乳房体积测量方法的比较研究

喜雯婧 闵沛如 苏薇洁 冯少清 Aurelia Trisliana 张艳 濮哲铭 章一新 Lucrezia Pacchioni

乳房体积作为客观的量化指标，对乳房手术的术前计划和术后效果评估意义重大。例如，术前计划方面，乳房体积测量可以在乳房缩小术前估计切除量[1]；单侧乳房再造时，可测量出健侧的体积，为重建提供参考[2]；术后评估方面，乳房体积测量能够更精确地评估自体脂肪隆胸术后脂肪的存活率[3]，更客观地评估重建术后两侧乳房的对称性等[4]。由于乳房不是一个规则的几何体，其体积通常需要通过特殊设计的工具和方法才能测出。近几年，文献报道了各种基于不同原理的乳房测量方法，其中不少已经被应用在临床和科研中。但是这些方法种类繁多，所需要的硬件和软件设备各不相同，可操作性差别很大。本文将报道过的乳房测量方法进行了整理和比较，以期为乳房体积测量的应用和选择提供参考。

1 方法

搜索了PubMed和万方数据库中标题和摘要中包含以下关键字的文献：“breast volume”，“breast measurement” 和 “breast volumetry”。 搜索时间为2013年9月。数据库返回了324条记录。通过阅读题目和摘要，以下这些内容为主题的文章被选用：介绍或者评估乳房体积测量方法；将某种乳房体积测量方法用于某个临床问题的研究。测量乳房肿块大小及其他有关乳房肿瘤的文章被排除。最后筛选出46篇符合要求的文献，这些文献发表于1970年7月至2013年5月。整理这些文献中提到的乳房体积测量方法的名称及原理，并从以下几个方面进行比较。①准确性：测量体积的时候是否测量了真正乳房组织的范围；②经济性：每次测量需要的花费；③操作可行性：操作时间长短，操作是否简便，过程中是否有不适感。

2 结果

目前文献报道过的乳房测量方法有9种：3D建模、MRI测量、排水体积测量、Grossman-Roudner模具测量、石膏或热塑性胸模测量、人体测量公式计算、X线摄片、CT测量和超声测量等。

2.1 3D建模测量法

3D建模测量乳房体积分为两个步骤，第一步是使用3D激光扫描仪或者立体照相机扫描患者胸部，从而获得乳房构建3D模型的数据；第二步是在计算机中计算乳房3D模型的体积。

扫描时，患者取坐位或站位，3D仪器扫描其正面[5]，或者取与镜头30°夹角的位置，取得不同角度的图像进行合成[6]。

计算乳房体积时，首先界定出乳房的边界，界定方法各有不同，可直接在3D模型上通过乳房下皱襞等解剖标志划定乳房边界[7]，或扫描前在患者的身体上作好乳房边界的标记，通过3D模型上的印记来界定乳房边界[8]。界定了乳房的边界之后，利用计算机计算模拟出一个曲面来表示乳房的后界。该曲面和之前乳房边界划定的胸部表面正好形成一个封闭的立体图形，从而计算出乳房的体积。

Kovacs等[6-12]都使用这种方法计算乳房体积。多种3D扫描仪器可提供3D建模需要的数据，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测量的仪器成本较高，一般在2～8万美元[7]，测量耗时较长，有报道称需要2 h[5]。

2.2 MRI测量法

MRI扫描时患者呈俯卧位，乳房位置佩戴一个专用的线圈，以防止乳房受压[14-15]。扫描的层厚通常为4 mm左右[15-20]。

计算时，手工或者通过软件，将每一张MRI片子上的乳房组织的面积测算出来，使用公式V=a×h，其中h为层厚，a为单层的面积，含有乳房组织的所有 MRI层的 V 之和即为乳房的体积[14-17，19，21]。 Pozzonbon等[15，19]的研究证明，MRI测量较为可靠，另外，MRI的一个特别功能便是能够评估假体的情况。因为硅胶的假体在T2序列上有特殊的信号[20]，所有MRI除了能够测定乳房的体积，还能够测定假体的体积，并可以看出假体是否破损[18-20]。

MRI单次测量成本较高，可达280美元[19]。测量耗时较长，需要 68.0±14.1min[14]。

2.3 排水体积法测量法

该方法又称为阿基米德定律测量法[21-24]。可以分为两种情况，其一是对乳腺癌根治术后的标本进行测量，另外一种则是将病人乳房浸没在水里进行直接测量。

对乳癌根治术后的乳房标本测量可以在手术室中进行，常用的方法是将标本直接浸没到装有水的烧杯中，通过计算标本排开的水的体积或者重量来估算标本的体积[8，23]。该方法在评估其他测量方法的准确性时，可作为参照标准[8、10、13、23]。 尽管人们对这种测量方法得到的结果较有信心，但是该方法只对接受乳腺癌根治术的患者适用。

原位乳房排水测量的原理是类似的，患者需要取卧位或者跪地，并将乳房浸没在水中。Veitc等[13]指出，这种测量方法不但操作麻烦，而且并不准确，因为腹部有太多脂肪的患者很难充分将乳房浸没在水中，而且部分患者可能过多地将胸壁也浸没到水里，导致测量的误差很大。

2000年，Tezel等[25]设计了一种装置，其原理与排水测量类似，患者可取仰卧位，将一个体积大于胸部的塑料圆筒盖住乳房，然后向桶底部的洞中注水，装置中的水是灌在塑料袋里，患者的胸部不用直接与液体接触。圆筒的容积已知，灌入水的量已知，胸部的体积便可以被求出。Kayar等[23]随后也使用这种方法对患者进行测量，证明该方法的可行性和准确性较高，并报道该方法的成本仅为1美元。

2.4 Grossman-Roudner模具测量法

Grossman等[26]在1980年就提出了Grossman-Roudner模具的使用。这是一张柔软可弯曲的透明塑料片，测量时将其卷成一个圆锥体盖在患者的胸部上，在塑料片的边缘互相重叠的地方有预先画好的刻度，测量者可从刻度上直接读出容量的数据。Kayar等[17，23]也在研究中使用过这种方法，认为该方法较为便捷，但是准确性较差，因为乳房并不是一个规则的锥体，而且测量时，乳房受到了一定的压迫，对最后的数据也有一定影响。该测量法单次花费约1 美元，操作较便捷[17]，耗时约 3～10min[17，23]。

2.5 胸模测量法

按照测量时使用的材料不同，可以分为石膏绑带胸膜测量法和热塑性材料胸模测量法。制作胸膜的方法是将石膏绑带缠绕在患者胸部，停留数分钟后取下[16，27－28]，或是将一种片状的热塑性材料覆盖在患者胸部待其冷却后拿下[17，22－23，29－30]。 两种方法中材料停留在病人胸部的时间不超过5min[28，30]。胸模成形后，中间被装满水或沙子来计算容量。这种测量方法的操作较复杂，测量需要约25min，患者会在测量中感到不适。胸模测量的耗材约20美元[23]。

2.6 人体测量计算法

在人体测量计算法中，乳房的体积是通过公式计算出来的[16，22－23，33]。 这些公式计算所需的数据都可以在人体上测得，如乳房下皱襞的长度等。Qiao等[31]提出了的公式为 V=1/3×3.14×MP2×(MR+LR+IRMP)，其中MR、LR和IR分别是乳头到乳房下皱襞内测点、外侧点和最低点的距离，MP为乳房最突出点和胸壁的距离。Brown等[32]则给出了一个半椭圆体体积的计算公式。人体测量单次花费约1美元，且操作简便，耗时大约5min[23]。

2.7 X线摄片测量法

通过X线摄片计算乳房体积要测量头尾方向摄片乳房的长与宽，以及摄片时乳房被挤压后的厚度。以上数据被代入简单的几何体积公式计算乳房容积。Katariya等[22，34]使用圆锥的公式计算乳腺体积，而Kalbhen等[23，35]则使用半个椭圆体的公式计算体积。单次测量花费约60美元[23]，操作和计算不复杂[34]，但患者有明显的不适，问卷调查显示该测量法“难以忍受”[22]。

2.8 CT测量法

王凌宇等[36]通过CT获得乳腺图像，将图像导入相关软件建立乳房模型来计算乳房的体积。Everson等[37]则报道了如何使用CT来观察假体是否破裂，指出CT只能鉴别包膜内的假体破裂，对包膜外的假体破裂并不准确，因为CT图像上硅胶与乳腺组织无法区分。CT测量的缺点是有明显辐射。

2.9 超声测量法

患者取仰卧位，超声探头横向地放在患者乳房上进行测量，每次间隔1 cm，每个切面上乳腺组织的面积可以使用超声仪器获得，所得面积与1 cm相乘获得每一层的体积，相加得到乳房体积[37－38]。超声测量的准确性及可重复性依赖于操作者的经验[38]。

3 讨论

乳房测量方法经历了许多变革和改进，并对整复外科的临床和科研提供了一定的帮助[39-41]，使人们对一些临床问题有了更为客观的认识。Choi等[3]利用3D测量研究发现，自体脂肪隆胸中脂肪的存活率和移植量相关，患者接受的脂肪注射量越大，最后脂肪的存活率也越高。在临床应用方面，Tepper等[42]报道乳房体积测量能够给乳房缩小术等手术的术前计划提供客观的参考。此外，乳房体积测量在各种手术的术后效果评估中也具有重要作用[4，27，43-46]。

然而，尽管目前文献报道的乳房测量方法很多，但是准确性相差很大，操作方法和原理也不尽相同。我们通过文献回顾，将这些方法进行梳理，分析其准确性、经济性和易用性，为乳房体积测量方法的选择提供参考。

从测量原理的角度，可以将上述9种方法分为三类。①影像法：指使用影像学方法依照真实乳房组织的轮廓来测量乳房的体积，包括MRI、超声和CT。②自然法：指在乳房保持其自然解剖外形的情况下计算其体积。3D测量、排水体积法和胸模法属于这一类。③几何法：指在计算体积的时候将乳房近似为一个规则几何体，如圆锥体或椭圆体，这类方法包括Grossman-Roudner、人体测量计算和X线摄片。

影像法计算体积时参照的是真实乳房组织的范围，所以从原理上讲是较准确的一类方法，但除了MRI之外，另外2种测量方法近年来的报道很少，可能的原因是CT有辐射，而超声测量乳房的准确性依赖于操作者的经验。自然法测量时，乳房前壁的自然外形被保持，如果后壁也能有明确的定义，则可以得出较准确的结果。3D测量法可以满足以上两个要求，所以是较准确的体积测量法，而这个类别中其他方法因为对乳房后壁的定义较模糊，故准确性要差一些。对几何法测量来说，而因为乳房本身并不是完全规则的几何体，这样计算会造成一些误差，这些误差是否是临床和科研应用可接受的范围，仍需要进一步的研究。

在这9种乳房体积测量方法中，保持乳房自然外形的3D测量法以及可以直接根据乳房组织来计算体积的MRI测量法，因准确性较高，又没有明显的副作用，可以用来为术前计划提供参考。那些将乳房直接近似为几何体的方法（如线性测量，Grossman-Roudner模具测量）以及Tezel排水法较为便捷、成本也较低，如果其准确度可以满足测量者的要求，可以使用在较大样本量的临床研究中。

而其他方法中，X线和胸模测量法操作时会使患者感到明显不适；CT有明显的辐射，在非病理且有其他方法可选择的情况下，使用者不多；超声测量操作较复杂，且可靠性依赖于操作者的经验；传统直接浸没乳房的排水测量法操作困难，且已被证明测量偏差较大；乳腺癌根治术标本排水测量法的准确性 尚可，但是使用范围较为局限，只适用于接受手术的患者。

综上所述，我们认为，3D、MRI测量、Tezel排水体积法、人体测量和Grossman-Roudner模具测量的应用价值较大。其中前两者较可靠，但是费用和耗时较大，后三者较经济简便，但是可靠性有所降低，应根据需要和实际情况进行选择，准确性较高的方法可以为术前计划提供参考，较为经济方便的方法可以用在大样本量的研究中。

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