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烧烫伤是一种常见的皮外伤,发生率很高。当前,热、电、化学、放射、机械、交通运输等给人们带来方便的同时,也会造成多种机体损伤。近年来,国内外烧伤外科的基础研究和临床治疗发展迅速,许多检测治疗方法手段已经相当成熟。而且,随着检测技术的创新,具有操作简便、实用经济的仪器设备将更加丰富多样。这些现代化的技术促进了对创面深度评估的准确性。借助于这些技术的发展和研究结果,临床医生能够为病人确定最佳的治疗和护理方案。
本论文综述了国内外研究学者对各种动物模型烫伤深度评估的手段和方法,并且简单地描述光学相干层析成像(OCT)和可见近红外反射光谱(VNIRS)两种技术的发展情况。根据光学相干层析成像技术测量深度和反射光谱技术测量反射强度分布和色坐标的能力,我们对小鼠烫伤模型进行检测和评估。
在相同的时间间隔不同温度和同温度不同时间间隔条件下,分别从皮肤的厚度、皮下组织拟合吸收系数、500-650nm范围光谱一次微商分布、545和575nm特征峰强度构建的斜率、以及颜色坐标值的变化等因素就热作用对皮肤和皮下组织的影响进行评价。
在热作用20s,从60至95℃间隔5℃,皮肤的厚度近乎线性增加;皮下肌肉组织的拟合吸收系数和斜率以V字型变化,在85℃时,处在最低处;光谱一次微商在65~85℃出现很好的分辨能力,80℃之后这种能力逐渐减弱;色坐标值中,红色数值在60~85℃和90~95℃两个温度之间急剧减小,绿色数值一直缓慢减小,而蓝色数值增加。
在温度为90℃,作用时间10~40s,间隔为10s,皮肤的厚度略微减小;拟合吸收系数在热作用少于20s时间内数值较大,在30s后数值较小;构造的斜率变化很小;色坐标值在作用时时间超过20s,相对稳定。在90℃,热作用的时间从10至40s间隔10s,以上各个因素主要发生在作用时间为10s,超过这个时间,变化相对很小。这些变化能够反映出皮肤和皮下组织在热作用下,凝固带和水肿瘀滞带的形成和发展。
将实验结果与Jackson提出的烧伤组织病理学损伤模型进行对照,这种方法能够对烧烫伤创面深度等级提供准确评估具有临床的指导意义。这两种技术结合在一起,能够为临床提供一种实时的、低耗费的、非侵入的在体的烫伤检测的新的光学活检手段。
另外,我们采用光学相干层析成像技术(OCT)研究在体的由水合作用引起的指甲微观结构的变化。在不同指甲板的位置,沿其横截面扫描的OCT图像展示了指甲形态生长的不同部位,并揭示了从甲根部的基细胞角质化形成指甲板的机制。同时,这种扫描图像技术应用到评估水合作用随时间对在体和离体指甲三层结构的影响。运用数字千分尺对比OCT技术研究了指甲的三层结构,背侧层和腹侧层的厚度基本相似,而中间层的厚度相对比较大。经过水合作用,指甲的总体的厚度成拟合的指数增加。在大约12分钟,指甲出现饱和状态,指甲整体厚度增加了17.4%。而三层结构对甲板厚度的变化的贡献是不同的。相比中间层增厚了14.2%,背侧层和腹侧层分别增加了22.9%,28.2%。同样地,运用OCT对在体指甲受到水合作用的影响作了研究,测量到甲板厚度增加了14.8%,与离体的测量结果相一致。同时,甲板的折射率随着浸润时间的变化也能够采用这种方法予以评估。OCT技术能够清晰地反映指甲的结构变化,为现代中医临床甲诊提供了一种极具有潜力的客观的诊断标准工具。