吴永波 ，武 斌 ，李 阳 ，胡晓飞 ，司东雷

（1.石家庄市公安局刑事科学技术研究所，河北 石家庄 050021；2.石家庄市第三医院CT/MRI科，河北 石家庄 050011）

在法医临床学鉴定实践中，经常遇到对气胸患者进行损伤程度鉴定的案例，对于此类损伤需要根据气胸肺压缩的程度来评定伤者损伤程度。根据2014年两院三部发布实施的《人体损伤程度鉴定标准》第5.6.3 e）条之规定可评定为轻伤一级，根据第5.6.2 g）条之规定可评定为重伤二级，故如何准确测定肺的压缩程度对于准确评定损伤程度显得尤为重要。目前，在临床工作中，测量肺的压缩程度一般有目测法、线段法、面积法、体积法[1]以及CT测量法，其中CT测量法较为准确，但需要专业技术人员在多层螺旋CT机上操作并运用CT机附带的测量软件进行计算。以上方法可为临床诊断治疗提供帮助，但在法医临床学鉴定中对于气胸肺压缩程度的测量要求十分精确。本课题组与石家庄汇智创新计算机通信有限公司合作，利用CT机工作原理制作体积计算软件，并在石家庄市第三医院的协助下采集近年来多例气胸患者的CT影像学资料，采用CT机附带的体积计算软件获得每例患者的气胸肺压缩比值，同时利用研制的体积计算软件测量肺压缩程度，以期为研究气胸肺压缩程度提供较客观的数据，作为进行法医临床学鉴定的客观依据。

1 对象与方法

1.1 对象

收集石家庄市第三医院2014—2016年15例气胸患者的CT影像学资料，其中：男性10例，女性5例；年龄最大为65岁，最小为32岁；左侧气胸8例，右侧气胸 7例。入选标准：（1）无明显肺实变；（2）无明显液气胸。

1.2 主要仪器

Optima 660 64排128层螺旋CT机及其附带的体积计算软件（美国GE公司）。扫描参数：管电压120kV，管电流80mA，层厚 1.25mm，螺距 0.8。

1.3 方法

1.3.1 研制体积计算软件

CT图像的灰度值反映器官和组织对X线的吸收程度。由于CT的分辨率很高，可以通过灰度值精确区分压缩肺区和气胸区，通过使用CT设备上的图像重建程序，可重建冠状面和矢状面的断层图像，从而把二维的图像序列转换为立体的三维图像，据此可以完整地重建出三维的压缩肺区和气胸区。

基于以上原理和方法，利用Visual C++6.0软件（美国Microsoft公司）研制出法医临床学鉴定气胸肺压缩程度的CT检测评估系统。

1.3.2 肺压缩比值的计算方法

方法一：利用CT机附带的体积计算软件计算15例气胸患者的肺压缩比值。

方法二：将上述15例患者的CT影像学数据输入本次研制的肺压缩体积计算软件，利用灰度值的不同，自动识别并选定压缩肺区和气胸区，再通过人工操作对选定边界进行校准，待软件通过灰度值差异等参数自动计算出肺压缩比值后加以保存。

记录两种方法完成操作所用时间。

1.4 数据处理

利用SPSS 20.0软件对两种方法所得的肺压缩比值和所用时间进行配对t检验，并对两种方法所得的肺压缩比值采用Pearson相关分析，验证本研究研制的体积计算软件的准确性。检验水准α=0.05。

2 结 果

2.1 气胸肺压缩程度计算软件的成功研制

根据气胸肺压缩程度CT检测评估的原理和方法，结合图像处理识别技术，利用Visual C++编程语言成功研制出法医临床学鉴定气胸肺压缩程度的CT检测评估系统。将图片信息导入软件，经过后处理分别进行三维建模，再经过进一步的三维处理使图像显示更清晰，并计算肺压缩比值及其他临床数据，软件界面及功能结构见图1～2。该系统能实现的功能：能识别并读取常用的CT图片类型；能人工编辑图片；可对图片进行灰度变换；图像组织不同颜色的显示；图像的伸缩变化；能连续浏览图片；可进行图片格式转换；肺部和病灶可通过图像算法形成闭合的区域，无法形成闭合的部分也能通过相应的算法形成闭合；能清楚标识肺部和病灶；实现特定区域的标识；计算相邻图片的趋势，形成立体图像；计算病变区域与总体的比例；形成报表并导出、打印。

图1 软件的系统界面

图2 软件的功能结构图

其中，根据二维CT图片计算相邻图片的趋势，可以形成立体图像，生成三维构图，显示完整的压缩肺区、气胸区以及正常肺区（图3）。该软件可以多角度拖拽方式查看，且能够人工智能修正。

2.2 两种方法的结果比较

对CT机附带的体积计算软件和研制的体积计算软件所得的肺压缩比值和所用时间进行配对t检验，结果显示，两种方法所得肺压缩比值差异均无统计学意义（P＞0.05），所用时间差异有统计学意义（P＜0.05），详见表 1。

图3 软件重建气胸肺压缩形态三维构图

表1 两种方法计算所得肺压缩比值及所用时间

2.3 两种方法的相关性分析

对上述两种方法计算所得肺压缩比值绘制散点图（图4），结果呈线性相关，满足正态性分布要求，相关系数（r）为 0.99，决定系数（R2）为 0.98，95%置信区间为（0.97，0.99），P<0.05，说明研制的体积计算软件与CT机附带的体积计算软件计算所得的肺压缩比值相关性强。

图4 两种方法所得肺压缩比值的散点图

3 讨 论

外伤所致气胸案例在法医临床学鉴定中十分常见，多为开放性气胸和闭合性气胸，通过送检的X线片或CT片等影像学资料可以大致了解气胸范围，然而由于外力损伤的复杂性，加之胸廓结构的不规则性，大多数气胸形态不规则，故很难准确测量出肺压缩程度。然而鉴定人员只有准确判定肺压缩程度才能保证鉴定意见的准确性，为案件的处理提供客观依据。对于胸部平片的测算方面，KIRCHER等[2]于1954年提出面积计算法：

其后据此延伸出体积法和线段法。2007年王蕾等[3]提出三线法，通过测量每张胸片肺萎陷后3个固定点处的脏层与壁层胸膜间距离，计算此三线距离之和，并与体积法所测值进行直线回归分析，最后得出计算肺萎陷程度的公式，以此获得肺压缩比值。在CT的气胸肺压缩比值测算上，多位学者利用CT机附带的计算软件进行气胸的测量。2001年，夏文骞等[4]对17个肺部模型进行CT扫描，在每个层面上用轨迹法手工勾画出双侧肺部模型的完整轮廓，然后利用计算机面积测算功能自动计算该层面积，将每层的轮廓面积乘以层厚即为CT测算肺部模型的体积，取出该次扫描实验的肺部模型，根据注入模型内至标定刻度所需的水容量来计算其实际体积。结果显示，计算机测算值与模型实际测值差异无统计学意义，两者有高度相关性，CT机附带的软件计算方法可准确测量气胸患者的肺压缩程度。2002年，王成林等[5]利用CT计算机软件进行面积测算，用鼠标沿胸廓内缘勾画出一侧胸腔总面积，然后在同一层面沿胸廓内气胸的边缘勾画出胸廓内含气面积，得出肺压缩率。2008年，梁建辉等[6]通过动物实验提出CT体积测算法，在建立的6只新西兰兔人工气胸模型中，分别计算每层CT片气胸侧胸廓与肺的截面积（上层的截面积为S上，下层的截面积为S下），相邻两层的厚度为H，采用棱台体积计算公式：

分别计算气胸侧相邻两层的胸廓与肺的体积，各层体积之和即正常时的胸廓内体积与肺体积，最后按公式：

计算肺压缩比值，并以此与X线胸片面积法及线段法计算的肺压缩比值比较，发现差异有统计学意义，认为此算法与X线胸片测量结果相比更科学、准确。同年，CAI等[7]也利用多层螺旋CT机附带的软件对3头人工气胸建模成功的猪进行测算，并对68例外伤后气胸患者进行肺压缩比测量，研究结果显示，其设计的气胸容积自动测量程序具有很高的准确性。

虽然CT测量法对于气胸患者肺压缩程度的测量较为准确，但需要借助专业技术人员在多层螺旋CT机上利用CT机附带的体积计算软件来完成，程序繁琐，计算速度较慢，这给法医鉴定工作带来了不便，甚至会影响案件的法律进程，故需要建立一种快速准确、方便快捷、能够独立操作的测量方法。鉴于此，笔者在软件开发公司及医院专业技术人员的协助下，根据CT机工作原理研制出了可自动测量气胸肺压缩程度的专业软件，并以15例气胸患者作为研究对象，分别利用CT机附带的体积计算软件和研制的体积计算软件获得肺压缩比值，然后对两组数据进行配对t检验，结果显示两种方法所得的肺压缩比值差异无统计学意义。进一步对两种方法所得肺压缩比值进行Pearson相关分析，结果显示这两种方法相关性很强，说明研制的体积计算软件可准确测量肺压缩比值。而对两种方法所用时间比较，差异有统计学意义，研制的体积计算软件所用时间明显少于CT机附带的体积计算软件，在实际操作中可节约大量时间。该软件具有界面清晰、全汉语标识、计算功能强大、三维视图、人工修正、一键生成等特点，其测算方法简便快捷、易于操作、准确可靠、能够独立完成，解决了法医鉴定过程中过度依赖医院专业技术人员的问题。同时，由于条件所限，此次研究仅针对气胸肺压缩程度进行了探讨和研究，对于液气胸肺压缩程度的测量还有待进一步研究。