光譜成像技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用SpectrAPP高光譜成像技術(shù)監(jiān)測傷口愈合過程

  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?不同的臨床護理方式，所以傷口的嚴重程度及愈合活力的評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，而沒有細胞密度、活力或壞死的信息，采樣操作也會導(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態(tài)變化，為無損監(jiān)測并治療各類傷口提供幫助。
  德國波恩大學(xué)的研究學(xué)者Mirwaes 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，對愈合過程中各階段細胞數(shù)量與高光譜反射率的相關(guān)性進行了深入研究。研究人員在傷口模型上設(shè)置對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）的三組進行培養(yǎng)，并在培養(yǎng)的0/5/10天進行傷口愈合評估。
 
  在分析光譜成像數(shù)據(jù)時，研究人員用無監(jiān)督分類方法（XHC）將目標傷口的光譜曲線分為7個聚類，每類分別代表傷口愈合的不同階段。深藍色區(qū)域位于傷口嚴重的區(qū)域，光譜反射弱。傷口愈合過程中由于成纖維細胞數(shù)量增加，深藍色面積會逐漸減小，其他區(qū)域的占比會逐漸增大。結(jié)果顯示，三個條件下培養(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)檢測到深藍色聚類，這也與實際情況相符，AWF和CWF的存在阻滯了傷口的正常愈合。除光譜數(shù)據(jù)外，該實驗還進行蘇木精-伊紅染色法（HE染色法）對目標組織的細胞數(shù)量進行評估驗證。上圖直觀顯示了對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應(yīng)圖，揭示了傷口愈合過程中的高光譜聚類結(jié)果與細胞數(shù)量的顯著相關(guān)性。
 

  高光譜成像技術(shù)*的無損性、空間性和信息豐富等特點，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)測領(lǐng)域都有巨大應(yīng)用潛力。

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