用于伤口护理应用的“手持式”荧光数字成像设备的临床验证

介绍和理由：

伤口护理是一项重大的临床挑战，给全世界的医疗保健带来了巨大的负担。 随着伤口（慢性和急性）愈合，伤口部位会在组织和细胞水平上发生许多关键的生物学变化。 其中包括炎症、表皮屏障的重建和真皮结缔组织的重塑。 然而，在从几天到几个月不等的伤口愈合过程中，常见的主要并发症是细菌感染。 这可能会严重阻碍愈合过程，并导致严重的并发症，尤其是在慢性不愈合伤口中。 目前，标准的伤口护理包括通过在白光下直接目视检查来监测可能的感染，以及在实验室采集样本进行分析，大约需要两天时间才能提供结果。 然而，定性视觉评估仅提供伤口部位的粗略视图（即存在化脓性物质和结痂），但不提供关于组织和细胞水平发生的潜在变化（即感染、基质）的至关重要的信息重塑、炎症和坏死）。

所有慢性伤口都含有细菌。 但伤口是否处于细菌平衡（表面生物体污染或组织中生物体定植成微菌落而不会造成损害）或细菌失衡（临界定植和感染）对愈合至关重要。 重要的是要注意，在慢性伤口中存在从细菌平衡到细菌损伤的连续细菌存在。 感染的诊断通常根据局部伤口床、深层结构和周围皮肤内和周围的体征和症状进行临床诊断。 细菌感染的存在和严重程度通常根据伤口在白光下的临床表现（即疼痛、脓性渗出物、结痂、肿胀、红斑、发热）来诊断。 一个主要问题是伤口内和周围的细菌污染不能通过白光下细菌本身的可视化直接确定，而是基于伤口内细菌污染和/或感染引起的临床体征和症状（即疼痛，脓性渗出物、结痂、肿胀、红斑、发热）。

伤口结缔组织的重塑和愈合涉及胶原纤维的同步合成和降解。 这些细菌包括通常在伤口部位发现的常见物种（即葡萄球菌和假单胞菌）。 细菌拭子是在伤口检查时收集的，具有提供特定细菌/微生物种类鉴定和细菌负荷量化的优势。 然而，通常从伤口部位随机采集多个拭子，这些拭子没有针对性，一些拭子技术可能会在采集过程中将微生物传播到伤口周围，从而影响患者的愈合时间和发病率。 这可能是一个问题，尤其是对于大型慢性（非愈合）伤口，尽管收集了多个拭子，但细菌存在的检测率并不理想。 此外，细菌培养结果通常需要大约 2-4 天才能从实验室返回，从而大大延误了诊断和治疗。 因此，细菌拭子不能实时检测伤口的感染状态。 此外，虽然伤口擦拭看起来很简单，但如果操作不当，可能会导致不适当的治疗、患者发病率和住院时间增加。 一种基于图像的方法可以实时监测伤口愈合，特别是早期真皮结缔组织重塑，以及随时间推移出现的细菌污染和/或感染，可能会产生重大的临床影响。

自体荧光成像已用于胃肠病学，以在临床研究中对胶原蛋白和细菌荧光进行成像。 我们希望将组织自发荧光成像技术的应用扩展到伤口护理和管理，以便在愈合过程中实时提供组织和生物分子水平的伤口部位生物学相关信息。 当用于评估伤口时，组织自发荧光可能有助于确定伤口愈合的程度和细菌感染的存在。 在初步的临床前测试中，我们发现当伤口被特定波长的激发光组合照射时，内源性组织成分会发出特征性荧光信号，而细菌会发出独特的荧光信号。

我们最近开发了一种基于高分辨率荧光和白光技术的创新光学分子成像平台，采用手持式、实时、高分辨率、无创（例如 非接触式）格式。 本发明首次提供了对伤口重要生物学和分子信息的实时检测，可能对改善传统伤口护理和管理产生重大影响。 基于广泛的临床前测试，所提出的技术能够收集伤口的自发荧光图像，并检测结缔组织含量和伤口愈合中涉及的生物分布的存在和相对变化。 它还可以检测伤口内细菌/微生物污染的最早迹象（标准白光视觉评估是隐蔽的），从而提供感染状态的衡量标准。 这可能会通过以下方式显着影响临床伤口护理和管理：i）减少与漏检细菌感染相关的并发症，ii）促进图像引导的擦拭/活检和 iii）随着时间的推移监测伤口愈合。 此外，成像设备平台紧凑便携的设计使其非常适合临床伤口护理环境以及家庭保健访问的护理点使用。

研究目标和具体目标

本临床研究的主要目的是评估我们的“手持式”荧光数字成像设备平台的使用和有效性，以实时无创临床监测慢性伤口的愈合和细菌污染/感染状态。 这将使我们能够确定该设备是否可以检测和纵向跟踪伤口愈合过程中可能发生的内在变化，包括但不限于胶原蛋白重塑和伤口部位的细菌感染。

作为次要目标，我们希望获得有价值的最终用户数据，了解该设备在伤口诊所环境中的临床实用性。 此信息将用于在产品开发期间优化设备的后续版本。

最重要的是，我们希望最终验证该成像设备为传统伤口护理实践带来的附加值，以及它将在多大程度上改变黄金标准。

具体目标：

1. 为了确定荧光成像设备是否可以检测结缔组织随时间的变化，这些变化与伤口愈合或重塑相关，并与伤口大小随时间的变化进行比较。
2. 与标准最佳实践方法（例如， 白光可视化和临床体征和症状，以拭子和细菌学作为“金标准”）。
3. 确定伤口（包括伤口边缘）中组织和细菌的自发荧光成像与以下内容之间的关系：i）感染的临床症状，ii）微生物负荷（即每克伤口组织的生物体数量），以及 iii）伤口中微生物种类的多样性（即每个伤口分离出的不同种类的数量）和革兰氏标记。