Image J软件在中心静脉通路装置相关皮肤损伤面积测量中的应用

刘敏 杨晔琴 翁成杰 何春雷 柯紫薇 管祥云 卢中秋

(温州医科大学，浙江 温州 325035)

中心静脉通路装置相关皮肤损伤(Central venous access device-associated skin impairment,CASI)是指在去除敷料后持续30min或更长时间，敷料覆盖区域出现红斑、渗液或其他异常皮肤表现，包括但又不局限于水疱、糜烂或皮肤撕裂[1]。CASI在导管插入和维护期间都有发生，临床发生率约3.23%～36%[2-4]。损伤面积的测量是诊断和治疗中不可或缺的参数之一。面积测量的准确性是保证制定有效治疗决策的前提和基础，是监测损伤进展情况的关键指标[5]。临床上测量损伤面积多采用标尺测量法，其简便快捷，但由于皮肤损伤形状不规则，面积测量可能存在误差，这给医务人员对损伤严重程度的判断、愈合策略的制定和敷料选择带来负面影响[6]。近年来，国内外有学者将Image J图像分析与处理软件应用于临床[7-8]，具有无创、多维、高效的特点。本研究以标尺测量法做为对照，探讨Image J软件在测量CASI面积中的准确性。

1 资料与方法

1.1一般资料 采用便利抽样的方法，纳入2019年1-9月在我院PICC护理门诊进行导管维护的51例患者。纳入标准：(1)年龄≥18岁。(2)发生CASI。(3)愿意接受单反相机拍摄皮肤损伤照片者。排除标准：(1)合并其他皮肤疾病，影响面积测量和图像拍摄效果的患者。(2)患有精神疾病，不具备自主能力者。(3)存在影响患者医疗安全的其他病史。纳入研究的51例患者中，男28例(55%)，女23例(45%)；年龄22～83岁，平均(66.5±11.69)岁；共有皮肤损伤54处，其中水疱19例(35.2%)，瘀伤17例(31.5%)，穿刺点红肿10例(18.5%)，皮肤撕裂伤8例(14.8%)。本研究遵循《赫尔辛基宣言》，已获得温州医科大学附属第一医院伦理委员会批准，研究对象均已签署知情同意书。

1.2方法 对51例患者均先采用标尺测量法，再使用Image J测量法测量。

1.2.1仪器设备 单反相机(Nikon D3400，镜头18～55 mm，2400万像素，日本)；Image J图像分析软件(版本号：1.8.0_112)；笔记本电脑；一次性伤口尺(18 cm，稳泰卷尺有限公司)。

1.2.2标尺测量法 患者在PICC门诊进行导管维护时，揭除敷料充分暴露损伤创面后，使用一次性伤口尺测量损伤的最大长度值和垂直于该长的最大宽度值，将两者相乘得出损伤的面积。为避免测量误差，研究者和临床护士均测量了面积。

1.2.3ImageJ测量法

1.2.3.1图像采集 使用单反相机垂直于创面，对每一个创面进行拍照。拍摄的注意事项：(1)将一次性伤口尺放置在创面边缘作为参照物。(2)相机采用光圈优先的曝光控制模式且无闪光灯，同时开启镜头防抖和自动聚焦功能。(3)患者的隐私和特征性信息不得包含在所拍摄的图像中。

1.2.3.2图像处理 将采集的图像导入计算机，应用ImageJ软件进行图像处理和分析，计算出面积。图像处理过程包括：设置比例尺、描记创面边缘、计算面积。每张图像进行5次测量，以保证数据的准确性。(1)设置比例尺：将图像在Image J中打开，点击工具栏的“Straight”，在图像标尺中标记出一段标准长度，点击“Analyze→Set Scale”，标尺测量的长度已经自动填入了“Distance in pixels”项中，“Known distance”项填入标尺的实际长度，例如“2”,“Pixel aspect ratio”项不变， “Unit of length”更改为“mm”。见图1。勾选“Global”选项，点击“OK”，到此比例尺设置完成。(2)描记创面边缘：点击工具栏的“Freehand selections”后，沿皮肤损伤的创面边缘进行描记。(3)计算面积：描记完毕后，点击“Ctrl+M”即可自动计算出损伤面积。下一张图像的面积测量可重复以上的步骤。所有的结果会记录在“Results”界，最后可以自行导出，见图2。

1.3统计学方法 将所有的研究数据录入Microsoft Office 365(Excel)，运用SPSS 25.0及MedCalc 19.1统计软件进行数据分析。损伤面积不符合正态分布使用中位数(4分位数间距)描述其集中和离散趋势。采用双向混合模型和绝对一致性类型计算组内相关系数(Intraclass correlation efficient，ICC)。将数据经对数转换后进行Bland-Altman分析，评价两种测量方法之间的一致性[9]。

图1 ImageJ软件比例尺的设置界面

图2 ImageJ软件结果显示界面

2 结果

2.1标尺测量法与ImageJ测量法的ICC检验结果 对于各类型CASI，使用标尺测量法测得的面积比ImageJ测量法测得的面积大，两种测量方法在各类型CASI的ICCs值为0.953～0.984，所有CASI的ICC值为0.98。见表1。

表1 标尺测量法与ImageJ测量法的ICC检验结果[M(P25，P75)] mm2

2.2标尺测量法与ImageJ测量法的Bland-Altman分析结果 经Bland-Altman分析得出，标尺测量法与ImageJ测量法测得的各类型损伤面积的对数值的差值均数为0.052～0.068；95%分布范围即一致性界限LoA为-0.103～0.223；LoA的95%可信区间CI为(-0.228～0.348)；经过反对数变换的95%LoA及其95%CI，见表2。可以看出，对于各个类型皮肤损伤的面积测量，所有的坐标点均未超出95%LoA,表示两种测量方法的一致性好。见图3。

表2 Bland-Altman法一致性分析结果

注：*为反对数变换。

图3 两种测量方法Bland-Altman散点图

3 讨论

3.1ImageJ软件能准确测量CASI面积 通过对51例患者共54处CASI面积的测量结果显示，两种方法在测量水疱、瘀伤、穿刺点红肿和皮肤撕裂伤的面积大小上具有很强的一致性。本研究结果也显示，与ImageJ测量法相比，标尺测量法高估了损伤面积，这与Bilgin[10]的研究结果一致。此外，临床中的伤口形状各异，创面边缘曲折不平，大于10 cm且形状不规则的伤口，采用标尺测量法更容易高估实际面积[11]。ImageJ测量法基于数码相机的成像原理，一张数码图像由若干像素点组成，点画成线，线画成面，在每个像素点代表的实际值下,通过ImageJ软件计算图像中损伤创面总的像素值来得出真实面积。相比传统的标尺测量法，数码摄影技术与ImageJ软件结合的方法在精确量化面积和研究数据处理等方面人为影响因素较小，准确性更高[12]。

3.2ImageJ测量法简便易行 ImageJ测量法经过图像采集、比例尺设置、创面边缘描记和自动计算面积等过程，能快速、高效地提取CASI面积。图像采集所需的设备简单，可以拍照的手机、平板电脑、相机或者护士使用的掌上电脑(Personal Digital Assistant，PDA)即可。ImageJ软件可实现多线程操作的图像处理与分析，方便、快捷，开放性强[13]。此外，该方法不直接接触损伤创面，可降低导管滑脱、血流感染等并发症的发生，也会减少患者的疼痛不适，患者易于接受。

3.3数字化图像包含更为丰富的信息，有利于损伤的动态评估 数字化图像不仅方便了面积测量，也为损伤评估提供了更丰富的信息，例如皮肤颜色、渗液类型等，清晰直观,有利于动态监测CASI进展。图像的保存与传递更为便利、迅速，利于CASI的远程学习和会诊。

综上所述，CASI面积的准确评估对其护理和治疗至关重要，数码摄影技术与ImageJ软件结合的方法在精确量化面积和研究数据处理等方面人为因素影响较小，准确性更高。随着人工智能、机器学习、可视化技术的发展，结合不断深入数据挖掘分析方法，ImageJ软件在CASI的面积测量中还有着更广泛的应用前景。