烧伤的治疗取决于皮肤损伤的深度和烧伤部位的范围。然而，目前对烧伤深度的诊断是主观的，即使用肉眼，其准确性仍取决于医生的技术。

准确和客观地评估烧伤深度是烧伤伤口护理的一个重大挑战。在实践中，识别非常浅的或全厚的烧伤很容易。相反，区分浅层和深层的部分烧伤仍然是烧伤伤口深度评估中最难的部分。以前的报告证明，最熟练的烧伤外科医生可以评估烧伤深度，准确率约为70%。

许多研究表明，近红外光谱可以根据氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、水含量和总血红蛋白的数量来诊断不同程度的烧伤，这些都是烧伤的重要参数。然而，这些研究的目的只是为了提高评估烧伤程度（浅表、部分厚度和全厚度烧伤）的准确性，以确定是否进行手术。

该研究的目的是利用NIRS评估烧伤深度，并与病理检测的黄金标准进行比较，以便为将来准确的清创手术提供依据。

图1 文章来源

在此，研究者使用近红外光谱技术来测量体外猪模型的不同热烧伤深度。

基于光谱信号的强度和漫反射理论，研究者提取了反映烧伤深度变化的功能（总血红蛋白和水含量）和结构（组织散射尺寸和散射颗粒）特征所涉及的光学参数。接下来，研究者应用支持向量回归来构建一个包括光学特性参数和烧伤深度的模型。

图2 原子力显微镜显示了热损伤后胶原纤维的深层结构变化。(a)正常的胶原纤维，(b)正常胶原纤维的高倍放大图，(c)烧毁的胶原纤维，(d)烧毁胶原纤维的高倍放大图

最后，研究者对通过近红外光谱收集的烧伤深度数据进行了组织学验证。

图3健康和烧伤条件下胶原纤维空间分布的三维合成

图4不同深度的热损伤模型。热铁与猪皮表面的接触时间。(a) 5s, (b) 10s, (c) 20s, (d) 30s, (e) 40s, (f) 60s

图5 热损伤组织的马松三色染色玻片。热头与猪皮表面的接触时间。(a) 5s, (b) 10s, (c) 20s, (d) 30s, (e) 40s, (f) 60s。黑条代表热损伤的深度

图6不同时间的热头应用的原始近红外光谱曲线。

图7萃取参数与烫伤深度的关系。(a)总血红蛋白参数，(b)水含量参数，(c)散射粒子大小β参数，(d)散射粒子密度A参数

结果显示，反演模型可以达到约7.63%的平均相对误差，而近红外光谱技术的诊断精度在50μm范围内。

这种近红外光谱技术首次为医生提供了客观、准确的实时烧伤深度信息，其在体外模型中检测烧伤深度的准确性在微米范围内。

近红外光谱能够以非侵入性和非接触的方式实时准确地检测烧伤深度，这有望成为改善烧伤诊断和治疗的一个巨大机会。该研究团队目前的工作已经为进一步的算法开发和临床应用奠定了基础。

原始文章：

Yin Meifang,Li Yongming,Luo Yongquan et al. A novel method for objectively, rapidly and accurately evaluating burn depth via near infrared spectroscopy.[J] .Burns Trauma, 2021, 9: tkab014.