CT数据三维重建测量乳房体积在乳房整形中的应用

王凌宇 栾 杰 李彦生 穆兰花 穆大力 王克明

CT数据三维重建测量乳房体积在乳房整形中的应用

王凌宇 栾 杰 李彦生 穆兰花 穆大力 王克明

目的探讨应用三维重建技术测量乳房体积和乳房假体体积，及其在乳房整形中的应用前景。方法由CT影像扫描系统获得患者胸部的基本CT数据（层厚3mm），将CT的二维数据导入计算机，应用MINICS软件及MagicRP软件对59例胸廓或乳房不对称患者进行乳房体积差测量及乳房假体体积测量，根据测量结果为患者选择体积适当的假体。术后测量患者双侧乳房各种径线，并评价其术后效果。结果59例患者术后双侧乳房基本对称，乳房形态理想，取得了满意的效果。结论本方法测量乳房体积准确可靠，在测量乳房和乳房假体体积方面具有实际的应用价值。

三维重建乳房体积测量

就乳房不对称患者而言，获得良好的对称性是乳房整形与再造手术的基本目标。术前精确测量乳房体积及两侧乳房体积差是十分重要的。然而由于乳房外形的不规则和随体位变化的特性增加了测量难度。现有测量方法的准确性均较差，而对于一些合并有胸廓畸形的患者尚没有准确实用的测量方法。2003年以来，我们采用CT扫描数据三维重建技术，对双侧乳房不对称合并胸廓畸形、双侧乳房不对称合并胸壁肌肉缺损、单纯双侧乳房不对称及由于隆乳术后并发症需行乳房假体置换术的共59例患者进行乳房体积差测量及乳房假体体积测量，并根据测量结果为患者选择体积适当的乳房假体，指导手术方法的选择，均取得了满意的效果。

1 临床资料与方法

1.1 临床资料

2003年以来，共选取59例女性患者作为测量对象，年龄19～40岁。其中，单纯双侧乳房不对称44例（包括单侧乳腺切除后行二期乳房再造3例，单侧乳腺切除后行即刻乳房再造1例，乳房假体包膜挛缩12例，乳房假体破裂或渗漏12例）；双侧乳房不对称合并胸廓畸形6例；双侧乳房不对称合并胸大肌缺损9例（包括乳癌经典根治术后5例，Poland综合征4例）。

1.2 三维重建乳房体积

通过Siemens 16排螺旋CT获得患者胸部的基本CT数据，层距3mm。应用Mimics7.10软件选取所需的组织范围，根据需要应用MagicRP软件建立乳腺、假体、乳房（胸大肌以外包含乳腺在内的软组织）和/或胸廓的三维实体模型，根据患者的具体情况建立了以下不同的测量方法：①单侧乳腺体积的测量，建立乳腺实体模型，直接获得腺体的体积、径线等各项指标；②乳房假体体积的测量，建立假体实体模型，可直接求得假体的体积、直径、凸度等各项参数。但对于盐水假体，由于过充或渗漏的原因，所得到的体积可能与标称值不一致；③两侧乳房体积差的测量，建立乳房实体三维模型，在较大一侧的乳房上从正面选取并分割乳房边界范围，以正中矢状面为基准镜像翻转至对侧并与对侧重叠，以相同边界分割对侧对应区域内的乳房实体，运用求差运算去除出两侧乳房实体的重叠部分，即获得双侧乳房的体积差。④两侧胸廓体积差的测量，分别建立乳房实体三维模型和包含前胸壁皮肤表面轮廓以内的胸部实体模型，对两者进行求差运算，获得深筋膜深面（不含乳腺及软组织）的胸廓实体模型，以正中矢状面进行分割，分别求得两侧胸廓体积及其差值。

1.3 测量方法、乳房假体及手术方式的选择

对于单纯双侧乳房不对称患者，采用双侧乳房体积差测量法获得双侧乳房体积差，结合患者要求和乳房体积差，选择不同体积的乳房假体。

对双侧乳房不对称合并胸廓畸形、单侧乳房缺失合并胸大肌缺损，及Poland综合征患者，需结合乳房体积差测量法和胸廓体积差测量法，分别计算乳房体积差和胸廓体积差。合并轻度胸廓畸形的双侧乳房不对称可直接采用置入不同体积的假体加以解决；对伴有严重胸廓不对称的患者，还需采用自体组织进行填充。在乳房分布范围内，所选择乳房假体的体积与转移组织的体积之和应等于或接近双侧乳房体积差与胸廓体积差的总和。

对已置入乳房假体并需要更换假体的患者，术前先进行两侧乳房假体的测量，然后根据患者对现有乳房大小的满意程度来增大或减少新的乳房假体的体积。如果患者置入假体前即存在乳房不对称或目前仍存在乳房不对称，尚需测量两侧乳房体积差（包含假体在内），再减除两侧假体的体积差，即为两侧乳房组织的实际体积差。

对即刻乳房再造患者采用乳腺体积测量法测量健侧乳腺组织的体积，并以此为依据选择体积、直径和凸度适宜的假体。

根据患者具体情况，分别采用了不同的手术方式：对17例先天性单纯双侧乳房不对称患者及2例单侧乳腺切除术后患者，行不同体积乳房假体置入术；对1例单侧多发乳腺纤维腺瘤患者，行单侧乳腺切除术+即刻入房假体植入乳房再造术；对6例双侧乳房不对称合并胸廓畸形患者，3例行乳房假体置入术，3例行乳房假体置入+背阔肌肌皮瓣转移术；对5例乳癌根治术后单侧乳房缺失并胸大肌缺损患者及4例Poland综合症患者，行背阔肌肌皮瓣转移+乳房假体植入单侧乳房再造术；对12例乳房假体包膜挛缩患者及12例乳房假体破裂或渗漏患者，行乳房假体置换术。

分别于术前及术后2个月摄正位和侧位照片对两侧乳房纵径、横径及凸度等径线进行测量，比较术前与术后乳房对称性的变化。

2 结果

在35例乳房（含胸廓）不对称患者中，双侧乳房体积最少相差25.61mL，最大相差105.22 mL。24例乳房假体并发症的患者共取出44只乳房假体，其中完整的乳房假体28只。对于这28只假体，术前应用三维重建方法测定的体积，与取出的假体标注体积基本一致，最大相差仅3mL。

所有患者术后双侧乳房基本对称，乳房形态良好，患者感觉较术前有显著性改善。其中31例受术者都经过了2个月至2年的随访，测量患者双侧乳房各种径线，结果显示双侧乳房基本对称，乳房形态理想，效果满意。

3 典型病例

典型病例一，女性，19岁，6年来多次因乳房纤维腺瘤行左侧乳房肿物切除术。查体：双侧乳房不对称，左侧乳房可触及多处结节。入院诊断：多发性纤维腺瘤。患者要求将左侧乳腺完全切除。应用CT数据对其左侧乳腺进行三维重建，并测量左侧乳腺体积为120 mL，然后对其胸廓进行重建，右侧乳房比左侧乳房大50mL，根据患者要求希望右侧乳房在原有基础上再增大120mL，则左侧为其选择的假体大小为腺体体积加上双侧乳房体积差再加上120 mL，即290 mL。术中先将290 m L乳房假体放置于左侧胸大肌下方，再采取原乳房下皱襞切口将左侧乳腺单纯切除，保留原有皮下脂肪及胸大小肌，术后双侧乳房对称，形态理想，效果满意（图1）。

图1 典型病例一Fig.1 Typ ical case 1

典型病例二，女性，28岁。术前诊断：Poland综合征。术前测量双侧乳房体积差为288.46mL，测量出背阔肌体积为130mL，考虑到术后萎缩问题，为患者挑选170mL乳房假体。术后形态理想，效果满意（图2）。

图2 典型病例二Fig.2 Typ ical case 2

典型病例三，女性，36岁，术前诊断：硅胶盐水乳房假体植入术后。术前测量双侧乳房假体体积分别为：左侧假体211.69 m L，右侧假体223.66 mL。根据患者要求为患者行双侧乳房假体置换术，双侧均放入230mL水滴型乳房假体，术后形态理想（图3）。

图3 典型病例三Fig.3 Typical case 3

4 讨论

乳房体积及两侧乳房体积差的术前评估，是乳房整形与再造手术的重要内容，对于获得理想的乳房对称性和完美的手术效果十分重要。现有的乳房测量方法[1-5]操作复杂、误差较大，临床上难以常规应用。目前，三维重建技术已广泛应用于医学的各个领域[6-12]，由单一的诊断工具演变为一种十分精确的测量工具。我们建立了以三维重建技术测量乳房体积的方法[13]，临床应用取得了良好效果，为乳房体积测量提供了一种全新的，并且更为精确的方法。

对于乳房体积的测量，确定乳房的边界和底面是前提条件，现有的测量方法对不同大小的乳房均采用了固定的边界范围，且由于不能显示乳房的底面而将乳房的弧形底面简单地视为一个平面，并忽略了皮肤表面与胸壁深筋膜之间的腺体及软组织厚度，导致误差极大。采用CT数据三维重建的方法，不仅可以准确地确定乳房的边界范围，而且可以真实地显示和确定乳房基底面的形状，使得测量结果更为精确和符合实际。

在实际临床应用中，对于大部分乳房整形手术而言，测量单只乳房的体积意义不大，重要的是了解两侧乳房体积的差异。因此，两侧乳房体积差的测量更有实际的临床意义。对于那些合并胸廓畸形、胸壁肌肉缺损的双侧乳房不对称患者，临床上一直没有很适合的乳房体积差的测量方法。此类患者视觉上的体积差在很大程度上是由于胸廓的不对称造成的。因此，对于此类患者不仅要了解乳房的体积差，还必须了解胸廓的体积差，并正确分析胸廓不对称对乳房视觉上不对称产生的影响。如果忽视胸廓的不对称，即使矫正了乳房自身的体积差异，视觉效果上仍会存在不对称。CT数据三维重建的方法解决了传统方法无法测量胸廓不对称的问题，可以准确区分胸廓体积差和乳房自身的体积差，从而为临床设计手术方案、选择假体提供了准确的分析和参考数据，为达到良好的手术效果奠定了基础。

对于乳房假体植入术后需要更换假体的患者，明确已植入乳房假体的体积是十分必要的，尤其针对原本即存在双侧乳房不对称的患者更为重要。但是由于各种原因常无法获得原有假体的准确资料和信息，这就为二次手术选择乳房假体带来了困难。CT数据三维重建的方法有效解决了这个问题，不仅可以在术前为患者精确测量出已植入乳房假体的体积，还可以同时对乳房假体在体内的状况作出诊断。

应用三维重建的方法不仅可以准确测量乳房的体积差，帮助挑选乳房假体的大小，还可以通过CT数据直接测量乳房底面直径及凸度，指导临床医生合理选择乳房假体的形状及型号。临床结果证明，根据本方法选择乳房假体，术后的确有效地改善了双侧乳房不对称的问题。

CT数据三维重建乳房体积测量技术是一种非接触性测量方法，因此具有非接触性测量方法的优势，如可重复性、准确性、操作便捷性等。作为一种表面加内部成像技术，可显示身体内部结构，在测量乳房体积的同时作为一种辅助诊断工具，尤其对于乳房假体并发症的诊断及假体体积测量、伴有胸廓不对称及胸大小肌缺损的患者及单纯乳腺切除行即刻再造等患者，可进行乳房体积的精确测量，成为临床上实用且有效的辅助手段。

但是，CT数据三维重建测量乳房体积的方法，目前仍有一些不足之处，如成本较高、患者需接受一定量的辐射；另外，较为复杂的相关计算机知识和操作技术等也限制了该项技术的进一步推广。采用低费用和无辐射的数据采集方式，并简化和开发专用程序，将是这项技术今后发展的方向。

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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北京市北京积水潭医院，北京大学第四临床医院（王凌宇）；100144北京市中国医学科学院整形外科医院（栾杰，穆兰花，穆大力，王克明）；100124北京市北京工业大学机械工程与应用电子技术学院（李彦生）。

栾杰（E-mail：doctorluan@tom.com）。