Photoshop软件在研究骨折愈合影响因素中的应用

薛若冰，薛华新，王英元(山西省一〇九医院法医司法鉴定所，太原 00006;山西医科大学第二医院骨科;山西医科大学法医学院;通讯作者，E-mail:wyy5808@6．com)

长骨骨折时间的推断是临床法医鉴定的主要内容之一，临床法医实践中通常是对X线数字图像骨折部位的形态学变化进行肉眼观察来推断骨折的损伤时间。但这种常用的形态学描述，观察指标较少，主观判断成分大，结论较为笼统。现有的法医学文献中［1－3］，也缺乏对长骨骨折损伤时间推断的统计学研究。而临床医学中，对骨折愈合过程进行评价的指导骨折的治疗已发展到定量研究阶段，只是其方法尚不能普遍应用于临床法医实践。

本研究选用上肢尺桡骨作为长骨骨折损伤时间的研究对象，是由于在人身伤害事件所致的长骨骨折中，尺桡骨骨折发生率较高且最为常见。尺桡骨骨折的发生率占全身骨折的6%，尤以尺桡骨双骨折最为常见，且多为直接暴力作用所致。

本文通过Photoshop软件对80例从5－70岁的尺桡骨骨折患者的500张X线数字图像，进行了骨折愈合过程的相关放射学标志的肉眼观察和测量，试图为临床法医实践推断尺桡骨骨折的损伤时间提供技术支持。

1 材料与方法

1．1 材料

本研究选用的X线数字图像均来源于2012－2014年间在同一家医院诊断、治疗、随访的80例尺桡骨骨干骨折的患者，共计500张。骨折类型包括横断骨折、斜型骨折及粉碎性骨折。治疗方式采用石膏固定治疗和内固定手术治疗。

石膏固定患者一般在固定后4－7 d首次复查并采集X线数字图像，一个月内1－2周复查一次;手术固定患者一般在固定术后第2天首次复查采集图像。

将16岁以下定位为少儿组，16－40岁为青年组，40－60岁为中年组，60岁以上为老年组。

1．2 方法

采用肉眼观察与计算机图像分析相结合的方法:借助计算机图像分析系统(Photoshop CS)的定量功能调整X线图像(图1)的结构层次、亮度、对比度，突出观察点;利用计算机图像处理的测量功能(图2)，对X线图像上骨折局部特征和骨折愈合过程相关放射学标志进行定量，定量结果作为肉眼观察的依据和补充，以减少读片误差、提高结果的准确性。

1．3 观察指标

选择数字图像上某些出现最早的影像学标志骨折间隙作为观察指标。骨折间隙表现为骨折断端的硬化，观察骨折断端之间的间隙，表现为灰度(宽窄)的变化。

图1 桡骨骨折X线数字图像

1．4 数据处理

运用SPSS13．0统计学软件对放射学指标分别进行统计和分析，对所获得的测量数据进行t检验或SNK两两方差分析，P＜0．05表明两组间差异有统计学意义。

图2 Photoshop软件测量功能

2 结果

统计数据分析显示，男性早于女性、中上1/3段较下1/3段早出现骨折间隙增宽表现，少儿、青年早于中、老年出现骨折间隙增宽表现，两组间差异有统计学意义(P ＜0．05)。

表1 不同性别骨折间隙增宽的时间(±s，周)

表1 不同性别骨折间隙增宽的时间(±s，周)

与男性比较，*P ＜0．05

性别 n 石膏固定组 手术治疗组男性14 1．05 ±0．27 1．39 ±0．34女性 11 1．23 ±0．58* 1．85 ±0．69*

表2 不同部位骨折间隙增宽的时间(±s，周)

表2 不同部位骨折间隙增宽的时间(±s，周)

与下1/3段比较，*P ＜0．05

部位 n 石膏固定组 手术治疗组下1/3段14 2．09 ±0．97 2．36 ±0．93中、上1/3 段 11 1．48 ±1．56* 1．74 ±1．61*

表3 不同类型骨折间隙增宽的时间(±s，周)

表3 不同类型骨折间隙增宽的时间(±s，周)

与粉碎性骨折比较，P＜0．05

类型 n 石膏固定组 手术治疗组粉碎性骨折7 2．79 ±1．46 3．57 ±1．73斜型骨折 8 2．04 ±0．78* 2．74 ±1．56*横断骨折 10 1．87 ±0．44* 2．41 ±1．01*

表4 不同年龄骨折间隙增宽的时间(±s，周)

表4 不同年龄骨折间隙增宽的时间(±s，周)

与少儿比较，*P ＜0．05;与青年比较，#P ＜0．05

年龄 n 石膏固定组 手术治疗组少儿10 0．85 ±0．14 1．25 ±0．22青年 7 1．14 ±0．21* 1．55 ±0．39*中年 5 1．56 ±0．27*# 1．96 ±0．34*#老年 3 2．01 ±0．39*# 2．43 ±0．21*#

3 讨论

3．1 实验结果分析

王安武等［3］研究发现，内固定在骨折愈合过程存在不同程度的延迟，尺骨干或桡骨干骨折放射学标志出现时间不存在显著性差异;年龄和手术是独立影响因素(P＜0．05)，但两者之间不存在相互作用(P＞0．05)。本文研究结果与之相符。

有研究［4，5］报道，儿童骨折的愈合能力比成人强，本次观察结果与之一致。

本研究结果表明少儿，青年组出现放射学标志的时间均早于中、老年组、且具有显著差异，考虑也可能与人群的健康状况有关。本次观察，病人自身情况与营养因子使用存在一定正相关作用，但尚不具有显著性差异(P＞0．05)。

3．2 本研究方法的特点

医学影像学已经进入了数字化时代，医学影像学和计算机科学的完美结合是医学影像学的发展趋势［6］，随着计算机应用的不断广泛深入，计算机在影像学后期处理应用方面的作用日益彰显。X线数字图像的特点是可以对图像进行后期处理，如图像增强、缩放、旋转、分割或拼合。而人类视觉对X线图像亮度的分辨率低，不能分辨较小的灰度差，利用数字图像处理技术和软件，可以对采集的图像进行灰阶调整，使结构层次更加清晰，利于进一步测量距离、周长、角度、面积等指标，为X线数字图像的数据化、精确化提供技术支持。

Photoshop 软件引入了图层概念［7，8］，给图像编辑带来了历史性的变革。Photoshop CS版本，提供了色阶、对比度、亮度、亮度/对比度、曲线、直方图以及拼合、重叠等图层编辑工具，使用Photoshop图像编辑软件对医学影像资料进行格式转换、拼接、重叠，实现在一个平面内成像并进行定量测量。它的“曲线”对话框可以独立调整图像中的每一组灰阶，而不影响其他部分;它的“亮度/对比度”不仅可以对图像进行测量前基本条件的调节归一、提高图像质量，还可以调节图像的锐利度、使骨折断端得到增强从而突出、利于更清楚地观察骨折间隙的细微变化，更可以分辨灰度、对人眼分辨不足的细小灰征调节到适合视觉分析的范围、将细节放大，利于观察和测量;它的“标尺”、“网格”等测量工具可以完成两点间距离的划线定位和占据网格的分布，进行对比、测量以及评估。

本研究选用的资料来源于临床，比动物实验研究更实用于临床法医实践的真实情况;本研究使用的图像处理测量软件是最常用最普及的Photoshop CS软件，在临床法医实践中可操作性强，统计学结果也具有一定的代表性。

本研究属于长骨骨折损伤时间推断的初步研究，难免有局限性，由于临床医学对于不同类型、不同治疗方式的骨折复查X线片的时间不一致，间隔过长则会影响指标观察的连续性;若能对骨折患者从固定后到骨折塑形期结束持续规律观察，坚持定期复查，观察统计结果将会更加准确全面。本研究样本量偏少，尤其是在固定非比较条件，抽取样本的选择与分组有一定的局限，对骨折的影响因素不能很好地全面分析，研究结果只是较大范围的一个时间段。

4 结论

借助计算机图像分析系统的定量功能辅助观察X线数字图像，调整图像结构层次，突出观察的放射学指标，并利用计算机图像处理的测量功能，对X线数字图像上骨折局部特征和骨折愈合过程中放射学指标进行定量，可以提高对X线数字图像上骨折相关放射学标志肉眼观察的准确率，是法医临床实践中对尺桡骨骨折损伤时间进行推断的可行方法。本方法经济简便，在临床法医实践中可操作性强，具有临床使用价值和应用推广意义，统计学结果也具有一定的代表性。

但在临床法医实践过程中，应将年龄、性别及骨折部位与个体差异相结合，提高推断的精确度。

［1］罗思敏，陈灿球，蓝伟雄，等．依据X线征推断骨折时间1例［J］．中国法医学杂志，2004，19(S):79．

［2］张红霞，邓振华，易旭夫，等．放射影像资料的法医临床学同一认定14例分析［J］．法医学杂志，2005，21(3):205－207．

［3］王安武，沈义贵，胡永吉．四肢骨折愈合转归的X线跟踪(附668例分析)［J］．现代医用影像学，2000，9(4):170－172．

［4］Streel JT，Wang JH，Wu QD，et al．The angiogenic response to skeletal injury is preserved in the elderly［J］．J Orthop Res，2001，19(6):1057－1066．

［5］Islan O，Soboleski D，Smons S，et al．Development and duration of radiographic signs of bone healing in children［J］．Am J Roentgenol，2000，175(1):75－ 78．

［6］曹厚德．21世纪的数字化医学影像技术［J］．中华放射学杂志，1999，33(12):799－800．

［7］雷波，舒水钢．Photoshop CS中文版完全学习手册［M］．北京:人民邮电出版社，2005．

［8］Willmore B．Photoshop CS中文版实用技巧［M］．袁鹏飞，陈岚，主译．北京:人民邮电出版社，2005．