一期修復PAHG取出術后的乳房畸形。然而一期假體置入行乳房 形態的修復需要具備一定的條件。羅盛康［17］等認為一期假體置入需要具備以下條件：①沒有乳房腫塊及感染；②超過90%以上的注射物被取出；③胸大肌內或胸大肌后間隙沒有殘留的注射物；④足夠的健康腺體和胸大肌覆蓋假體；⑤乳房下皺襞位置未受損或者可以同時被重建；⑥沒有全身疾病或者心理問題。除此之外，筆者認為仍需具備以下條件：①PAHG注射的范圍不能大于假體置入的范圍；②關閉的腔隙時，腔隙表面不能殘留PAHG。

表2　3位測量者測量的10例患者注射的PAHG的體積 （ml）

表3　乳房內注射的PAHG的體積 （x-±s，ml）

表3　乳房內注射的PAHG的體積 （x-±s，ml）

患者 測量者1 測量者2 測量者3 x-±s患者1 417.80±3.80 417.65±2.62 414.13±3.44 416.53±2.08患者2 551.24±3.51 552.53±1.41 544.64±3.13 549.47±4.23患者3 320.57±2.56 316.23±1.24 319.04±2.87 318.61±2.20患者4 265.99±3.15 270.15±2.37 262.74±2.42 266.29±3.71患者5 376.45±3.83 374.48±3.67 373.95±3.77 374.96±1.32患者6 450.07±3.77 452.84±5.35 452.92±5.20 451.94±1.62患者7 499.68±4.23 497.97±2.21 505.33±2.76 500.99±3.85患者8 496.69±3.37 495.58±4.20 508.23±6.75 500.17±7.01患者9 615.84±5.18 602.49±3.61 603.57±7.74 607.30±7.42患者10 881.74±4.52 891.81±3.61 881.08±4.67 884.88±6.01

通過該方法計算出的PAHG的體積，除了可以作為一期假體置入的依據，也可以用來計算注射PAHG取出術后的殘余量。筆者還可通過計算的殘余量評價不同手術方法的有效性并比較乳房內不同分布的PAHG的取出情況。

目前尚無文章介紹PAHG的體積的計算方法。然而已有很多文章報道測量硅凝膠乳房假體的體積的方法［18-21］。最近，Ross Rudolph等報道了應用CAD軟件輔助MRI數據計算假體的體積的方法［22］。該方法可以準確快速地測量硅凝膠假體的體積。但是水凝膠注射隆乳于硅凝膠假體隆乳不同，PAHG并不能限定于包膜范圍內。由于肌肉活動或重力影響，尤其是當不正確的按摩或者突發暴力損傷包膜時，PAHG很容易移位［23］。PAHG自身的流動性特征除了可引起如疼痛、紅腫、硬結、游走性包塊、乳房變形等多種并發癥以外，還可以浸潤周圍組織而引起組織變性。這些特點使得水凝膠的空間分布極不規則，也使PAHG體積的計算更加復雜。孫家明等［24］曾應用Amira軟件行MRI三維重建確定隆乳術后PAHG的分布，雖有同時計算注射物的體積，但并未分析該種計算方法的準確性。

在本研究中，計算的聚丙烯酰胺水凝膠的體積與實際注射的體積相比較。因為術前無法獲得注射的聚丙烯酰胺水凝膠的體積。即使獲知注射體積，由于PAHG的親水特性和注射時稀釋倍率的不同，可因體內環境產生吸水膨脹或脫水收縮的變化，實際體積與注射量有較大差別，因此不能以注射量判定實際體積。同時筆者也不可能將計算的體積與術后取出材料的體積相比較。首先，聚丙烯酰胺水凝膠是親水性的材料，部分材料可以通過鹽水沖洗后抽吸出，而術中腔隙也會用大量的生理鹽水反復沖洗。所以取出的聚丙烯酰胺水凝膠的體積無法與測量的聚丙烯酰胺水凝膠的體積相符。其次，術中筆者不僅要取出聚丙烯酰胺水凝膠，而且其包膜及變性組織也須一并取出。這就導致所取出的組織體積與計算體積不符。最后，部分聚丙烯酰胺水凝膠也可能會被注射至皮下或肋間肌等其他組織中。考慮到術中安全及術后的乳房形態，聚丙烯酰胺水凝膠不可能被完全取凈。這也使取出材料的量與所計算體積不同。

4　結論

應用MRI掃描數據計算注射的PAHG的體積是一種精確性很高的方法。注射的PAHG的體積的測量對于術前術后評估及即刻假體置入時假體的選擇均具有十分現實的重要意義。

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Volume measurement of Polyacrylamide Hydrogel（PAHG）on the basis of MRI scans

HU Jie-jie1，LUAN Jie2，LIU Chun-jun2，CHEN Lin2，XING Wen-shan2，LIU Wen-yue2
（1. Department of Breast Surgery ，Zhejiang Cancer Hospital，Hangzhou 310022，Zhejiang，China； 2. Department of Breast Plastic and Reconstructive Surgery，Plastic Surgery Hospital of Chinese Academic Medical College，Beijing 100144，China）

Objective Establish a method to estimate the volume of PAHG on the basis of MRI scans and monitor the reliability and precision of it. Methods The MRI images of ten randomly chosen patients were imported to the Mimics software. And the volumes were gotten after three-dimensional reconstruction of injected PAHG. Three residents estimated the volumes of PAHG 10 times for each patient using this method to check the precision and observe independency of this method. Results There is no signifcantly difference between the 3 observers about the calculated volumes of the PAHG injected（P =0.173）.The intraobservers correlation coeffcient is 0.964. Conclusion Calculation of volume of PAHG using magnetic resonance imaging（MRI） in combination with Mimics software appears to be a precise method.

Polyacrylamide Hydrogel； breast； volume； MRI； measurement

R655.8

A

1008-6455（2016）08-0001-04

2016-04-28

2016-08-04

編輯/張惠娟

欒杰，主任醫師，中國醫學科學院整形外科醫院副院長，中華醫學會整形外科學分會副主任委員候任主任委員等；主要研究方向：乳房整形與重建。E-mail:doctorluanjie@sina.com