研究背景双侧乳房对称性是乳房缩小整形术后效果的主要评估内容,术中精准的对称性评估是决定术后对称性及乳房美学的关键,而术中除了利用简单量尺和称重等测量手段可提供非常有限的客观数据外,术中对称性的评估主要依靠于术者的手术经验和美学修养。随着计算机技术、数字图像获取设备以及光学元件的不断精进,三维扫描技术可快速以非接触式对乳房形态进行三维表面数据获取和重建,能够从线性距离、面积及体积等多个方面对乳房形态进行精确计算和评估,是一种先进的乳房外形测量技术,并已成熟运用于乳房缩小整形手术前后,但尚未用于术中评估。目前常用的静态三维扫描系统因存在设备笨重、不可随意移动、扫描范围局限以及花费昂贵等问题,不适合放置于环境复杂的手术室,更无法实现术中的灵活扫描。本研究将一种新型手持三维扫描系统应用于乳房缩小整形术中用以辅助术者进行乳房对称性评估,在将该新测量技术运用于指导术中操作之前,需明确其测量的准确性及可重复性,是否与其他三维扫描系统具有可比拟的测量准确度,实现系统间数据的互通互用,以及能否克服三维系统固有问题的影响,比如胸部的呼吸运动等,最后还需明确术中采用该技术辅助乳房对称性的可行性和有效性。本研究通过对以上问题的逐一解答,可为三维扫描技术与乳房整形美容手术间的结合提供一条新思路。研究目的第一部分:通过分析INOVA手持三维扫描系统（INOVA系统）与手工测量法在多个乳房美学关键线性参数测量值之间的相关性和一致性,以明确INOVA系统是否能够准确获得研究对象的乳房三维图像。第二部分:通过比较INOVA系统与JR静态三维扫描系统（JR系统）在多个乳房美学关键线性参数测量值之间的相关性和一致性,以及两个系统在同一研究对象所获图像间的三维偏差分析,以明确INOVA系统能否获得与JR系统可比拟的乳房三维图像。第三部分:分析平静呼吸是否明显影响INOVA系统的成像结果,与其他呼吸状态下的乳房图像进行三维偏差分析,明确呼吸状态对成像结果的作用,此外,比较平静呼吸状态下乳房三维数据测量结果的重测信度,用以分析INOVA系统成像的可重复性。第四部分:基于INOVA系统,明确术中三维扫描技术在乳房缩小整形术对称性辅助作用的可行性及有效性。研究方法第一部分:前瞻性纳入乳房整形手术前后的患者作为研究对象,分别采用手工测量法和INOVA系统在研究对象乳房上测得Sn-N（体表距离）、N-N（直线距离）、N-IMF（体表距离）、N-M（体表距离）以及BW（直线距离）等多个线性距离,采用Spearman相关系数和回归分析体现两种不同方法测量结果间的相关关系,利用Bland-Altman图评估测量结果间的一致性。第二部分:前瞻性纳入乳房整形手术前后的患者作为研究对象,分别采用INOVA系统与JR系统获取同一研究对象的乳房三维图像,获得两种方法在Sn-N（直线距离）、N-N（直线距离）、N-IMF（直线距离）、N-M（直线距离）、BW（直线距离）、Sn-N（体表距离）、N-M（体表距离）以及N-IMF（体表距离）等多个线性距离,采用Pearson相关系数和回归分析体现两种不同扫描系统测量结果间的相关关系,利用Bland-Altman图评估测量结果间的一致性,通过最佳拟合算法和三维偏差分析以计算两个系统在同一研究对象获得的乳房三维图像间的均方根误差（root mean square error,RMSE）,分析两个系统间的可比拟性。第三部分:前瞻性纳入乳房整形手术前后的患者作为研究对象,采用INOVA系统获得每位研究对象3个呼吸状态的4套三维重建图像（平静呼吸2套、自然呼气末1套和自然吸气末1套）,通过最佳拟合算法和三维偏差分析以计算两个不同三维图像间的RMSE,分析呼吸运动对INOVA系统成像质量的影响,采用组内相关系数分析两个平静呼吸状态下三维图像间Sn-N（直线距离）、N-N（直线距离）、N-IMF（直线距离）、N-M（直线距离）、BW（直线距离）、Sn-N（体表距离）、N-M（体表距离）以及N-IMF（体表距离）等多个线性距离的重测信度,分析INOVA系统在平静呼吸下测量结果的可重复性。第四部分:回顾性及前瞻性纳入双侧乳房肥大女性患者,试验组患者在术中常规接受基于INOVA系统的术中对称性评估,通过对双侧乳房体积、乳头乳晕复合体位置以及乳房下皱襞高度等对称性的定量评估,术者可根据测量结果对已客观识别的乳房不对称进行调整,而对照组患者术中未进行三维扫描评估,乳房对称性主要依靠术者经验;根据患者术后3月的二维及三维图像资料,分别采用观察者评估法和三维测量法进行二维及三维的乳房对称性评估,分析术中三维扫描技术对乳房缩小整形术对称性的辅助作用。研究结果第一部分:共纳入54名研究对象,平均年龄31.39岁,BMI为15.59～31.89kg/m2。通过相关系数、线性回归分析及Bland-Altman图评估了手工测量法与INOVA系统在Sn-N（体表距离）、N-N（直线距离）、N-IMF（体表距离）、N-M（体表距离）及BW（直线距离）等五个关键线性距离测量结果间的相关性和一致性,均呈显著的正相关关系,相关系数分为0.888、0.980、0.903、0.890和 0.849（P<0.05）,R2值介于 0.823～0.969,差值平均值分别是-0.44cm、0.16cm、-0.32cm、-0.01cm 及 0.61cm,其 95%一致性区间分别是（-1.96～1.07）cm、（-0.75～1.08）cm、（-1.57～0.94）cm、（-1.06～1.04）cm 以及（-2.23～1.02）cm,在Bland-Altman图上散点基本均落在95%一致性区间内。第二部分:共纳入22名研究对象,平均年龄32.96岁,BMI为18.07～31.89kg/m2。通过相关系数、线性回归分析及Bland-Altman图比较了INOVA系统与JR系统在Sn-N（直线距离）、N-N（直线距离）、N-IMF（直线距离）、N-M（直线距离）、BW（直线距离）、Sn-N（体表距离）、N-IMF（体表距离）以及N-M（体表距离）上的相关性和一致性,均呈显著的正相关关系,相关系数分为 0.916、0.992、0.956、0.955、0.967、0.893、0.952 以及 0.946（P<0.05）,R2 值介于 0.797～0.984,差值平均值分别是 1.95mm,0.52mm,-0.93mm,0.19mm,-0.57mm、2.26mm、0.39mm 以及 0.25mm,其 95%一致性区间分别是（-9.79～13.69）mm、（-7.10～8.14）mm、（-7.63～5.78）mm、（-7.89～8.26）mm、（-14.26～13.13）mm、（-11.35～15.87）mm、（-7.38～8.16）mm 及（-8.52～9.02）mm,在 Bland-Altman图上散点基本均落在95%一致性区间内。三维偏差分析结果显示两个系统的乳房三维图像间RMSE最大值为5.16mm,最小值为1.01mm,平均值为2.53mm（SD,1.05mm）。第三部分:共纳入35名研究对象,平均年龄33.83岁,BMI为17.51～31.89kg/m2。两个不同乳房三维图像间三维偏差分析结果显示平静呼吸三维扫描图像间RMSE 平均值为 1.73mm（SD,1.00mm）,95%的置信区间为（1.40～2.06）mm;平静呼吸与自然呼气末三维扫描图像间RMSE平均值为2.47mm（SD,1.27 mm）,95%的置信区间为（2.05～2.89）mm;平静呼吸与自然吸气末三维扫描图像间RMSE 平均值为 3.77mm（SD,1.15mm）,95%的置信区间为（3.38～4.14）mm;自然呼气末与自然吸气末三维扫描图像间RMSE平均值为3.80mm（SD,1.37mm）,95%的置信区间为（3.34～4.25）mm。通过配对t检验,结果表明平静呼吸三维扫描图像间平均RMSE最小,其次是平静呼吸与自然呼气末三维扫描图像间平均RMSE（2.47mm）,平静呼吸与自然吸气末三维扫描图像间平均RMSE及自然呼气末与自然吸气末三维扫描图像间平均RMSE较大,但后二者间并无统计学差异（P=0.865）。采用组内相关系数分析INOVA系统在平静呼吸下成像的重测信度,结果显示在Sn-N（直线距离）、N-N（直线距离）、N-IMF（直线距离）、N-M（直线距离）、BW（直线距离）、Sn-N（体表距离）、N-IMF（体表距离）以及N-M（体表距离）上的组内相关系数分别是0.958、0.991、0.970、0.973、0.928、0.948、0.970及0.971,组内相关系数值均高于0.9,表明平静呼吸下INOVA系统所获乳房三维图像线性距离测量值之间具有高度一致性。第四部分:共纳入60名患者,对照组31名,试验组29名,两组患者在年龄、BMI、临床病程、手术时间、双侧软组织切除总量、失血量、引流时间以及术后住院时间上不存在统计学差异,两组术后均发生两例乳房切口愈合不良。术后3月乳房三维对称性评估结果显示,试验组和对照组在乳房体积差（中位数分别是39.13cc和113.32cc）和N-IMF差值（中位数分别是2.79mm和7.43mm）上存在统计学差异（P<0.05）,观察者评估结果显示相较于对照组,试验组患者术后在乳头乳晕复合体位置、IMF高度、乳房形态、乳房大小以及乳房在胸廓上位置等方面具有更好的对称性（P<0.05）。研究结论第一部分:INOVA系统与手工测量法在多个乳房美学关键线性参数上的测量值之间具有显著相关性和高度一致性,认为INOVA系统有较好的正确性及可靠性。第二部分:INOVA系统和JR系统在多个乳房美学关键线性参数上的测量值之间同样具有显著相关性和高度一致性,认为INOVA系统有较好的正确性及可靠性。两个三维扫描系统在研究对象所获三维图像的平均三维偏差小,认为INOVA系统和JR系统所获的三维扫描图像具有可比性,即两种系统所获数据可互通互用。第三部分:平静呼吸对INOVA系统成像影响小,且呼吸状态一致能够降低乳房三维图像间的偏差,同时INOVA系统在平静呼吸状态下的乳房三维成像具有较好的重测信度。第四部分:术中三维扫描技术在乳房缩小整形术对称性评估中具有良好的可行性和有效性,这种术中客观评估乳房对称性的方法可以减少外科医生主观评价的误差,在术中辅助调整双侧乳房对称性,帮助乳房缩小整形术患者获得更好的术后乳房对称性。