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慢性溃疡中医综合外治方案研究中的溃疡面积测量

2012-04-09张光磊王军

环球中医药 2012年1期
关键词:测量法轮廓灰度

张光磊 王军

慢性溃疡,一般指体表较浅表的、超过1月无愈合趋势的溃疡,常见的有糖尿病足溃疡、下肢静脉瘀滞性溃疡、癌性溃疡、血管炎性溃疡及结核性溃疡等,往往经久不愈甚至造成截肢。传统中医自古对其病因病机就有认识,并总结了多种外治方法,中医中药的综合外治能对溃疡的及早愈合起到明显促愈作用。比如对湿热毒盛、邪无出路的阳证溃疡,应用清热解毒,利湿消肿治则,而余毒未尽的阴证伤口,则多予化腐解毒、生肌止痛治疗。使用丹黄消炎液、消肿止痛涂膜剂、提毒散、生肌象皮膏、生肌玉红膏等药物熏洗、湿敷、箍围;祛腐、蚕食清创等多法应用,不一而足。慢性溃疡中医综合治疗方案的研究是对中医治疗方法进行疗效和安全性评价,归纳总结优化的临床外治方案,为慢性溃疡诊疗指南提供临床依据。溃疡的愈合率、愈合速度等是其重点观察指标,故精确简便低成本的溃疡面积测量方法是十分必要的。

1 常用的测量法

早期的溃疡面积测量一般指直尺椭圆测量法,假设伤口为椭圆型,测量伤口的横轴和纵轴。并按面积 =长×宽×0.25×π,计算出伤口大致面积[1]。现在临床广泛使用的是轮廓测量法,取得伤口实际形状,再用各种求积法求出面积。早期的获取伤口轮廓的方法有用透明赛璐路薄膜的测量尺,放于创面上,用笔标出创面的范围,求积法是将完全包含在范围和包含面积大于1/2的方格累加计数,乘以方格单位面积得出实际面积[2]。上述方法称为落点积分法(也称落点求积法)。一些论文中提到的数格法[3]、方格纸法等[4]都是指此方法。

为了改善人工数格的低效和不准确,在国外出现了比较简单的专用面积计算设备,如伤口面积自动计算平板,由英国Smith &Nephew Medical Limited公司生产,可对描绘在其平板上的形状进行自动求积计算。

近10年,微型计算机已经大范围应用于医疗各个领域,伤口面积测量完全可借助计算机完成求积运算,加拿大 的Vista Medical Ltd公司为此开发了VeV MD测量系统及软件,安装在普通微机上,将纸质标尺及伤口一起拍照,用软件在数码照片进行求积计算。

此外,还有一些方法应用较少,如称重法[5]、薄膜涂色法[6]、纸基乳胶膜法[7]等。

纵观这些测量方法,可发现公式法将伤口近似为椭圆进行计算,误差较大。轮廓测量+落点积分法人工计数,费时费力,较为落后。伤口面积自动计算平板属于专用设备,国内未见使用,且测量时需对伤口轮廓进行两次描绘,增加误差。VeV MD测量系统有国内销售但其对曲面伤口无法测量,且需在电脑上进行轮廓描绘操作,增加了主观性,精确度仍较低。薄膜涂色法和纸基乳胶膜法现仅适用于体表突出部的面积测量,对凹陷的伤口使用困难。

2 数字化面积测量法的应用步骤及特点

测量法由网格薄膜覆盖伤口+边缘描绘+数码相机拍照+Image J软件等步骤组成。其准确性、操作简便性等已经得到很多研究者的肯定[8,9]。与其他方法对比其准确性较好,操作不复杂,无需特殊设备,每次测量的成本也不高,一般医疗单位均可开展,同时对溃疡治疗也无影响。

方法中使用了安舒妥伤口愈合快示格胶贴作为轮廓描绘基质,因为其为透明薄膜,可看清下面的伤口形状,同时上有5mm×5mm的网格,对比时不需要另附标尺,另外其有一定的可弯曲性,可较好的贴附伤口。如果遇到面积过大的创面可多张拼接。如果伤口形状复杂弧度较大,可适当裁切剪开。必要时可用更加柔软透明的无网格的软薄膜层覆盖伤口,描绘完毕再取下、展平、贴附回网格薄膜层拍照计算。在薄膜上描绘轮廓时可选用较细的记号笔,线条清晰连续,为以后的软件计算创造好条件。拍照时需注意相机镜头平面和薄膜平行,开启微距模式,对薄膜拍照完整,无反光,聚焦清晰。如使用扫描仪,可使精确度更加提高,计算更加方便准确,但可能造成扫描仪污染,不易清洁,且不能保证每个操作者都能正确设定扫描仪,故仍采用数码相机拍照的方法。数码照片由安装在计算机上的Image J计算面积。Image J是由美国国家卫生研究所开发,是一个用Java语言开发的图像处理和分析平台,具备多种图像处理和分析功能,免费,支持插件,源代码开放,可以运行在Linux、Mac OS和 Windows等平台上[10]。

在Image J中打开照片后,先把图片二值化,设置成8-bit模式,将图片转换成灰度图。灰度图象仅由黑白两种颜色组成,只含亮度信息,不含色彩信息。灰度图把灰度值量化,通常划分成0~255共256个级别,0表示最暗全黑,255表示最亮全白。所以adjust(调整)-Threshold(阈值)窗口图表下方的2个滚动条,就是分别定义感兴趣的灰度区间的阈值上下限的,即0~255。手动设定好阈值区间后,照片上就仅显示灰度值在阈值区间内的像素点。将阈值区间设定到伤口描线的灰度范围,就可以分离出伤口描线的轮廓。描绘伤口轮廓时注意使用黑色记号笔,就是因为黑线的灰度值和薄膜上的绿色网格线及其他杂质的灰度值相差很大,可通过缩小阈值区间来滤除这些干扰,取得完整的描线轮廓。伤口描线的深浅不一,灰度值也就不一致,故阈值上限设定应能包括描线中灰度最浅的像素点,否则会造成伤口面积的人为扩大。取得轮廓后用Wand工具选取轮廓内的区域,注意Wand工具只能选取边缘闭合的区域,故伤口描线要连续,不能中断。下一步用Analyze-Measure选项来测量选取区域内的像素数,以上述过程再测量照片中1个网格的像素数。用公式求得伤口实际面积:轮廓内像素数/网格像素数×0.25。

3 当前测量方法存的不足及展望

上述的数字化面积测量法是现阶段较为实用的方法,对慢性溃疡中医外治研究起到了很重要的作用,使疗效评价有一个较客观的指标,但其仍有不足。在临床实践中,不同类型的慢性溃疡特点不同,例如糖尿病足溃疡多发生在足趾末端,甚至趾缝之间,面积较小但形状复杂创面较深,并可能有骨、肌腱等其他组织;静脉瘀滞性溃疡,一般伤口平坦,边缘清楚但疼痛很重,患者不能忍受伤口边缘描绘时的碰触;癌性溃疡往往成火山状甚至菜花样,易出血,高低不平,正常组织和癌性组织不能区分,伤口无法准确界定。

对溃疡的外治过程中,需要根据伤口的色、肿、脓、温等对愈合情况进行判断,辨别阴阳虚实表里,分清寒热暑湿燥火,以利辨证施治。伤口数字照片的RGB数字特征和用红外成像形成溃疡面及周围的热象图就可帮助进行证型的区分,故将其作为为伤口数字化测量法的组成部分将对外治法的应用有很大作用。

另一方面,如要更全面准确的反映治疗效果,还可加入对溃疡容积的测量,与面积测量相结合,使对溃疡的表现由二维扩展到三维。高清晰螺旋CT及三维超声技术(3DCEUS)增加软件支持后也可测量机体深部组织体积,但如果要应用于体表溃疡的测量,仍需继续研究开发[12-16]。近年在工业领域应用很多的三维激光测量技术在溃疡数字化测量中有很大的应用可能,其在医学领域常见的应用是在解剖学教学、口腔科正畸形治疗、头面部畸形治疗等方面[17,18]。但激光扫描需设置标志点,对扫描对象的表面情况、颜色反差、孔洞凹陷结构等也有要求,同时后期处理也比较复杂,专业性较高,软硬件成本高等,故尚无应用至软组织缺损及溃疡体积面积测量中的研究[19]。

临床工作者期望的测量方法应该能进行三维测量、能自动对接近坏死的组织和基本正常组织进行区分、一次完成、适应各种伤口曲度、无创无接触、对设备要求不高等。如果进一步利用激光扫描、数字虚拟等技术复原损伤前组织形态,不仅可指导伤口愈合治疗,还可对组织再生修复、机体塑形重建功能恢复起到重要的辅助作用。

展望未来,把数字化测量技术引入古老的中医医药研究中,不仅将对中医治疗方法的规范化、标准化、国际化起到重要作用,还能在机体损伤的修复治疗中起巨大作用。

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