导言:为什么早期发现问题

光在美国,压力溃疡每年就影响250多万病人,造成近6万人死亡,估计每年使保健系统损失268亿美元。糖尿病脚溃疡具有类似的破坏性:在糖尿病患者中,85%的下骨切除手术之前,这些伤口如果及早被检测出来,是完全可以预防的。这些悲剧是,一旦压力溃疡达到第二阶段或更深阶段,愈合就会长期存在,感染风险暴涨,手术干预的必要性急剧上升。当组织受损而尚未被打破时,简单、低成本预防的窗口是传统的视觉检查——看似非血红瘤、热或肿胀——是主观的,严重依赖皮肤外皮,而且往往没有及早深层出血。生物物理皮肤评估工具提供了变革性优势:它们提供了客观、量化的皮肤和下部位状态数据,使临床医生能够确定“在XXX--------------------------------------------------------------------------

了解生物物理皮肤评估工具

生物物理皮肤评估工具是测量皮肤和下皮组织具体物理特性的非侵入性(或最低侵入性)工具,这些特性包括外层水分化(角膜)、地表和深温、机械弹性、局部血液流动、氧气张力和组织结构,因为这些参数在组织损害的最初阶段——往往在明显改变之前——以可预测的方式变化,它们充当即将发生的溃烂的可靠生物标志,这些装置不同于人类观察的可变性,产生可长向跟踪的可复制和数字读取,以衡量风险进展和预防性干预的有效性。

测量背后的病理学

为了了解这些工具为什么有效,它有助于检查导致溃疡形成的事件的顺序。持续的压力、剪接或摩擦导致细胞的机械变形、微体塞被封住并引发了炎症级联。 几分钟内,局部水肿、血管渗透性增强和白细胞渗透开始。 这种炎症反应会提高局部组织温度、改变组织密度并减少皮肤血液流动(缺血 ) 。 如果继续发生这种侮辱,细胞会先在更深的组织(肌肉、脂肪)中出现坏死,然后向皮肤表面发展。生物物理工具能够捕捉到这些变化:温度升高(热学)、转弯氧下降(TcPO2 ) 、微血管渗透减少(激光多普勒 ) 、以及改变超声回波(超声 ) 。 皮肤仍然完好, 临床医生可以在发生破裂前发现这些信号。

生物物理评估工具及其机制的常见类型

角计(皮肤水分测量)

角仪测量出与水含量直接相联的角膜电容。原理很简单:水具有高分电常数,因此水分良好的角膜电容读取率较高(通常在任意单位中,范围因装置而异)。水分低表明在机械压力下容易破裂的不脆而弹性较小的屏障,这个因素与压力溃疡的发展,特别是诸如圣体和高跟鞋等超骨骼的突出性密切相关。在对长期护理中卧床病人的研究中,那些具有低于25 a.u.的水分水分值的病人,在下个星期内发展出一阶段压力溃疡的风险比正常水分高4%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

热相学设备( 地形图)

红外线热学利用从皮肤表面所发射的红外线辐射来绘制出温度图。 由于组织外伤的炎症或代谢活性增加提高了当地温度,在周边地区上方1-3°C的“热点”可以成为早期深层组织损伤的标志。 动态热学 — — 皮肤略为冷却,而且观察到了再升温的速度 — — 能够提供更敏感的微血管功能信息。 手持热学相机,其中一些附着在智能手机上,现在已经负担得起(500美元以下),并且在多个临床试验中得到了验证。 比如,大型学术医院的随机试验发现,其中包含每天对沙克鲁姆、高跟鞋进行热学扫描,并且仅与标准视评估相比,医院的血压溃症发病率就减少了46%。

超声波成像(地表下组织结构)

高频超声波(20-50 MHz)可以清楚地区分外观、皮肤和皮下脂肪。 这对检测深层的受创性伤害(DTI)特别有价值,而这种受测性严重溃疡的常见前兆是视觉检查经常缺失的。 在超声波上,DTI似乎是一个低温(暗地)区域,正常的组织结构丧失,由于水肿和炎症渗透,通常周围有高血压“卤 ” 。 案例系列记录显示超声波可以在任何皮肤分色明显出现前72小时识别出DTI。 在糖尿病脚部溃疡中,超声波可以揭示出意外的损伤、阴道断或外体,否则会得不到治疗,直到深感染发展。

激光多普勒流体测量和激光光谱对比成像(血流评估)

激光多普勒流体测量(LDF)利用移动红血球的反射激光光的多普勒移来测量微血管通量。 输出通常在输入单元(PU)中反映皮肤毛细管网络中血细胞的通量。 在一项具有里程碑意义的预期研究中,在长时间的压力加载后,圣体皮肤通量低于10PU的患者在48小时内产生一级压力溃疡时,有90%的正预测值。激光分光谱对比成像(LSCI)通过提供宽宽分域、实时通量图(不接触)来延长这一原则,从而理想地监测压力的X分解干预,如特质床垫或位置变化。

外接氧紧张(TcPO2)监测

TcPO2测量局部取暖后皮肤表面氧气分泌的部分压力,这反映了组织中的氧气供应量,数值始终低于30mmHg表明存在严重的缺氧症并强烈预测伤口愈合受损并增加溃疡形成的风险,TcPO2在血管外科中最常被确立,以指导截肢水平,而手提设备则在高风险患者,特别是有外动脉道疾病和糖尿病的患者,进行日常皮肤监测。

附加工具: Erythema Meters、 透视器水损耗(TEWL) Meters、 组织电源常数(TDC) 设备

红外线(例如:Mexameter)使用LED在具体波长上量化红外线,这对皮肤较深的患者来说,提供一种客观的测量标准,在红外线很难在视觉上检测到红外线。 TEWL 测量仪通过测量皮肤的水蒸发通量来评估屏障功能。 高地TEWL表示一个更易受外部侮辱的受损屏障。 组织二电常数装置测量局部组织水含量,这种物质在水肿和早期发炎中会增加。 将多种测量标准合并为“风险分数”是一个积极的研究领域,并有望更准确地及早检测。

临床应用和设置

医院和重症监护单位

重症监护单位(ICU ) , 患者经常被镇静、通风或低压,压力伤害的风险是极端的。 许多前瞻性机构现在实施“皮肤包 ” , 其中包括高风险地点(沙子、高跟鞋、骨灰、肘部)的日常热图绘制、发现可疑区域时的超声波和皮肤干燥的角测量。 大型医学中心的数据显示,这种方法在18个月中将第二阶段和高压溃疡减少了42%,在计算设备购买和培训后节省了净成本。

长期护理和熟练护理设施

熟练护理设施中的居民往往有多种风险因素:年龄高、不运动、失禁和营养不良。 生物物理工具提供了在几周和几个月内监测皮肤健康的客观方法,在工作人员更替率高时尤其有用。 低于一个设施确定的门槛值的角仪可以触发护理计划更新,例如更频繁地转动、施用障碍霜或使用压力分解床垫。 热图也可以用来比较执行前后的温度图,评估这些干预措施的有效性。

门诊病人糖尿病诊所和药房

糖尿病神经病消除了过度压力造成的疼痛的警告信号,使糖尿病患者极易受到脚溃疡的伤害。 生物物理评估工具在此环境下非常宝贵。 脚底医生可能使用手持激光多普勒设备检查元发脑的微循环储备,然后规定定制的矫正术,以重新分配来自异化区的压力。 TcPO2 监测可以确定哪些患者在非治愈性溃疡发展之前会受益于再血管化程序。 研究表明,对糖尿病患者脚部的常规热测能可以将溃疡复发率降低60%或更高。

家庭护理和远程保健

随着便携式、方便用户的设备的兴起,生物物理评估正在进入家中。 例如,护理者可以使用智能手机连接的热相机每天拍摄脚部,并将图像传送到远程保健平台。人工智能算法可以标出温度不对称,提醒远程外伤护理专家。 这一模型对获得专家诊疗机会有限的农村地区和难以前往诊所的病人来说尤其有希望。

临床实践中使用生物物理工具的益处

  • 客观,可复制的数据-消除了视觉评估中固有的-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  • 更敏锐地检测 – 在干预(卸载、再定位、湿润、营养支持)最有效、最不具有侵入性的阶段,识别组织妥协。
  • Longitual track – 使临床医生能够根据定量趋势实时监测对预防措施的反应并调整护理计划.
  • 加强病人的接诊 ——向病人展示“热点”或角仪上干地的热能图像,有助于他们了解自己的风险并激励遵守建议,如穿上规定的鞋或进行固定位置改变等。
  • 治疗全身性溃疡的费用可能超过70 000美元;导致截肢的糖尿病足部溃疡在头两年可能花费超过10万美元。 相比之下,手持热相机的费用大约为500美元,角膜计也不到1 000美元。 每年每家医院预防几起溃疡都会产生可观的净节省。
  • 减轻医疗法律责任 ——有记录的客观测量提供了可证明适当预防性治疗的可辩护的记录,这可以减少与医院压力伤害有关的诉讼。

限制和挑战

尽管有明确的承诺,但目前有若干障碍限制广泛采用生物物理皮肤评估工具:

  • ” 设备成本 – 尽管价格正在下降,但高频超声波机和一些激光多普勒设备仍然需要数千美元。 预算紧张的设施可能难以证明前期投资的合理性。
  • 培训和解释 — — 临床医生不仅需要在设备操作方面,而且在上下文解释结果方面需要专门的培训。 例如,温度稍高可能是由于局部感染、前一次伤害引起的炎症,或者只是最近应用的暖气压缩。 假阳性会导致不必要的干预或警报。
  • 标准阈值的缺漏 — — 对于许多参数来说,没有普遍接受的“高风险”定义的临界值。 数值可能因解剖地点、皮肤类型、年龄和其他因素而异。 需要进行更大的、多中心的研究,以确定规范参考范围和临床上有意义的阈值。
  • 时间限制[ — — 综合多工具评估每名病人可能需要5-10分钟。 在30名病人忙碌的病房里,每天护理时间可达几个小时。 没有经过专门培训的工作人员或工作流程整合,可持续性是一个问题。
  • 环境混凝土 — — 室温、近期洗澡、施用奶油或阳光照射等因素都可能影响读取。 标准化的测量条件(比如去除敷料后15分钟)很重要,但并不总是切合实际。
  • 补偿差距 — — 在许多医疗体系中,这些评估并不单独收费,造成财政抑制。 然而,随着付款人认识到预防价值,这种情况正在发生变化 — — 一些医疗护理示范项目现在涵盖了压力溃疡监测的热法。

尽管存在这些挑战,支持这些工具的证据基础继续增长,国家压力伤害咨询小组和欧洲伤者管理协会等专业组织现在明确建议在高风险人群中采用生物物理评估。

未来方向:AI、感应器聚合和可穿戴

生物物理皮肤评估的前沿在于整合和自动化。 研究人员正在积极开发多传感器探测器,将电阻(用于水分)、热活性(用于温度)和超声(用于组织结构)结合成一个单一的手持设备,在几秒钟内可以产生“皮肤健康指数 ” 。 机器学习模型,通过数千个附加注释的图像和传感器读取,可以将组织归类为健康、危险或与专家临床医生的精确相匹配的溃疡前。 例如,应用在压力点热图像上的深层学习算法,在接收器操作特征曲线0.94下达到一个区域,用于预测未来的溃疡发育。

佩戴的补丁是另一个令人兴奋的渠道。 这些小型灵活的设备可以持续监测皮肤湿度、压力、温度甚至氧气的产生,无线地将数据传送到智能手机或中央监测站。 当越过危险阈值时(例如,超过30mmHg超过20分钟),补丁可以提醒病人或护理者重新定位。 这种封闭的------系统有可能完全防止溃疡,特别是在脊髓损伤病人或重症监护者。

基于云的分析以及电子健康记录的整合将进一步扩大影响:可以挖掘数千名病人的纵向数据,以揭示人口趋势、各机构的基准业绩以及在持续改进周期中优化护理协议。

结论

生物物理皮肤评估工具代表了压力溃疡和糖尿病足溃疡管理的根本范式转变,从反应性伤口护理到主动的、数据驱动的预防。 通过向临床医生提供裸眼所看不到的早期、客观的组织妥协证据,这些技术能够在最简单、最廉价和最有效的阶段进行干预。 成本、培训和标准化的挑战是真实的,但并非不可克服的,而且这些挑战正在通过技术进步和越来越多的临床证据稳步解决。 对于被困在床位、轮椅或糖尿病患者来说,广泛采用生物物理皮肤评估是无法很快做到的。 每一个溃疡都防止了病人的疼痛、残疾和可能的截肢,并用可避免的费用免除了已经负担过重的数十亿美元的医疗保健系统。

进一步阅读,见国家压力伤害咨询小组的临床实践准则、关于红外热学用于压力溃疡预测的系统审查、以及保健研究和质量局的 压力超感预防工具包。