光譜成像技術創新應用SpectrAPP高光譜成像技術監測傷口愈合過程

  傷口愈合過程是各種組織的再生共同作用的結果。創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（如創傷或慢性疾病）造成的傷口需要*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。
  傳統的活體組織檢查分析雖然可以使診斷結果更加準確，但是活檢的組織學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，采樣操作也會導致額外的局部組織損傷。而高光譜成像技術可以無接觸地獲取生物組織的光譜和空間數據，以此來反應傷口愈合過程中的動態變化，為無損監測并治療各類傷口提供幫助。
  德國波恩大學的研究學者Mirwaes Wahabzada等人創建了體外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量與高光譜反射率的相關性進行了深入研究。研究人員在傷口模型上設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，并在培養的0/5/10天進行傷口愈合評估。
 
  在分析光譜成像數據時，研究人員用無監督分類方法（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。深藍色區域位于傷口嚴重的區域，光譜反射弱。傷口愈合過程中由于成纖維細胞數量增加，深藍色面積會逐漸減小，其他區域的占比會逐漸增大。結果顯示，三個條件下培養的傷口模型中，在AWF或CWF存在下培養的傷口模型中，連續檢測到深藍色聚類，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。除光譜數據外，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圖，揭示了傷口愈合過程中的高光譜聚類結果與細胞數量的顯著相關性。
 

  高光譜成像技術*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，在醫學診斷和臨床監測領域都有巨大應用潛力。

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