光譜成像技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用SpectrAPP高光譜成像技術(shù)監(jiān)測(cè)傷口愈合過程
瀏覽次數(shù):2132 發(fā)布日期:2021-2-1
來源:易科泰
傷口愈合過程是各種組織的再生共同作用的結(jié)果。創(chuàng)傷愈合的基本過程為:急性炎癥期→細(xì)胞增生期→瘢痕形成期→表皮及其它組織再生。治療不同原因(如創(chuàng)傷或慢性疾。┰斐傻膫谛枰耆煌呐R床護(hù)理方式,所以傷口的嚴(yán)重程度及愈合活力的評(píng)估是確定治療方法的先決條件。
傳統(tǒng)的活體組織檢查分析雖然可以使診斷結(jié)果更加準(zhǔn)確,但是活檢的組織學(xué)分析通常只顯示出非特異性炎癥,而沒有細(xì)胞密度、活力或壞死的信息,采樣操作也會(huì)導(dǎo)致額外的局部組織損傷。而高光譜成像技術(shù)可以無接觸地獲取生物組織的光譜和空間數(shù)據(jù),以此來反應(yīng)傷口愈合過程中的動(dòng)態(tài)變化,為無損監(jiān)測(cè)并治療各類傷口提供幫助。
德國波恩大學(xué)的研究學(xué)者M(jìn)irwaes Wahabzada等人創(chuàng)建了體外3D傷口模型,并利用Specim PFD V10E(400-1000nm)高光譜推掃成像相機(jī),對(duì)愈合過程中各階段細(xì)胞數(shù)量與高光譜反射率的相關(guān)性進(jìn)行了深入研究。研究人員在傷口模型上設(shè)置對(duì)照組和分別添加褥瘡潰瘍急性傷口滲出液(AWF)、慢性傷口滲出液(CWF)的三組進(jìn)行培養(yǎng),并在培養(yǎng)的0/5/10天進(jìn)行傷口愈合評(píng)估。
在分析光譜成像數(shù)據(jù)時(shí),研究人員用無監(jiān)督分類方法(XHC)將目標(biāo)傷口的光譜曲線分為7個(gè)聚類,每類分別代表傷口愈合的不同階段。深藍(lán)色區(qū)域位于傷口最嚴(yán)重的區(qū)域,光譜反射最弱。傷口愈合過程中由于成纖維細(xì)胞數(shù)量增加,深藍(lán)色面積會(huì)逐漸減小,其他區(qū)域的占比會(huì)逐漸增大。結(jié)果顯示,三個(gè)條件下培養(yǎng)的傷口模型中,在AWF或CWF存在下培養(yǎng)的傷口模型中,連續(xù)檢測(cè)到深藍(lán)色聚類,這也與實(shí)際情況相符,AWF和CWF的存在阻滯了傷口的正常愈合。除光譜數(shù)據(jù)外,該實(shí)驗(yàn)還進(jìn)行蘇木精-伊紅染色法(HE染色法)對(duì)目標(biāo)組織的細(xì)胞數(shù)量進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)證。上圖直觀顯示了對(duì)照組傷口愈合過程中0/5/10天的HE染色切片的顯微觀察圖與高光譜聚類分析圖的對(duì)應(yīng)圖,揭示了傷口愈合過程中的高光譜聚類結(jié)果與細(xì)胞數(shù)量的顯著相關(guān)性。
高光譜成像技術(shù)獨(dú)特的無損性、空間性和信息豐富等特點(diǎn),或可以成為侵入性組織采樣和分析的替代方法,在醫(yī)學(xué)診斷和臨床監(jiān)測(cè)領(lǐng)域都有巨大應(yīng)用潛力。
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