皮肤色调与拔罐对红斑和热成像测量的影响：压力性损伤早期检测的新视角

《Scientific Reports》：Impact of skin tone and cupping on erythema and thermal imaging measurements

本研究针对不同肤色人群压力性损伤（PrI）早期检测难题，通过拔罐模拟组织受压，结合热成像和比色法技术，系统分析了红斑和温度变化的时空特征。研究发现温度与红斑响应弱相关，且红斑测量存在显著肤色差异，而热成像能有效捕捉各肤色人群的生理变化，为PrI临床评估提供了重要技术补充。

　　

在临床护理领域，压力性损伤（Pressure Injury, PrI）的早期发现和预防一直是个棘手难题。特别是第一阶段PrI被定义为完整皮肤出现不可指压的红斑（non-blanching erythema），而红斑评估在深色皮肤个体中极具挑战性。传统视觉检查方法在检测深色皮肤红斑时灵敏度不足，可能导致早期干预时机延误，进而引发感染、延长住院时间等严重后果。值得注意的是，黑人和非裔美国人发展PrI的风险显著更高，且愈合能力较差，这种健康差异凸显了开发不依赖视觉评估的客观检测技术的迫切性。

热成像（thermography）技术作为一项新兴的床旁检测工具，展现出巨大潜力。研究表明，热成像在预测PrI风险方面比Braden评分量表更有效，甚至能识别未被察觉的深部组织损伤。更重要的是，皮肤色调不影响热像仪测量的热辐射率，这意味着该技术可能为不同肤色人群提供公平的评估手段。然而，温度变化与红斑之间的相关性在不同研究中并不一致，特别是对不同肤色人群的响应模式了解甚少。

为了深入探索这一科学问题，Kathleen Jordan等研究人员在《Scientific Reports》上发表了最新研究成果，系统研究了拔罐（cupping）诱导的组织变化在不同肤色人群中的热成像和红斑响应特征。研究团队采用负压拔罐技术（-30 kPa压力维持5分钟）在健康成人后上棘（PSIS）模拟组织受压情况，随后通过热成像相机和比色计在7分钟内连续监测温度与红斑指数变化，并特别关注了这些响应在不同肤色类别间的差异。

研究团队主要采用了以下几种关键技术方法：通过标准化的拔罐程序在35名健康成人参与者后上棘区域诱导可控的组织变化；使用热成像相机和数字比色计分别量化温度变化和红斑指数；采用图像配准和区域分割技术分析不同组织区域的响应特征；基于 Monk 皮肤色调量表（MST）和改良的真黑素皮肤颜色量表对参与者肤色进行分类；运用统计方法评估温度与红斑变化的关联性及肤色对测量结果的影响。

参与者特征

本研究共纳入35名18-73岁的健康成年志愿者，其中69%为女性，31%为男性，平均BMI为29.41±6.83 kg/m²。为确保肤色多样性，参与者根据前臂内侧测量的Monk皮肤色调（MST）等级分为两组：30名参与者属于深色肤色组（MST 6级或更高），5名属于浅色肤色组（MST 5级或更低）。皮肤色调还通过SkinColorCatch?比色计测量的黑色素指数（Melanin Index）进行量化，并按改良的真黑素皮肤颜色量表进行分类。

拔罐后的温度和红斑变化

研究人员在后上棘（PSIS）使用2英寸直径的拔罐装置施加-30 kPa压力5分钟诱导组织变化。移除拔罐装置后，立即（0分钟）开始采集热成像图像和比色计测量值，随后每分钟采集一次，持续7分钟。

通过定义三个同心感兴趣区域（ROI）来分析温度变化：ROI中心（代表拔罐期间变形最严重的组织）、ROI边缘（代表拔罐期间杯缘下的组织）和周边ROI（代表拔罐期间未受压的相邻健康组织）。

研究发现，拔罐后周边ROI的中位温度立即相对于基线升高0.37°C，而杯缘下的组织（ROI边缘）和小中心区域（ROI中心）的温度分别降低-0.06°C和-0.54°C。周边ROI的温度在一分钟内返回基线并保持稳定；ROI边缘在一分钟内返回基线，并在测试期间持续升高至基线以上；ROI中心需要3-4分钟才能返回基线温度，之后继续升高超过基线。

与温度变化不同，红斑指数在拔罐后立即增加1.49 c.u.，并在整个7分钟测试期间持续高于基线。温度变化与红斑变化之间仅存在弱相关性（Pearson相关系数=0.338）。

拔罐后温度和红斑的个体间差异

针对ROI中心区域温度下降最显著的情况，研究人员分析了不同个体特征对温度变化的影响。结果显示，性别、BMI类别或皮肤色调在任何时间点均未引起温度的显著差异。与此相反，红斑变化测量值在性别或BMI类别间无差异，但在不同皮肤色调类别间存在显著差异（p<0.001）。温度与红斑变化之间的弱相关性主要来自浅色肤色组的参与者，而中等肤色组参与者未表现出这种关系。在最深肤色组中，甚至观察到温度与红斑变化之间呈负相关趋势。

研究结论与讨论

本研究系统描述了低压力拔罐后不同肤色个体温度与红斑响应的时空特征。研究发现温度与红斑变化仅弱相关，表明这些响应可能由不同的生理机制驱动或发生在组织损伤/愈合的不同阶段。

拔罐过程中组织经历的机械应变异质性可能是不同区域温度响应差异的原因。ROI边缘区域承受的应力最大但为压应力，可能暂时阻塞毛细血管导致局部缺血引起温度初始下降，压力解除后血流恢复迅速返回基线。而ROI中心处于高拉应力下，可能导致更广泛的血管损伤和血液积累，从而需要更长的恢复时间。

这些发现对理解热成像在临床PrI评估中的实际测量内容具有重要意义。热成像可能最适合在压力解除后立即检测缺血区域，提供关于哪些区域可能处于风险的即时反馈。而不可指压红斑在压力解除后持续更长时间，为慢性组织损伤提供视觉确认。因此，热成像和视觉评估可能是互补而非冗余的临床评估工具。热成像可用于在永久性损伤发生前早期检测缺血组织，从而在血管完全受损和红斑发展之前进行干预。而对于已发生的损伤，视觉和热评估结合可能更好地跟踪损伤进展或愈合，特别是在视觉变化不明显或不可靠的情况下。

热成像能够提供与皮肤色调无关的底层生理过程有价值的信息，这对深色皮肤个体特别重要。研究发现最深肤色组参与者在负压应用后红斑指数下降，这可能反映了与通常记载的拔罐后血流变化不同的生理反应，而非仅仅是黑色素掩盖了红斑的可见效果。无论肤色如何，观察到的温度变化清楚地表明了对拔罐的生理响应，与先前关于局部微循环和氧合/脱氧血红蛋白变化的研究一致。

这些发现证明，热成像能够检测到视觉评估无法捕捉的底层组织变化，支持其作为视觉评估的补充而非替代品在临床中的应用。

研究的局限性包括样本量较小（特别是最深肤色组）、仅纳入健康成年人、使用拔罐而非实际PrI条件以及有限的7分钟恢复期。未来研究应检查更大人群，包括有PrI发展风险的个体，具有不同组织特性，并比较临床负荷条件在更长时间范围内的表现。

总之，本研究成功描述了不同肤色下温度和红斑响应的时空模式，量化了它们在7分钟恢复期内的变化，并强化了温度与红斑并不总是相关的先前发现，尤其是在深色皮肤人群中。观察到的拔罐产生的拉应力可能比压应力产生更持久的影响具有重要临床意义，因为当前的预防策略主要针对减少压力，而忽视了患者体位产生的界面剪切和拉应力以及由此产生的内部剪切应变。这项工作强调了扩展我们对温度和红斑如何与不同生理过程相关的理解的重要性，为解释热成像在有PrI发展风险患者中的临床意义奠定了基础。