3D成像技术在乳腺癌保乳术中术前评估的应用*

徐元兵 胡超华 潘代 田荣华 沈浩元 彭湃 余幼林 彭东杰

自20 世纪早期世界上完成第1 例乳腺癌保乳根治术以来，国内外多项临床研究证实了早期乳腺癌患者行保乳术的安全性［1-2］。但是如何保证在切缘阴性前提下，尽可能多保留正常组织，以期获得较好的乳房外观，成为近年来的研究热点。术前肿瘤位置及形态学的准确评估是保乳术成功的关键，目前常见的辅助评估手段包括乳腺B 超、钼靶、MRI 等检查。3D成像技术能精准地显示肿瘤、腺体、血管及其他组织解剖结构，目前已广泛应用于临床［3-4］。本研究旨在探讨3D成像技术在早期乳腺癌保乳术中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象

选取2017年4月至2019年1月武汉科技大学附属孝感医院38 例早期乳腺癌患者的临床资料，均为女性，年龄为22～56 岁，平均年龄（34.2±5.7）岁。临床分期Ⅰ期15例、Ⅱ期23例，肿瘤单发为36例、多发为2 例。肿瘤平均直径（2.4±1.1）cm。术前触诊，21例可触及乳腺肿块、10 例可疑触及、7 例不可触及。病理类型中浸润性癌37例、导管原位癌伴局部浸润1例。保乳术治疗质控标准参照中国抗癌协会乳腺癌诊治指南与规范（2017年）［5］。入组条件：1）术前有完整乳腺影像学评估，包括双侧乳腺B 超、钼靶、增强MRI 检查以及基于MRI 的3D 成像技术重建；2）所有病灶均行空芯针穿刺活检，对多病灶肿瘤分别取材；3）所有病灶均在乳腺B 超、MRI、3D 成像技术重建图像上确定肿瘤大小、形态、位置，并行体表标识定位。术前预计切除组织体积（predicted resected tissue volume，PRTV）由计算机软件获得，术中实际切除组织体积（actual resection tissue volume，ARTV）采用排水法测定。本研究获得本院伦理委员会批准，且得到受试者知情同意。

1.2 方法

1.2.1 术前乳腺MRI 检查 采用Trio Tim 3.0 T 超导型磁共振扫描仪（德国Siemens 公司）行乳腺MRI 平扫+增强检查。患者俯卧于检查床上，头先进，双乳自然垂于线圈中心，训练患者自由平静呼吸，先水平位行T1WI 序列扫描、再行T2WI 序列的水平位及冠状位扫描，再于患者前臂静脉，高压注射对比剂钆喷酸葡甲胺（Gd-DTPA）行动态增强薄层扫描。

1.2.2 术前乳腺3D成像技术重建 获取的MRI扫描图像均采用医学成像工具包（medical imaging toolkit，MITK）软件处理，可直接读取MRI采集的医学数字成像及通信（digital imaging and communication of medicine，DICOM）数据，通过对影像数据内的兴趣区域进行可视化分割提取，计算生成并导出STL格式的三维网格模型［6］。3D成像技术由杭州3D INCOOL有限公司提供支持。

1.2.3 手术方法 1）肿瘤精准定位：术前对于钼靶检查提示肿块型肿瘤行超声引导下体表标记定位（初次定位）。完善乳腺MRI 检查，再次行乳腺肿块定位，以乳头为中心行十字交叉线，测量肿瘤距两线水平、垂直距离（二次定位）。3D 成像技术引导下定位（3D 定位），基于乳腺MRI 数据，重建完整乳腺、肿瘤、乳头、腋窝等邻近解剖结构示意图，利用3D 旋转技术测量肿瘤距乳头、体表皮肤、胸壁等距离。术前患者俯卧位，利用3D 成像技术测量距离，再次以“第二眼超声”在仰卧位（手术体位下）行肿瘤体表最终标记定位。术前对于钼靶检查提示伴钙化型肿块的患者采用上述三种方式初步体表定位，再结合钼靶引导进行钙化区置针定位，测量整个钙化区域大小，术中切除组织标本再次行钼靶检查，保证钙化区域的完整切除。2）肿瘤位置及大小与术式的选择：对于PRTV 比例＜20%的保乳患者采用传统保乳术式，即切除病变周围组织进行适度的游离、闭合残腔。对于PRTV 比例20%～50%的患者采取保乳整形术式。肿瘤位于乳腺上象限，主要选择平行四边形切口，位于下象限则主要选择倒“T”或“J”形切口。38例患者中，25例行单纯保乳根治术，13例行保乳整形术。

1.2.4 美学评价 术后1 个月按放射治疗联合中心（joint center for radiation therapy，JCRT）［7］的标准对患者乳房外观进行美学评价：1）优秀：术侧乳房与对侧外形基本一样；2）良好：术侧乳房与对侧外形有微小的差别；3）一般：术侧乳房与对侧外形有明显的差别；4）差：术侧乳房外形较差。其中术后满意度以评价为优秀或良好例数/总例数×100%表示。

1.3 统计学分析

采用SPSS 24.0统计学软件进行分析。计量资料以表示，采用两样本t检验对比分析，相关性采用简单线性回归分析、Pearson 相关系数分析。以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 3D成像技术与手术情况

38 例患者均成功获得3D 图像，可清晰显示乳腺、肿瘤、腺体、血管及其他组织解剖结构，术中所见与术前3D图像吻合率为97.4%（37/38）。

2.2 典型病例

患者，女性，46岁，因发现左乳肿块1个月入院。触诊发现双乳基本对称，左乳外上象限可及一大小约2.5 cm×2.0 cm质硬肿块，边界欠清，活动度一般，伴轻度压痛。该患者的乳腺MRI检查显示，左侧乳腺实质性病变（图1A）。术前空芯针穿刺病理检查结果显示，左侧乳腺浸润性导管癌。术前3D成像技术重建示意图显示，肿瘤大小为2.48 cm×1.82 cm×1.25 cm（图1B、C）；应用3D成像技术可视虚拟手术功能，沿肿瘤边缘2 cm处画定手术预切除线，建立切除平面（图1D、E），3D成像技术下PRTV为52.6 mL，术中ARTV为56.3 mL，患者实际手术与术前预设手术方案一致，顺利切除标本完成手术（图1F）。术后病理检查显示，保乳术后组织标本上、下、内、外、基底各切缘均阴性。保乳治疗成功，患者术后第3天出院，随访18个月，肿瘤无局部复发及远处转移，乳房术后外形良好。

2.3 手术结果

本研究38例患者中，21例可触及肿块的患者与术前乳腺B超、MRI、3D成像定位一致，对术前17例触诊不满意的肿块患者，采用乳腺超声置针定位肿块区域、钼靶置针定位钙化中心区域，测量3D成像技术图像中肿瘤中心距乳头、垂直投影距体表皮肤、垂直投影距胸大肌表面的距离。术前PRTV平均体积为（61.7±20.1）mL，术中ARTV平均体积为（65.1±20.7）mL，两者比较差异无统计学意义（P＞0.05）。采用Pearson相关分析计算得出ARTV（ARTV=0.71×PRTV+7.42），PRTV与ARTV呈正相关（r=0.975，P＜0.01，图2）。38例患者平均手术时间为（45±8.9）min，术中平均出血量为（12.5±2.5）mL，平均住院时间为（3.0±0.9）d。因1例患者术后病理检查发现组织标本切缘阳性，补充二次手术，发生率为2.6%（1/38）。所有患者术后随访时间平均为17个月，肿瘤无局部复发。

图1 1例典型病例模拟及实际手术示意图

图2 术前3D模拟PRTV与ARTV散点图

2.4 美学评价

38 例患者中，28 例美学评价为优秀、10 例为良好，术后乳房外形满意度为100%（38/38）。

3 讨论

基于对乳腺癌生物学特性的全新认识以及大量循证医学证据，早期乳腺癌的保乳术作为一种安全可靠的术式，得到了乳腺肿瘤学界一致认可。在保证肿瘤安全切除前提下，为保留更多的乳腺组织，需所有外科医师更精准地进行保乳术。组织标本切缘状态是评价保乳术中肿瘤切除效果的重要指标，不同肿瘤病理类型对术后组织标本切缘要求不同。根据NCCN乳腺癌指南第一版（2019年）推荐：对于浸润性乳腺癌的切缘强调癌细胞无印记染色（no ink on tumor），扩大手术切缘并不能降低乳腺癌局部复发风险，而乳腺导管原位癌或小叶原位癌更强调镜下肿瘤切缘＞2 mm。随着术后放疗技术的进步，乳腺癌保乳适应证逐步放宽，多发肿瘤、靠近乳头乳晕区肿瘤、BRCA1 或BRCA2 突变基因携带者，以及三阴性乳腺癌均非保乳术绝对禁忌证［8］。因此，术前需要更加精准地进行肿瘤评估。

目前，3D成像技术越来越广泛应用于医疗领域，尤其在骨骼、肝脏中的应用日趋成熟［9-10］。有研究已将3D成像技术应用于乳腺重建手术［4］。而对于乳腺癌保乳术的精准化切除，目前研究报道较少。传统保乳术一般以肿瘤为中心，完整切除1/4～1/3 的腺体，保证切缘距肿瘤边缘＞2 cm。手术质量的高低，往往依赖于术者本人的术前肿瘤定位、手术技能与临床经验，无具体量化标准，极易出现术中切除偏差，切除平面偏移。随着3D 成像技术广泛应用，其作为手术前“彩排预演”，能准确指导临床手术［11-12］。本研究38例患者所获得的3D成像技术重建图像，均能清晰显示乳腺、肿瘤、腺体、血管等组织器官，客观地还原肿瘤真实情况。

经3D 成像技术重建生成的可视化图像可直观地、全方位地显示乳腺模型，对乳腺及肿瘤病灶等相关信息进行采集，可清晰、透明地呈现各病灶及其空间位置、毗邻关系。通过模拟手术操作，画定手术切除线，建立预切除平面，自动计算切除组织体积。本研究中，38例患者术前PRTV平均体积为（61.7±20.1）mL，术中ARTV 平均体积为（65.1±20.7）mL，两者呈正相关。通过3D 成像软件自动计算患侧乳房体积（unhealthy breast volume，UBV），得出PRTV/UBV 比值以评估是否需要采取更加合适的保乳整形术式，以期达到更好的保乳术效果［13］。

本研究术中实际所见与术前3D成像技术重建图像吻合率为97.4%（37/38），但1例患者因术中肿瘤情况与术前重建图像不符，行二次补充手术。该患者的PRTV 为53.4 mL，ARTV 为85.3 mL，保乳术后病理检查结果显示组织标本内、下切缘可见癌细胞浸润，遂行扩大切缘的二次补充手术。补充手术的术后病理检查结果显示，乳腺浸润性导管癌局部区域呈导管原位癌改变，切缘未见癌细胞。有研究［14］发现，基于MRI检查，在乳腺癌评估中，浸润性癌与原位癌同时存在时，肿瘤的影像学大小可存在低估可能，与本研究结果相符。本例患者根据术中实际情况，行预防性扩大切除，但仍未达到Ⅰ期切缘阴性的保乳结果。提示对于原位癌与浸润性癌混合存在时，保乳术务必更加慎重。本研究38 例患者中17 例触诊的肿块不明显，术前在3D成像技术引导下，结合超声体表定位，手术均按预设方案顺利完成。由此可见对于临床触诊阴性患者，3D成像技术重建结合“第二眼超声”亦不失为一种无创、精准的定位方法。

综上所述，3D 成像技术能清晰地显示乳腺肿瘤与周围组织的解剖关系，可以有效、准确评估PRTV，在术前评估及手术方案制定方面有重要参考价值，对乳腺癌保乳术具有一定指导意义。