基于MRI数据的乳房内聚丙烯酰胺水凝胶体积的测量

扈杰杰，栾　杰，刘春军，陈　琳，邢文珊，刘温悦（.浙江省肿瘤医院乳腺外科 浙江 杭州 300；.中国医学科学院整形外科医院乳房整形与再造中心 北京 0044）

·整形美容·

基于MRI数据的乳房内聚丙烯酰胺水凝胶体积的测量

扈杰杰1，栾杰2，刘春军2，陈琳2，邢文珊2，刘温悦2
（1.浙江省肿瘤医院乳腺外科 浙江 杭州 310022；2.中国医学科学院整形外科医院乳房整形与再造中心 北京 100144）

目的：建立一套应用核磁（MRI）数据进行乳房内PAHG体积计算的方法，并验证该方法的精确性。方法：将MRI数据导入Mimics软件，对PAHG区域进行三维重建，获得PAHG的体积。选取PAHG注射隆乳患者10名，由3位操作者采用该方法进行可重复性测定，每位患者测量10次，从而验证该体积测量方法的精确性。结果：不同测量者所测量的乳房内PAHG的体积之间无显著地统计学差异（P=0.173）；每个测量者每次测量的体积之间的相关系数为0.964。结论：采用Mimics软件通过核磁数据三维重建测量乳房内PAHG的体积是一种精确性很高的方法。

聚丙烯酰胺水凝胶；乳房；体积；MRI；测量

聚丙烯酰胺水凝胶（Polyacrylamide Hydrogel，PAHG）曾被广泛应用于整形与美容外科。自从1997年中国国家食品药品监督管理局（FDA）批准它的使用后，在短短10年里，共有大约20万患者接受PAHG注射隆乳术［1］。尽管很多报道认为PAHG用于软组织填充可以取得良好的效果［2-4］，但是也有大量的研究报道PAHG注射后有很多并发症。这些并发症包括肿块和硬结、疼痛和乳腺痛、畸形和不对称、移位、血肿、炎症和感染、泌乳障碍、心理问题，甚至延误乳腺癌的诊断［5-16］。中国FDA决定从2006年4月30日起全面停止生产、销售和使用PAHG。自此以后，大量患者来我院要求取出PAHG。他们中的大多数是因为并发症而要求手术，但也有一些单纯是因为担心PAHG的安全性。

我中心采用乳晕切口在直视下行PAHG的取出，可以取出大多数的PAHG，但是PAHG取出术后，乳房形态会受到一定的影响。如果患者对于术后形态比较在意，强烈要求乳房形态修复，这时整形医生就会考虑应用硅凝胶假体的一期修复术。然而这些患者大都是在小的诊所或美容院行PAHG注射隆乳术，他们对于所注射的PAHG的量等信息知之甚少，这就使一期修复的手术计划比较困难。

乳房内注射的PAHG的体积的准确测定，不仅可以帮助笔者明确乳房内PAHG的取出情况，也可以帮助笔者判断取出方法的有效性。同时它也是人工材料取出术后一期假体置入术前评估的重要内容，直接影响术后的乳房形态。因此有一个可靠的计算PAHG体积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的影像学检查方法，笔者依据患者的MRI数据，将三维重建技术应用于PAHG体积的测量，建立了一套相应的测量方法。笔者也对该方法的准确性进行了可重复性检验。

1　材料和方法

2005年1月至2012年12月，共有407例患者因为在其他医院或诊所接受PAHG注射隆乳所致的术后并发症来我院就诊。笔者从中随机选取10名患者（表1）。这些患者之前未接受任何针对PAHG的手术治疗，且无其他的乳腺疾病及乳房手术史，年龄25～46岁（平均34.1岁）。从注射至取出的时间间隔为2～10年（平均6.6年）。术后并发症包括可触及的肿块或硬结、疼痛和心理担忧。所有的患者术前均常规行核磁检查（西门子1.5T超导磁共振），以明确PAHG注射的位置及层次。患者俯卧于特制的双侧乳腺相控表明线圈上，使双侧乳房对称自然悬垂于线圈洞穴内。核磁测量序列包括：T1T2轴位压脂像、T2矢状位亲水相及压脂像。

PAHG体积MRI测量方法的建立：将通过MRI扫描获得的双侧乳房的MRI数据导入Mimics软件，获取注射的人工材料的亲水像与压脂像数据。矢状位T2压脂像（图1）为核磁重建的最佳序列。选取合适的threshold值，以确保选中尽可能多的注射的人工材料，尽量不要选中PAHG以外的区域。因为PAHG具有类似于水的明亮信号，因此它很容易与血管混淆。参照T2矢状位的亲水像（图2），擦除被误染的血管。范围选定后（图3），对注射的PAHG进行三维重建（图4），从而获得PAHG的体积。

图1　PAHG注射隆乳患者的双乳MRl的矢状位T2压脂像

图2　PAHG注射隆乳患者的双乳MRl的矢状位T2亲水像

图3　选用合适的threshold值以选定注射的PAHG的范围

图4　乳房内PAHG的三维重建图像

表1　患者基本信息 （x-±s）

可重复性测定：由3位操作者采用上述体积测量方法，分别对10名患者进行PAHG体积的测定，每位患者测量10次。记录测量所获得的体积数据。

数据统计和分析：应用SPSS 17.0软件进行分析，结果用平均值±标准差（±s）表示。每个测量者测量体积间行相关性测定计算组内的相关系数，并通过重复测量的方差分析测定不同测量者之间的组间差异。认为P＜0.05具有统计学意义。

2　结果

3位测量者测量的10例患者注射的PAHG的体积见表2。乳房内注射的PAHG体积的平均值在266.29～884.88ml（表3）。不同的测量者所测量的PAHG注射的体积之间没有显著性差异（P=0.173），表明该测量方法具有非常高的精确性。每个测量者每次测量的体积之间的相关系数为0.964，显示了每个测量者在不同次测量间具有很高的一致性。

3　 讨论

本研究的目的是寻求一种精确测量注射的PAHG体积的方法。MRI检测PAHG具有非常高的灵敏度，而且可以准确地判断PAHG在乳房内的注射层次。MRI三维重建具有很高的准确性。上述实验结果显示应用MRI数据测量PAHG的体积具有很高的可重复性，可以精确地计算注射的PAHG的体积。这对于PAHG取出前的术前评估是至关重要的。除此之外，笔者还可以了解乳房内PAHG的分布及组织受侵及的程度。通过这些，笔者可以评价PAHG取出的难度、风险，估计PAHG取出术后的乳房形态，确定即刻假体置入乳房再造的可行性。根据测量的体积，笔者可以选择合适体积的假体以一期修复PAHG取出术后的乳房畸形。然而一期假体置入行乳房 形态的修复需要具备一定的条件。罗盛康［17］等认为一期假体置入需要具备以下条件：①没有乳房肿块及感染；②超过90%以上的注射物被取出；③胸大肌内或胸大肌后间隙没有残留的注射物；④足够的健康腺体和胸大肌覆盖假体；⑤乳房下皱襞位置未受损或者可以同时被重建；⑥没有全身疾病或者心理问题。除此之外，笔者认为仍需具备以下条件：①PAHG注射的范围不能大于假体置入的范围；②关闭的腔隙时，腔隙表面不能残留PAHG。

表2　3位测量者测量的10例患者注射的PAHG的体积 （ml）

表3　乳房内注射的PAHG的体积 （x-±s，ml）

表3　乳房内注射的PAHG的体积 （x-±s，ml）

患者 测量者1 测量者2 测量者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

通过该方法计算出的PAHG的体积，除了可以作为一期假体置入的依据，也可以用来计算注射PAHG取出术后的残余量。笔者还可通过计算的残余量评价不同手术方法的有效性并比较乳房内不同分布的PAHG的取出情况。

目前尚无文章介绍PAHG的体积的计算方法。然而已有很多文章报道测量硅凝胶乳房假体的体积的方法［18-21］。最近，Ross Rudolph等报道了应用CAD软件辅助MRI数据计算假体的体积的方法［22］。该方法可以准确快速地测量硅凝胶假体的体积。但是水凝胶注射隆乳于硅凝胶假体隆乳不同，PAHG并不能限定于包膜范围内。由于肌肉活动或重力影响，尤其是当不正确的按摩或者突发暴力损伤包膜时，PAHG很容易移位［23］。PAHG自身的流动性特征除了可引起如疼痛、红肿、硬结、游走性包块、乳房变形等多种并发症以外，还可以浸润周围组织而引起组织变性。这些特点使得水凝胶的空间分布极不规则，也使PAHG体积的计算更加复杂。孙家明等［24］曾应用Amira软件行MRI三维重建确定隆乳术后PAHG的分布，虽有同时计算注射物的体积，但并未分析该种计算方法的准确性。

在本研究中，计算的聚丙烯酰胺水凝胶的体积与实际注射的体积相比较。因为术前无法获得注射的聚丙烯酰胺水凝胶的体积。即使获知注射体积，由于PAHG的亲水特性和注射时稀释倍率的不同，可因体内环境产生吸水膨胀或脱水收缩的变化，实际体积与注射量有较大差别，因此不能以注射量判定实际体积。同时笔者也不可能将计算的体积与术后取出材料的体积相比较。首先，聚丙烯酰胺水凝胶是亲水性的材料，部分材料可以通过盐水冲洗后抽吸出，而术中腔隙也会用大量的生理盐水反复冲洗。所以取出的聚丙烯酰胺水凝胶的体积无法与测量的聚丙烯酰胺水凝胶的体积相符。其次，术中笔者不仅要取出聚丙烯酰胺水凝胶，而且其包膜及变性组织也须一并取出。这就导致所取出的组织体积与计算体积不符。最后，部分聚丙烯酰胺水凝胶也可能会被注射至皮下或肋间肌等其他组织中。考虑到术中安全及术后的乳房形态，聚丙烯酰胺水凝胶不可能被完全取净。这也使取出材料的量与所计算体积不同。

4　结论

应用MRI扫描数据计算注射的PAHG的体积是一种精确性很高的方法。注射的PAHG的体积的测量对于术前术后评估及即刻假体置入时假体的选择均具有十分现实的重要意义。

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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

编辑/张惠娟

栾杰，主任医师，中国医学科学院整形外科医院副院长，中华医学会整形外科学分会副主任委员候任主任委员等；主要研究方向：乳房整形与重建。E-mail:doctorluanjie@sina.com