通过多光谱光声断层扫描 (MSOT) 研究脂肪水肿、淋巴水肿和血管畸形

迄今为止，涉及脂肪组织结构改变的疾病的诊断路径通常很慢，并且在很大程度上取决于检查者的经验，因此患者通常需要几年的时间才能得到适当的治疗。 目前用于定量评估皮下脂肪组织的成像方法仅提供非特异性结果。 通过我们的研究，研究人员提出了一种用于检查脂肪组织的新颖成像方法。

光声学是一种创新的混合成像方法，它将光学成像的高对比度与声学的高分辨率结合在一起。 所使用的MSOT系统由可见近红外和远红外波长范围（660nm -1300nm）的激光器和连接到计算机的超声波传感器组成。 使用光学元件，用可选波长的超短光脉冲照射待测区域。 光在物体内部被不同程度地吸收——具体取决于组织的特性。 激光刺激人体内的血红蛋白或黑色素等发色团，导致组织扩张并随后收缩，即所谓的热弹性效应。 局部微观体积波动发射超声波范围内的压力波（光声效应）。 使用高精度微型平台扫描皮肤表面。 在每个位置，使用探测器在物体外部以断层扫描方式记录光脉冲产生的超声波信号，并将其存储在计算机上。 借助特殊算法，可以根据测量的超声信号在计算机上重建组织的特性。 MSOT 可实现具有高空间分辨率 (80 μm) 的非侵入性、非电离成像，从而实现内源性组织色素（如胶原纤维、脂肪、黑色素、氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白）的特定可视化。 用于刺激某些发色团的激光已经在皮肤病学中得到广泛的治疗应用。它们的作用和副作用是已知的，并且当选择合适的能量时，它们的作用和副作用很小甚至不存在。 与其他光学成像方法相比，MSOT 的穿透深度明显更大。

此外，这种非侵入式实时测量系统可用于许多日常临床问题，否则需要 CT 或 MRI 等更具侵入性的方法。 除了检查脂肪组织结构外，MSOT 还可用于术前和围手术期观察血管，例如优化甚至主要实现皮瓣的灌注。 目的是使用 MSOT 显示和分析整形手术患者的皮下脂肪组织的结构。

该研究旨在对从整形手术患者群体中招募的受试者进行前瞻性队列研究。 MSOT 测量对 50 名具有临床健康皮下脂肪组织的受试者和 50 名皮下脂肪组织发生变化的受试者（例如，皮下脂肪组织）进行。 脂肪水肿）。 记录的数据被量化和比较。

本研究的测试对象是从创伤外科、骨科和整形外科诊所和综合诊所招募的。 特别是从特殊的整形外科咨询时间招募患者。

在场的每个人都佩戴激光护目镜。 将超声波凝胶薄膜贴在患者选定四肢多个位置约 1 平方厘米的皮肤上，并将探测器放置在凝胶薄膜上。 然后扫描这些皮肤区域，用可选择波长的超短光脉冲照射要检查的区域。 超声波传感器检测到产生的声波，并在计算机上重建并进行频谱分离。 单次测量大约需要 5 分钟。 包括准备工作在内，测量三个皮肤区域大约需要 20 分钟。 该项目未计划进行侵入性手术。

扫描区域作为图像材料从软件中导出并以匿名方式存储。 还有所扫描的软组织的照片文档。 这些照片也被保存下来。 为了记录健康数据，需要填写脂肪水肿记录表。

光声模式不需要电离辐射，并且仅基于激光引起的声波的检测。 各种激光照射和超声检查技术已广泛应用于皮肤病的诊断和治疗。 因此，它们的副作用是非常可预测的，并且在适当选择能量的情况下，副作用很小甚至不存在。 为了激发光声信号，使用可见光和近红外范围 (660 - 1300 nm) 且脉冲持续时间非常短 (9ns) 的 4 类脉冲激光器。 美国国家标准协会（ANSI）为这种类型的激光器的使用设定了极限值，在实验中不会超过该极限值。 从理论上讲，治疗错误（例如选择过高的能量水平）可能会导致组织损伤，具体取决于所使用的激光。 发色团血红蛋白区域的激光会对最小和最小的血管造成热血管损伤。 如果选择的能量非常高，最大的结果可能是表皮局部损伤，并随后形成局部疤痕，类似于烧伤。

由于这些影响是通过多年的广泛使用经验而得知的，因此在本研究中预计不会出现这些副作用。

使用超声检查产生的声波的评估被认为是安全的，预计不会产生副作用。

激光通过探测器照射到皮肤上。 因此，激光只能通过散射间接穿透到外部，理论上可以到达周围人的眼睛。 由于上述规格的激光可能对眼睛造成伤害，因此请注意确保在场的每个人在测量过程中都佩戴激光防护眼镜。 佩戴激光安全眼镜几乎不存在眼睛受伤的风险。

个体停药标准包括不耐受和发红等反应。 先前描述的治疗期间的不良反应包括软组织发红和热血管损伤或主观感知的副作用。 另一个个体终止标准是撤销测试对象参与研究的同意或拒绝佩戴激光安全眼镜。

整个研究的终止标准包括：监测系统（MSOT）出现不可恢复的缺陷、所有数据丢失。 皮肤烧伤 IIa 级（尚未描述），发红并起泡。

该试点项目的目的是描述有或没有皮肤变化（例如，皮肤变化）的患者皮下脂肪组织的微结构。 脂肪水肿）使用 MSOT。 可视化这些变化的能力可以帮助我们更好地了解皮肤的生理学和病理生理学。

进行调查时，应遵守以下准则和法律：

• 赫尔辛基宣言（2013 年），并由 1983 年威尼斯宣言和 1989 年香港宣言补充
• 当地伦理委员会的投票由科学调查负责人获得
• 调查的开始和实施取决于道德委员会的投票。 调查完成后，向伦理委员会提交报告或出版物
• 在解释了风险后，受试者自愿同意。 测试对象没有获得任何补偿
• 同意可以随时撤回，无需说明理由
• 如果参与者退出研究，已获得的数据材料将被销毁，或者将询问受试者是否同意对材料的评估
• 测试对象的姓名和所有其他机密信息均受医疗保密和联邦数据保护法 (BDSG) 的规定约束 - - 对象数据只能以假名形式传递。 第三方无法访问原始文件
• 在研究开始之前，以书面和口头形式告知测试对象计划检查的性质和范围，特别是对其健康可能带来的好处和任何风险。 通过签署同意书记录参与者的同意