熱敏圖像消退后再還原技術(shù)發(fā)明及其在影像醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究

牟建民

泰山醫(yī)學(xué)院附屬萊鋼醫(yī)院，山東萊蕪 271126

熱敏圖像消退后再還原技術(shù)發(fā)明及其在影像醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究

牟建民

泰山醫(yī)學(xué)院附屬萊鋼醫(yī)院，山東萊蕪 271126

目的 研究如何使消失的熱敏圖像資料還原再現(xiàn)，通過運(yùn)用自己發(fā)明的熱敏圖文還原儀，使已消退的圖像資料信息再次顯示，探討該技術(shù)的臨床應(yīng)用價(jià)值。 方法 通過對(duì)熱敏型心電圖記錄資料從保存開始到圖像信息消失的有效保存時(shí)間的長短將資料分為A﹑B﹑C三組，分別測定各組的顯色溫度后，以顯色溫度為基準(zhǔn)，確定各組資料復(fù)原時(shí)所需要的還原溫度，評(píng)價(jià)圖像還原效果。 結(jié)果 三組比較，A圖文保存時(shí)間最長，其顯色溫度最高，圖像還原溫度也最高；而C圖文保存時(shí)間最短，其顯色溫度最低，圖像還原溫度也最低；圖像保存時(shí)間的長短與顯色溫度的高低呈正相關(guān)。組間兩兩比較，對(duì)紙面烘烤3s，溫度＜80℃時(shí)，各組紙面無變化，為無效溫度；溫度升高至80～100℃時(shí)，C組圖像信息再現(xiàn)；100～20℃時(shí)，B組圖像信息再現(xiàn)；120～150℃時(shí)，A組圖像信息再現(xiàn)；各組圖像信息均以反像形式顯示，該溫度為理想的還原溫度。溫度＞200℃時(shí)，各組紙面信息消失，紙質(zhì)由棕色逐漸變?yōu)樽睾稚u趨焦糊，為過高溫度。 結(jié)論 熱敏圖像信息消褪后，采用熱敏圖像還原技術(shù)可使消褪的圖像信息還原再現(xiàn)。

熱敏圖像還原；熱敏型心電圖記錄紙；臨床應(yīng)用

目前，熱敏打印技術(shù)已在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用，臨床工作中，采用熱敏打印記錄的原本清晰的心電圖在經(jīng)過一段時(shí)間后，記錄的信息逐漸消退直至模糊不清[1]，不僅影響了病史資料完整和疾病的診治，也給醫(yī)療工作帶來潛在的風(fēng)險(xiǎn)和隱患。因此，如何還原已消退的熱敏圖像資料就顯得尤為重要。我們根據(jù)熱敏圖像的形成原理，采用自己發(fā)明的熱敏圖文還原儀，對(duì)已記錄應(yīng)用的熱敏紙資料整體均勻加熱，使原先未受熱顯影的部分重新受熱顯影發(fā)生顏色變化，而已消失的圖像不再發(fā)生顏色變化從而使圖像資料以反像形式清晰顯示。實(shí)驗(yàn)證明這樣做是完全可行的。從理論上來說，這相當(dāng)于延長了熱敏紙圖像資料壽命的一倍，而且可以在我們需要的任何時(shí)候進(jìn)行還原，該技術(shù)在實(shí)踐中取得了良好的應(yīng)用效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

隨機(jī)抽取2006年5月～2008年9月在我院留存的心電圖資料50例，其中三導(dǎo)聯(lián)心電圖資料10例，12導(dǎo)聯(lián)心電圖資料40例。所有樣本均在常溫下保存，保存條件：室溫16～28℃，相對(duì)濕度：20%～60%。

1.2 儀器

熱敏圖文還原儀；秒表。

1.3 方法

1.3.1 心電圖記錄資料保存時(shí)間 將資料按檔案上從保存開始到圖像信息消失的有效保存時(shí)間的長短分為A﹑B﹑C三組，分別觀察記錄保存過程中圖像信息消退所需時(shí)間，若圖像信息字跡淺淡消褪，但尚能辨認(rèn)，為信息保存有效時(shí)間。其中，保存有效時(shí)間＞49個(gè)月且＜69個(gè)月的為A組；保存有效時(shí)間＞29個(gè)月且＜45個(gè)月的為B組；保存有效時(shí)間＞12個(gè)月且＜24個(gè)月的為C組。

1.3.2 不同組別圖像還原顯色溫度測定 對(duì)A﹑B﹑C三組心電圖資料的圖紙各抽取其中一份樣本，對(duì)每一份樣本資料選取其中的極少一部分邊角，采用熱敏圖文還原儀進(jìn)行烘烤以紙質(zhì)變?yōu)樽厣珵榛鶞?zhǔn)，時(shí)間3s，溫度在80～200℃，以10℃為一遞增單位，觀察心電圖紙面顏色變化，如果其紙面顏色由白色逐漸變?yōu)樽厣?，即為該組紙質(zhì)的顯色溫度。

測試結(jié)果如下：A組的樣本顯色溫度為130℃；B組的樣本顯色溫度為100℃；C組的樣本顯色溫度為80℃。

了解了各組的顯色溫度后，將各組的顯色溫度設(shè)定為該組資料還原時(shí)所需要的還原溫度參考值。這樣可以避免各組資料在進(jìn)行還原時(shí)避免溫度過高或過低導(dǎo)致的還原失敗，確保各組還原資料在一定的溫度范圍內(nèi)保證圖像信息資料的還原成功。同時(shí)，通過各組的顯色溫度，分析顯色溫度與保存時(shí)間的相關(guān)性。

1.3.3 不同組別退色心電圖記錄資料還原溫度記錄 以上述測定的A﹑B﹑C三組資料的顯色溫度結(jié)果為基準(zhǔn)，分別對(duì)各組心電圖記錄資料圖像消褪辨認(rèn)不清或完全消失的心電圖采用熱敏圖文還原儀進(jìn)行烘烤，觀察各組紙面變化，若消失的心電圖圖像信息以反像的形式清晰柔和的還原再現(xiàn)，那么，此時(shí)溫度即為圖像還原溫度。心電圖圖像信息以反像的形式清晰的還原再現(xiàn)就是本研究中力途達(dá)到的實(shí)驗(yàn)效果。

1.3.4 心電圖記錄資料還原效果評(píng)價(jià) 采用主觀評(píng)價(jià)法中的成對(duì)比較法對(duì)被評(píng)價(jià)的樣本按加熱溫度的不同，由低到高順序進(jìn)行排列比較，以反像的形式還原再現(xiàn)圖像顏色細(xì)膩柔和清晰度高者為理想還原溫度；圖片無變化或顏色灰白且圖文信息不易辨認(rèn)為無效溫度；圖像變?yōu)樽睾稚酥两购隣?，圖像無法識(shí)別為過高溫度。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

同組別的圖像保存時(shí)間﹑圖像還原溫度比較，見表1。

表1 組別心電圖記錄資料保存時(shí)間、還原溫度比較

表1 組別心電圖記錄資料保存時(shí)間、還原溫度比較

組別 n 保存時(shí)間（月） 還原溫度（℃）A組 20 59.01±9.97 140.20±15.01 B組 20 37.23±8.01 110.32±12.18 C組 10 18.51±6.04 90.12±10.14 F 82.39 55.07 P ? ＜0.01 ＜0.01

三組比較，A組20例的圖像保存時(shí)間最長，為（9.00±9.97）個(gè)月；顯色溫度最高，為攝氏130℃；圖像還原溫度也最高，在（140.00±15.01）℃范圍內(nèi)。B組20例的圖像保存時(shí)間居中，為（37.00±8.00）個(gè)月；顯色溫度居中，為攝氏100℃；圖像還原溫度也居中，在（110.00±12.18）℃范圍內(nèi)。而C組10例的圖像保存時(shí)間最短，為（18.00±6.04）個(gè)月，其顯色溫度最低，為攝氏80℃；圖像還原溫度也最低，在（90.00±10.14）℃范圍內(nèi)。通過比較可以看出，圖像保存時(shí)間的長短與顯色溫度的高低有關(guān)，顯色溫度高的，保存時(shí)間長。

組間比較，對(duì)紙面烘烤3s，溫度＜80℃時(shí)，各組紙面無變化，為無效溫度；溫度升高至80～100℃時(shí)，C組圖像信息再現(xiàn)；溫度升高至100～120℃時(shí)，B組圖像信息再現(xiàn)；溫度升高至120～150℃時(shí)，A組圖像信息再現(xiàn)；各組圖像信息均以反像形式顯示，該溫度為理想的還原溫度。溫度＞200℃時(shí)，各組紙面信息消失，紙質(zhì)由棕色逐漸變?yōu)樽睾稚u趨焦糊，為過高溫度。

3 討論

心電圖以無創(chuàng)﹑簡便﹑準(zhǔn)確性高﹑重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)成為臨床醫(yī)師診斷﹑治療和預(yù)防疾病必不可少的重要檢查工具，同時(shí)，心電圖資料是重要的醫(yī)學(xué)資料，在患者的診斷﹑臨床教學(xué)及科研工作中不可或缺。然而，在臨床工作中我們發(fā)現(xiàn)，熱敏心電圖圖像信息在放置一定時(shí)間后（短者幾個(gè)月，長者數(shù)年）會(huì)自然消褪，這使我們痛失許多寶貴的資料，影響疾病的診治[2]。比如，患有陳舊性心肌梗死的患者，若本次心電圖檢查提示既往發(fā)生心梗的部位ST段出現(xiàn)弓背形抬高，是發(fā)生了再梗死還是室壁瘤所致？這時(shí)如果有以往的心電圖資料作對(duì)照則診斷不難。但是，如果出具的心電圖圖像信息消退，則會(huì)給疾病診斷帶來不便。

心電圖圖像信息消褪，是由心電圖機(jī)所用的熱敏打印機(jī)打印的心電圖紙為熱敏型心電圖紙所致。由于熱敏打印機(jī)具備體積小﹑重量輕﹑可靠性高﹑打印字符清晰﹑噪聲小﹑走紙均勻等特點(diǎn)，因此成為心電圖機(jī)打印的首選[3]。研究發(fā)現(xiàn)，臨床常用的心電圖記錄紙多屬熱敏型紙質(zhì)，熱敏型紙質(zhì)之所以會(huì)出現(xiàn)圖像信息消褪現(xiàn)象，是由它自身的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)所決定的；同時(shí)，熱敏紙質(zhì)量的優(yōu)劣也是決定圖像信息消褪快慢的重要因素。熱敏型心電圖記錄紙其結(jié)構(gòu)一般分為三層，最底層為紙基，第二層為熱敏涂層，第三層為保護(hù)層。在受熱條件下，熱敏涂層中的成分會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而顯色[4]。在這一過程中，打印紙局部感熱的部位變色，不感熱的部位不變色，從而形成了心電圖圖像資料信息[5]。但是，隨著時(shí)間的推移，熱敏心電圖記錄紙上生成的圖像信息會(huì)自然消褪。但是，直至目前，其中發(fā)生的一系列化學(xué)變化機(jī)理尚不太清楚，一般認(rèn)為是其有色產(chǎn)物會(huì)不同程度地自行分解，字跡顏色慢慢褪色，直至完全消失之故[6]。

研究發(fā)現(xiàn)，不同型號(hào)的熱敏心電圖紙信息消退時(shí)間各不相同，短者幾個(gè)月，長者達(dá)5年以上。究其原因，一是環(huán)境因素所致，如資料放置時(shí)間長，光照時(shí)間長，環(huán)境潮濕均會(huì)加速有色產(chǎn)物的分解，使圖文信息消退加快。其二，熱敏紙涂層不均勻，化學(xué)配方不合理，保護(hù)涂層不均勻等也會(huì)影響圖文信息保存時(shí)間。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)，不同型號(hào)的熱敏心電圖記錄紙加熱時(shí)顯色溫度各不相同，顯色溫度越高，圖文資料保存時(shí)間越長，反之則越短。根據(jù)這一現(xiàn)象可以鑒別熱敏紙質(zhì)量的優(yōu)劣。另一方面通過顯色溫度的高低，可以預(yù)測心電圖資料保存時(shí)間，指導(dǎo)臨床檔案資料的保管與處理。

根據(jù)熱敏圖紙生成圖像原理及圖像消褪現(xiàn)象我們?cè)O(shè)想在褪色的熱敏心電圖資料上，利用加熱使熱敏紙圖層發(fā)生顏色變化的原理，將已經(jīng)消失褪色的心電圖資料再次加熱，使原來未被加熱顯色的部位顯色，而原來顯色的部位不變色，從而形成黑底白字的現(xiàn)象，這樣消褪的圖像資料就以反像的形式顯示出來。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)烘烤3s，溫度＜80℃時(shí)，紙面沒有發(fā)生變化；當(dāng)溫度在80～150℃時(shí)，圖像信息以反像形式清晰再現(xiàn)，溫度至200℃時(shí)，紙面逐漸變?yōu)樽睾稚酥两购?，字跡顯示不清，視為過高溫度。可見溫度的控制是圖像信息還原技術(shù)的關(guān)鍵之所在。

目前，技術(shù)已在臨床推廣應(yīng)用，效果可靠，可操作性強(qiáng)，解決了臨床心電圖診斷工作中的難題，具有較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。 由此而研制出的熱敏圖文還原儀已獲得了實(shí)用新型專利和國家發(fā)明專利實(shí)用新型專利號(hào)：ZL 2007 2 0157723. 8[7]。發(fā)明專利號(hào)：ZL 2007 1 0114668.9[8]。

[1] 盧喜烈.心電圖診斷解讀[M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2002：11.

[2] 趙緒幸，侯愛華，梁鵬，等.中國醫(yī)學(xué)創(chuàng)新[J]，2010，28（7）：124.

[3] 劉建超，王進(jìn)亮，白靜.心電圖機(jī)熱敏打印系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].北京生物醫(yī)學(xué)工程，2008，27（2）：162-163

[4] 趙秀萍.特種印刷技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社2006：190-191.

[5] 甘心照.常用醫(yī)療診斷電子儀器[M].南京：南京大學(xué)出版社，1990：34．

[6] 于超.基于熱敏打印機(jī)的心電圖性快速打印方法的研究及應(yīng)用實(shí)例[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2004，21（9）21-23.

[7] 牟建民，趙緒幸.實(shí)用新型專利：熱敏圖文還原儀[P]國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局.專利號(hào)：ZL 200720157723.8，2008，9

[8] 牟建民，趙緒幸.發(fā)明專利：熱敏圖文還原儀[P].國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局.專利號(hào)：ZL 200710114668.9.

Invention of reduction technology after thermal images fading and its application research on imaging medicine

MOU Jianmin
Laigang Hospital Affiliated to Taishan Medical University,Laiwu 271126,China

Objective To research on reduction technology after Thermal images fading and explore the clinical application value of this technology by showing the image information that had faded again with self-invented thermal graphic reduction apparatus. Methods The data was divided to Group A,B and C according to the effective save time from start saving to image information fading of thermal electrocardiogram record data,and reduction temperature of recovering the data were set based on color development temperature after testing the color development temperature of all groups.The image reduction effect was evaluated. Results By comparison,Group A had longest preservation time,highest color development temperature and image reduction temperature.Group C had shortest preservation time,lowest color development temperature and image reduction temperature.The image preservation time had a positive correlation with color development temperature.By comparison of two groups,there were no changes of paper after torrefying for 3 seconds and the temperature over 80℃ .The image of Group C was reappeared when the temperature was increased to 80℃ to 100℃.The image of Group C was reappeared when the temperature was increased to 80℃ to 100℃.The image of Group B was reappeared when the temperature was increased to 120℃ to 150℃.The image information of all groups was showed reversely,and the temperature was ideal reduction temperature.The image information disappeared when the temperature was over 200℃,and the color of paper was gradually changed from brown to sepia,which was overtop temperature. Conclusion Thermal images reduction technology can reproduce the image information after the fading of thermal images.

Thermal image restoration;Thermal type electrocardiogram recording paper;Clinical application

R445

B

2095-0616（2015）16-210-03

2015-05-11）