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[转载]【好文荐读】OCT技术在慢性伤口愈合中的方法与应用:从结构成像到功能评估

已有 238 次阅读 2026-9-11 10:17 |系统分类:论文交流|文章来源:转载

导语

慢性伤口因其愈合周期长、并发症多、医疗负担重,已成为全球健康系统的重大挑战。如何非侵入性地、精准地评估伤口愈合过程中的组织结构、微循环和胶原重塑变化,是临床干预的关键。近年来,光学相干断层扫描(OCT) 技术凭借其高分辨率、非侵入、可重复成像等优势,逐渐成为慢性伤口评估的有力工具。本文基于北京航空航天大学蒲放教授、任韦燕副教授最新综述论文《Method and applications of optical coherence tomography in chronic wound healing》,系统梳理OCT技术在不同愈合阶段的应用进展,帮助读者快速了解该领域的前沿动态。

Bingjie Xiang, Xun Chen, Yan Wang, Xiaowen Zhao, Xinyuan Qin, Jiangning Wang, Weiyan Ren, and Fang Pu.Method and applications of optical coherence tomography in chronic wound healing.Journal of Innovative Optical Health SciencesOnline Ready.

https://doi.org/10.1142/S1793545826300077..

图1: 慢性伤口愈合四个阶段的结构变化示意图。图中展示了止血期、炎症期、增殖期和重塑期中表皮、真皮、真皮-表皮交界(DEJ)、血管网络及胶原纤维的动态演变过程,帮助理解OCT成像的生物学基础。

正文

一、为什么选择OCT评估慢性伤口?

传统评估方法如组织活检虽能提供详细信息,但有创、无法动态监测。而超声、红外热成像、近红外光谱等方法在分辨率或结构可视化方面存在局限。OCT凭借1–15 μm的微米级分辨率和1–2 mm的成像深度,能够清晰显示表皮、真皮、DEJ(真皮-表皮交界)、胶原纤维和微血管结构,是当前最适合用于浅表组织修复过程监测的成像技术之一。

表1:常见伤口成像方法的技术参数对比。对比了超声、近红外光谱(NIRS)、红外热成像、光声成像与OCT在分辨率、穿透深度、成像速度及对比机制等方面的差异,突出OCT在浅表组织成像中的综合优势。

二、OCT技术演进与主要变体

从早期的时域OCT(TD-OCT) 到主流的频域OCT(FD-OCT,包括SD-OCT和SS-OCT),OCT在成像速度、信噪比和穿透深度上不断突破。进一步发展的功能型OCT包括:

●超高分辨率OCT(UHR-OCT):分辨率可达1–3 μm,可观察亚细胞结构。

●OCT血管成像(OCTA):无需造影剂即可三维可视化微血管网络。

●动态OCT(D-OCT):通过时间信号变化检测血流动态。

偏振敏感OCT(PS-OCT):可识别胶原纤维的类型与排列方向,适用于瘢痕评估。

图4:四种先进OCT技术的实验装置示意图。分别对应超高分辨率OCT(UHR-OCT)、OCT血管成像(OCTA)、动态OCT(D-OCT)和偏振敏感OCT(PS-OCT),展示其在光源、探测器和光路设计上的关键差异。

三、OCT在伤口愈合不同阶段的应用

OCT在不同愈合阶段具备差异化的评估能力:

●止血期:评估血管收缩、血流量变化,OCTA可确认血流信号缺失。

●炎症期:FD-OCT可观察表皮水肿、DEJ破坏、血管扩张。

●增殖期:UHR-OCT用于监测再上皮化、肉芽组织形成;OCTA用于血管密度与形态定量。

重塑期:PS-OCT用于胶原重构监测;OCTA用于血管网络退化评估。

图6: OCT技术在慢性伤口愈合各阶段的结构检测映射图。内环为四个愈合阶段,外环为适用的OCT技术类型,清晰展示了不同成像模式在止血、炎症、增殖、重塑期中的检测重点与结构靶点。

四、不同伤口类型与复杂因素

OCT已成功应用于糖尿病足溃疡、静脉溃疡、压力性损伤等慢性伤口的评估。此外,虽然OCT无法直接识别细菌,但可通过结构异常间接提示感染。结合拉曼光谱等多模态成像技术,有望实现对生物膜的分子级识别。

结语

OCT技术正从单一结构成像向功能、多参数量化、多模态融合方向快速发展。未来,结合深度学习算法与手持式、低成本设备,OCT有望在临床伤口管理中实现自动化、个体化、精准化的评估体系。

图2: OCT用于糖尿病足溃疡的非侵入性检测示意图。图中展示了OCT设备配合电动位移台对慢性伤口进行纵向、三维成像的典型设置,体现其在临床场景中的应用可行性。

通讯作者简介

蒲放,北京航空航天大学教授。主要从事康复工程、生物力学、航空航天医学工程、高端医疗器械等方面的教学和研究,研究方向为康复工程、生物力学、航空航天医学工程。

更多详情见https://baicbme.buaa.edu.cn/info/3765/2442.htm

任维燕,北京航空航天大学副教授。研究领域为康复工程、生物力学、智能康复辅具。

更多详情见https://ygy.buaa.edu.cn/info/1156/3453.htm



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