熱成像技術(shù)在皮膚損傷患者創(chuàng)面評(píng)估中的應(yīng)用

仲駿,薛燕

(復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院 護(hù)理部,上海 200032)

各類(lèi)急慢性創(chuàng)傷,如燒傷、壓力性損傷、糖尿病潰瘍等都會(huì)對(duì)患者造成嚴(yán)重的身體傷害和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1-2],如何提高創(chuàng)面愈合水平一直是臨床關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。準(zhǔn)確評(píng)估創(chuàng)面狀態(tài),正確區(qū)分創(chuàng)面類(lèi)型,有助于醫(yī)務(wù)人員明確創(chuàng)面愈合潛力、選擇合適護(hù)理產(chǎn)品、指導(dǎo)進(jìn)一步治療干預(yù)。溫度評(píng)估是創(chuàng)面評(píng)估的重要部分,其結(jié)果能夠反應(yīng)創(chuàng)面血管灌注情況、炎性反應(yīng)以及肌肉活動(dòng)情況,但目前臨床主要由評(píng)估者直接觸摸創(chuàng)面或周?chē)つw,主觀感受皮膚溫度,其準(zhǔn)確性受評(píng)估者自身專(zhuān)業(yè)水平的影響。熱成像技術(shù)是一種無(wú)創(chuàng)的測(cè)溫技術(shù),能夠根據(jù)不同部位之間的皮膚溫度差異來(lái)指示或估計(jì)局部血流狀態(tài)并提供客觀溫度數(shù)據(jù),國(guó)外文獻(xiàn)[3-5]報(bào)道熱成像技術(shù)已被運(yùn)用于多種急慢性創(chuàng)面的評(píng)估。本文就熱成像技術(shù)在各類(lèi)皮膚損傷患者創(chuàng)面評(píng)估的臨床應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 熱成像技術(shù)評(píng)估皮膚損傷的原理

所有高于絕對(duì)零度(-273℃)的物體都會(huì)發(fā)出紅外輻射并可以通過(guò)熱成像儀測(cè)量。皮膚是控制溫度的功能性器官,局部皮膚溫度升高表明血液灌注或血管化增強(qiáng),可反映代謝活動(dòng)或炎癥的變化,而肌肉活動(dòng)減少或灌注不良可能導(dǎo)致皮膚表面溫度減低[6]。熱成像儀的工作原理是使用光電設(shè)備來(lái)測(cè)量輻射,并在輻射和表面溫度之間建立相互聯(lián)系,即將紅外熱輻射轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào),然后經(jīng)過(guò)放大和視頻處理,形成可供肉眼觀察的視頻圖像[7-8]。熱成像儀不與被測(cè)物體接觸便可檢測(cè)出紅外波長(zhǎng)頻譜中的熱圖案。據(jù)此,通過(guò)熱成像儀可以直接測(cè)得損傷后皮膚表面的溫度值,進(jìn)而評(píng)估損傷部位皮膚血管生成、炎性滲出以及其他特征。此外,由于人體皮膚發(fā)射紅外輻射的方式類(lèi)似于一個(gè)近乎完美的黑體,皮膚吸收幾乎所有的入射熱輻射,但卻幾乎不反射,因此皮膚表面紅外熱成像(skin surface infrared thermography,SSIT)特別適合于溫度測(cè)量[9-10]。

2 熱成像技術(shù)的臨床應(yīng)用

2.1 壓力性損傷 壓力性損傷(pressure injury, PI)是指由于壓力或壓力聯(lián)合剪切力導(dǎo)致的皮膚和/或皮下組織的局部損傷,也可能與醫(yī)療設(shè)備或其他物體損傷有關(guān),通常發(fā)生在骨隆突處[11]。目前在壓力性損傷護(hù)理過(guò)程中,評(píng)估高危患者壓力性損傷發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)以及已發(fā)生壓力性損傷患者創(chuàng)面愈合潛力仍然是難點(diǎn)[12-14]。對(duì)壓力性損傷的研究有,Bilska等[15]在一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究中采用不同方法護(hù)理Ⅲ期和Ⅳ期壓力性損傷,并使用熱成像儀評(píng)估早期創(chuàng)面愈合情況,干預(yù)組給予壓力性損傷敷料和激光治療,對(duì)照組僅給予敷料治療,分別在治療開(kāi)始、治療后2周、治療后4周進(jìn)行熱成像評(píng)估,結(jié)果發(fā)現(xiàn),愈合良好的創(chuàng)面早期高溫段的區(qū)域比例較高,該研究提示局部溫度升高可能是壓力性損傷創(chuàng)面早期愈合的征象。Cai等[16]在一項(xiàng)研究中比較了使用熱成像儀和Braden量表預(yù)測(cè)壓力性損傷發(fā)生的效果,該研究對(duì)成人重癥監(jiān)護(hù)病房415例患者進(jìn)行了為期10 d的皮膚表面溫度監(jiān)測(cè),同時(shí)采用Braden風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估量表評(píng)估壓力性損傷風(fēng)險(xiǎn),結(jié)果顯示,患者尾骶部相對(duì)溫度(尾骶部與周?chē)つw溫度差值)與壓力性損傷風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān),且受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve,ROC)下面積(area under the curve,AUC)高于使用Braden量表(AUC:0.83vs0.70)。Koerner等[17]在一項(xiàng)研究中使用紅外熱成像儀對(duì)重癥監(jiān)護(hù)病房患者進(jìn)行深部組織壓力性損傷(deep-tissue pressure injury,DTPI)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的評(píng)估,并根據(jù)測(cè)溫結(jié)果開(kāi)展干預(yù)措施,研究發(fā)現(xiàn),將早期的熱成像異常結(jié)果與DTPI預(yù)防措施相結(jié)合,可以顯著降低皮膚損傷發(fā)生率。Aloweni等[18]在一項(xiàng)橫斷面研究中納入了Ⅰ期壓力性損傷或懷疑DTPI但皮膚完整的患者以及皮膚完好的住院患者,在壓力性損傷發(fā)生的24h內(nèi),采用紅外熱像儀監(jiān)測(cè)皮膚溫度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)皮膚損傷組患者損傷部位皮膚溫度(31.14±1.54)℃高于周?chē)つw表面溫度(28.93±3.47)℃,而皮膚完好組骶尾部和周?chē)つw溫度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,該研究指出,采用床旁熱成像技術(shù)測(cè)量皮膚溫度,有助于臨床對(duì)Ⅰ至Ⅲ期壓力性損傷患者的診斷,但對(duì)于Ⅳ期損傷患者則需要其他的方法輔助評(píng)估。以上研究表明,利用紅外熱成像技術(shù)能夠區(qū)分壓力性損傷和正常皮膚,并在一定程度上指導(dǎo)護(hù)士給與預(yù)防性的皮膚護(hù)理措施。由于壓力性損傷的發(fā)生和進(jìn)展受到許多因素影響,單純依靠皮膚測(cè)溫結(jié)果尚無(wú)法對(duì)壓力性損傷的發(fā)生和預(yù)后進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè),但今后可嘗試將創(chuàng)面溫度與各類(lèi)評(píng)估量表結(jié)合,以提高評(píng)估的準(zhǔn)確性。

2.2 燒傷 近年來(lái),熱成像技術(shù)在燒傷患者創(chuàng)面管理中廣泛應(yīng)用,尤其可精準(zhǔn)評(píng)估燒傷創(chuàng)面的深度。燒傷后由于不同深度的皮膚組織具有不同的自愈能力以及繼續(xù)惡化的風(fēng)險(xiǎn),早期創(chuàng)面深度評(píng)估對(duì)燒傷的分類(lèi)和后續(xù)正確實(shí)施干預(yù)措施至關(guān)重要[19]。Singer等[20]在一項(xiàng)研究中利用紅外熱成像技術(shù)早期鑒別燒傷創(chuàng)面的深度,該研究納入了39例燒傷患者,并在燒傷后48 h監(jiān)測(cè)患者皮膚表面溫度,研究者將“深度燒傷”定義為組織鏡檢下全層皮膚損傷或21 d創(chuàng)面仍不愈合。結(jié)果發(fā)現(xiàn),燒傷后48 h,非深度燒傷創(chuàng)面的平均溫度從(30.6±2.7)℃增加到(32.1±3.0)℃,深度燒傷創(chuàng)面的平均溫度從(32.3±2.0)℃降至(30.8±1.3)℃。用創(chuàng)面溫度變化判斷燒傷深度,準(zhǔn)確性明顯高于臨床主觀評(píng)估(AUC:87.2%vs54.1%)。該研究提示,使用熱成像預(yù)測(cè)燒傷創(chuàng)面的深度比醫(yī)護(hù)人員的主觀評(píng)估更精確,還可準(zhǔn)確評(píng)估手術(shù)時(shí)機(jī),并減少不必要的手術(shù)。Hardwicke 等[21]在一項(xiàng)研究中納入了11例燒傷患者,記錄患者皮膚熱成像的圖像信息。這些圖像集中拍攝于燒傷后的42 h至5 d之間,與完整皮膚相比,全層燒傷和深部燒傷患者的創(chuàng)面皮膚溫度顯著降低,而淺度燒傷的皮膚溫度與完整皮膚相比則無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。其中,全層燒傷比正常皮膚溫度低2.38℃;深度燒傷比正常皮膚溫度低1.28℃;淺度燒傷的創(chuàng)面溫度僅比正常皮膚溫度低0.18℃,該研究也證實(shí)了通過(guò)熱成像可以鑒別燒傷深度。Klama-Baryla等[22]采用熱成像技術(shù)對(duì)21例燒傷患者早期創(chuàng)面及自體移植物的再生情況進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果顯示,由熱成像評(píng)估的燒傷程度與外科醫(yī)生識(shí)別的燒傷程度結(jié)果存在顯著差異,熱成像評(píng)估結(jié)果更加精確。該研究還發(fā)現(xiàn),在皮瓣移植后,愈合良好的皮膚存在暫時(shí)性溫度升高,范圍為(1.21～3.1)℃,并經(jīng)過(guò)CT血管造影證實(shí),溫度升高是由于毛細(xì)血管生成,而隨著瘢痕組織的不斷生長(zhǎng),表面溫度逐漸下降。還有研究在收集大量的熱成像監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)模型構(gòu)建,客觀、定量的評(píng)估創(chuàng)面是否會(huì)在3周內(nèi)自愈,以及是否需要手術(shù)治療,為臨床干預(yù)提供了指導(dǎo)[23]。

創(chuàng)面外觀、毛細(xì)血管再充盈以及燒傷創(chuàng)面對(duì)觸摸和針刺的敏感性是最常用的主觀評(píng)估燒傷深度的方法,但據(jù)估計(jì),其臨床評(píng)估的準(zhǔn)確率僅為64%～76%[24]。組織學(xué)分析是目前創(chuàng)面評(píng)估的金標(biāo)準(zhǔn),但其評(píng)估范圍有限,且侵入性的活檢會(huì)增加患者痛苦,甚至在某些情況下可能會(huì)導(dǎo)致額外的創(chuàng)傷并加重疤痕[7,25]。燒傷會(huì)對(duì)皮膚造成血管損傷,出現(xiàn)皮膚血液灌注下降,皮膚表面溫度異常,上述研究均表明,通過(guò)紅外成像儀測(cè)量燒傷創(chuàng)面的溫度變化可以精準(zhǔn)評(píng)估燒傷的深度。但要注意若創(chuàng)面結(jié)痂則無(wú)法通過(guò)熱成像技術(shù)準(zhǔn)確記錄痂下組織實(shí)際溫度。

2.3 輻射相關(guān)皮膚損傷 造成輻射相關(guān)皮膚損傷(radiation skin injury,RSI)的主要原因有核輻射事故、腫瘤放療和職業(yè)照射[26-28]。尤其在腫瘤放療患者中,RSI的發(fā)生率逐年升高。據(jù)統(tǒng)計(jì),有近85%～95%的腫瘤患者因放療而出現(xiàn)不同程度的皮膚損傷[28]。由放化療導(dǎo)致的黏膜炎在組織學(xué)上是一種強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng),且不同的患者在相同治療方案下可能出現(xiàn)不同程度皮膚黏膜的損傷。由于缺乏有效的早期創(chuàng)面評(píng)估手段,部分患者只有在發(fā)生嚴(yán)重的黏膜損傷時(shí)才引起重視,此時(shí)只能提供支持干預(yù)甚至被迫中斷放療方案[29-30]。目前,通過(guò)熱成像技術(shù)可以在發(fā)生嚴(yán)重輻射相關(guān)皮膚損傷早期識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)人群。Cohen等[31]開(kāi)展了一項(xiàng)觀察性研究,目的是驗(yàn)證發(fā)生嚴(yán)重皮膚黏膜損傷的患者是否在放療早期就表現(xiàn)出黏膜表面溫度的變化,該研究共納入了34例采用相同的放化療方案治療的口咽癌患者,使用熱成像儀在化療前和化療后的每周測(cè)量口腔黏膜表面溫度,結(jié)果發(fā)現(xiàn)早期黏膜溫度升高與黏膜炎嚴(yán)重度分級(jí)呈正相關(guān),該研究提示,熱成像能夠早期檢測(cè)到皮膚表面溫度微小變化,且與放化療患者的黏膜炎的進(jìn)展有關(guān)。Zhu等[32]在一項(xiàng)研究中納入了41例單側(cè)乳腺癌切除術(shù)術(shù)后放療的患者,每周對(duì)雙側(cè)鎖骨上測(cè)溫區(qū)域的四個(gè)測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行紅外熱成像測(cè)溫,比較兩側(cè)平均溫度和最高溫度的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與基線相比,放療期間觀測(cè)部位的皮膚平均溫度和最高溫度均隨著治療時(shí)間的增加不斷升高,放療第2周的皮膚最高溫度和溫度變化值與后期皮炎嚴(yán)重程度呈顯著正相關(guān),研究提示放療期間通過(guò)熱成像技術(shù)隨訪皮膚溫度可客觀評(píng)價(jià)并預(yù)測(cè)輻射相關(guān)皮膚損傷的嚴(yán)重程度。上述研究提示,熱成像技術(shù)在輻射相關(guān)皮膚損傷預(yù)測(cè)和評(píng)估中的具有特定優(yōu)勢(shì),建議在今后護(hù)理工作中,將皮膚溫度監(jiān)測(cè)納入放化療患者皮膚損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系中,以早期識(shí)別高危人群并開(kāi)展早期干預(yù)。

2.4 其他皮膚損傷 除上述研究外,熱成像技術(shù)還在其他類(lèi)型皮膚損傷評(píng)估中有所應(yīng)用。Siah等[33]人使用紅外熱成像技術(shù)對(duì)60例造口閉合術(shù)患者的創(chuàng)面進(jìn)行評(píng)估,研究發(fā)現(xiàn),所有患者創(chuàng)面表面溫度在術(shù)后的1～4 d均上升,但發(fā)生創(chuàng)面感染的患者,表面溫度顯著低于非感染的患者。該研究提示,早期皮膚表面溫度偏低是患者創(chuàng)面感染的早期征象,分析是由于創(chuàng)面滲出增加和毛細(xì)血管生成不良。凍傷是一種以皮膚和皮下組織凍結(jié)為特征的疾病,導(dǎo)致周?chē)⒀芟到y(tǒng)的損傷,早期診斷和治療對(duì)患者預(yù)后十分重要。Jones等[34]利用便攜式紅外熱成像儀,在溫度可控的模擬高海拔環(huán)境中測(cè)量了暴露于常壓缺氧狀態(tài)時(shí)手部表面溫度的變化。該研究在一系列預(yù)定的缺氧水平下,評(píng)估了10名健康男性的左手和右手四個(gè)解剖位置的皮膚表面溫度,熱成像分析顯示,隨著吸入氧濃度的降低,手部解剖區(qū)域的周邊溫度整體下降。該研究提示,便攜式紅外熱像儀可以用于檢測(cè)暴露于常壓缺氧環(huán)境下外周體表溫度的降低。局限性硬皮病(localized scleroderma,LoS)是一種以局限性皮膚及皮下組織纖維化為特征的疾病,臨床上常用局限性硬皮病皮膚評(píng)估工具(localized scleroderma cutaneous assessment tool,LoSCAT)評(píng)估LoS的疾病分期。Ranosz-Janicka等[35]在一項(xiàng)研究中評(píng)價(jià)了LoSCAT評(píng)分與紅外熱成像的評(píng)估LoS病變嚴(yán)重程度之間的相關(guān)性,2名檢查者獨(dú)立使用LoSCAT量表和熱成像儀檢查局限性硬皮病變,在紅斑、皮膚厚度、真皮萎縮和皮下萎縮得分最高的病灶處使用熱成像儀測(cè)量皮膚平均溫度(average temperature,Tavg),同時(shí)測(cè)量對(duì)側(cè)健康皮膚溫度,并計(jì)算Tavg的差異(ΔTavg)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)熱成像檢測(cè)皮膚炎癥的敏感度和特異度分別為80.7%和86.3%,且ΔTavg與紅斑、皮膚萎縮的評(píng)分呈顯著正相關(guān)。目前,熱成像技術(shù)在其他皮膚損傷護(hù)理中的應(yīng)用報(bào)道較少,應(yīng)用場(chǎng)景主要應(yīng)用集中在評(píng)估是否發(fā)生損傷以及損傷嚴(yán)重程度。較傳統(tǒng)的評(píng)估方法,熱成像技術(shù)能夠提高評(píng)估的準(zhǔn)確性,但目前還缺乏通過(guò)熱成像結(jié)果直接指導(dǎo)皮膚損傷護(hù)理實(shí)踐的報(bào)道。

3 小結(jié)

熱成像技術(shù)能夠以客觀、無(wú)創(chuàng)的方式,快速評(píng)估創(chuàng)面的嚴(yán)重程度、愈合潛力以及干預(yù)措施的有效性,并且由于光學(xué)分析提供了視覺(jué)和觸覺(jué)評(píng)估無(wú)法檢測(cè)到的結(jié)構(gòu)、功能及血流動(dòng)力學(xué)信息,進(jìn)而提高了評(píng)估的準(zhǔn)確性[7]。目前,熱成像技術(shù)在皮膚護(hù)理領(lǐng)域有了較好的發(fā)展,尤其是燒傷和輻射相關(guān)皮膚損傷方面,能夠?yàn)榕R床干預(yù)提供客觀依據(jù)。但由于目前熱成像儀測(cè)溫操作缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于成像的質(zhì)量、成像范圍、儀器性能、不同部位測(cè)溫點(diǎn)的選擇,不同研究間存在較大差異,也無(wú)法評(píng)價(jià)是否已消除影響測(cè)溫結(jié)果的各種因素。在未來(lái)發(fā)展方面,通過(guò)連續(xù)溫度測(cè)量可以進(jìn)一步提升評(píng)估準(zhǔn)確性,對(duì)于大量的熱成像圖像,則可通過(guò)人工智能技術(shù)進(jìn)一步分析,且部分熱成像儀器也已經(jīng)具備視頻分析功能,在評(píng)估局部皮膚血管反應(yīng)性等方面將發(fā)揮更大的作用。此外,應(yīng)建立不同創(chuàng)面熱成像評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)化流程,并進(jìn)一步開(kāi)展相關(guān)研究,將熱成像技術(shù)與現(xiàn)有皮膚評(píng)估工具結(jié)合,進(jìn)一步提升創(chuàng)面評(píng)估的準(zhǔn)確性。