基于皮肤电阻抗的经皮水分流失(TEWL)评估新方法：一种快速无创的皮肤屏障功能检测技术

本研究针对传统经皮水分流失(TEWL)测量存在的环境敏感、操作复杂等问题，开发了一种基于双频皮肤电阻抗(IM)的快速检测方法。通过测量25名健康成人前臂完整皮肤和胶带剥离皮肤的阻抗参数，结合角质层(SC)厚度和表面含水量计算TEWL值。结果显示估算TEWL(e-TEWL)与实测值(m-TEWL)具有高度相关性(R=0.891)，均方根误差仅6.05 g/m2/h。该方法5秒内即可完成测量，为临床皮肤屏障功能评估提供了高效可靠的替代方案。

　　

皮肤作为人体最大的器官，其屏障功能主要通过角质层(Stratum Corneum, SC)实现。经皮水分流失(Transepidermal Water Loss, TEWL)是评估皮肤屏障功能的金标准，但传统Tewameter测量需要严格控制环境温湿度，且操作过程易受探头压力、气流干扰等因素影响。这些局限性使得TEWL检测难以在临床常规开展，亟需开发快速、稳定的替代方法。

Osamu Uehara和Takao Nakamura在《Journal of Medical and Biological Engineering》发表的研究，创新性地利用皮肤电阻抗(Electrical Impedance, IM)技术实现了TEWL的快速估算。研究基于角质层的电学特性——在500Hz和100kHz双频交流电下呈现不同的电阻(R_PH)和电容(C_PL)特性，建立了通过RC并联电路模型计算SC厚度(T_E)和表面含水量(WC_SE)的算法，最终推导出TEWL估算公式。

关键技术包括：1) 自主研发的双频阻抗测量设备（含500Hz/100kHz振荡电路和相位检测系统）；2) 使用胶带剥离法构建皮肤屏障损伤模型；3) 通过共聚焦激光显微镜(VivaScope1500)和拉曼光谱仪(SCA Model 3510)分别验证SC厚度和含水量；4) 采用KH算法进行参数校准。研究对象为25名健康成人的前臂皮肤，测量前需在21°C/50%RH环境中平衡15分钟。

SC厚度和表面含水量估算

通过电阻抗参数R_PH和C_PL计算的SC厚度(T_E)与实测值(T_M)相关性达0.810（RMSE=2.01μm），表面含水量(WC_SE)与拉曼光谱结果相关性0.841（RMSE=4.45%）。逆向验证显示log(R_PH)和log(C_PL)的估算误差均<10%，证实模型可靠性。

TEWL估算验证

基于实测SC参数计算的e-TEWLm1与m-TEWL相关性达0.927（RMSE=4.30 g/m²/h）。而仅用阻抗参数计算的e-TEWL仍保持0.891的高相关性（RMSE=6.05 g/m²/h），在48.44 g/m²/h高TEWL值时的估算误差仅±1.2 g/m²/h。

讨论与意义

该研究首次实现通过5秒阻抗测量替代传统TEWL检测，其临床价值体现在：1) 突破环境限制，可在门诊等非理想条件下使用；2) 胶带剥离实验证实方法对屏障损伤的敏感性，为特应性皮炎(AD)等疾病监测提供可能；3) 设备集成度高，适合大规模筛查。局限性在于目前仅验证前臂皮肤，未来需扩展至不同解剖部位和患病人群。

这项技术革新为皮肤屏障功能评估开辟了新途径，其快速、无创的特性尤其适合儿科和长期监测场景。随着算法优化和临床验证的深入，阻抗法有望成为皮肤科诊疗的新标准。