足部温度对激光散斑对比成像（LSCI）和经皮氧分压（TcPO2）测量的影响

《Microvascular Research》：The effect of foot temperature on laser speckle contrast imaging (LSCI) and transcutaneous oxygen pressure (TcPO2) measurements

　　

摘要
背景/目的
当传统评估技术提供有限或不可靠的信息时，足部微循环评估在临床实践中越来越多地被用于评估血管疾病患者的血管状态和伤口愈合潜力。经皮氧分压（TcPO2）和激光散斑对比成像（LSCI）是用于评估足部微循环的技术。然而，尽管患者之间和测量之间存在显著差异，当前在TcPO2和LSCI测量中并未考虑足部温度。因此，确定其影响对于确保临床实践中的测量可靠性和可重复性至关重要。本研究旨在确定足部温度对TcPO2和LSCI测量的影响。
方法
研究人员通过冷水和温水浸泡，在30名健康参与者中模拟了25°C至35°C的生理足部温度范围。随后，获取了足底LSCI灌注和皮肤温度测量，以及足背TcPO2和电极周围皮肤温度测量。
结果
在25°C和35°C的足部温度下，TcPO2和LSCI的平均灌注值存在显著差异，较高的温度导致两种技术均获得更高的值。尽管存在这些明显差异，但观察到个体间变异，且温度变化与相应TcPO2值之间未观察到一致关系。LSCI灌注与足部温度呈指数关系，但预测区间较宽。
结论
尽管温度反应存在个体差异，但水浴后的足部温度显著影响TcPO2和LSCI测量。对于TcPO2，尽管局部电极加热，这种效应仍然存在，表明周围足部温度持续影响测量。因此，临床医生在解读TcPO2和LSCI测量时应考虑足部温度。

**论文解读：足部温度对激光散斑对比成像（LSCI）和经皮氧分压（TcPO2）测量的影响**

**研究背景与问题**

外周动脉疾病（peripheral artery disease, PAD）是一种以动脉粥样硬化导致下肢动脉狭窄或闭塞为特征的血管疾病，过去20年间全球患病率上升72%，影响约2.36亿人。传统的大循环评估方法，如踝臂指数（ankle-brachial index）和趾动脉压，在评估PAD严重程度及指导治疗中应用广泛。然而，当动脉因钙化而不可压缩时，这些测量可能产生假性升高的结果，导致误判。因此，微循环评估技术逐渐受到关注，能提供组织灌注和缺血严重程度的额外信息。

经皮氧分压（transcutaneous oxygen pressure, TcPO2）是目前最成熟的下肢微循环评估技术，通过Clark型极谱电极测量皮肤氧分压，反映局部灌注，欧洲指南推荐用于评估截肢风险及截肢平面。但TcPO2存在局限性：电极需贴附于皮肤，通常置于足背，难以直接评估足底伤口微循环；测量易受水肿、感染等因素影响；且单次测量需约15分钟，耗时较长。

激光散斑对比成像（laser speckle contrast imaging, LSCI）是一种利用近红外激光散斑效应评估微循环的光学技术，可非接触测量足底及伤口内灌注，且数秒内完成。然而，其诊断价值尚存争议：有研究显示LSCI可区分非缺血、缺血及严重缺血足，但另一些研究未能预测溃疡愈合。值得注意的是，这些研究均未考虑足部温度的影响，而既往研究已观察到患者间足部温度存在显著变异。

既往研究证实了皮肤温度与上肢LSCI的相关性，以及电极温度对TcPO2测量的影响。但足部温度在TcPO2电极周围区域及正常生理范围内（如医院入院时常见的25–35°C）的影响尚未被研究。本研究的作者所在医院的前期适用性研究显示，即使在控制室温及标准化适应期后，足部温度仍存在约25–35°C的变异。因此，明确足部温度对TcPO2和LSCI测量的影响，对确保临床测量可靠性和可重复性至关重要。本研究旨在确定这一影响，在健康参与者中开展测量，以期为后续患者特异性临床研究奠定基础。论文发表在《Microvascular Research》。

**主要技术方法**

研究人员招募了30名健康参与者（50%男性，中位年龄24岁，范围19–35岁），排除吸烟、心血管药物使用、糖尿病、血管疾病等。通过将足部浸泡于15°C冷水15分钟和42°C温水20分钟，分别使足部温度达到约25°C和35°C。使用PeriFlux 6000 TcPO2系统（Perimed AB）测量足背TcPO2，电极温度设为44°C，同时记录电极周围皮肤温度（Optris PI 450i热成像相机）。LSCI使用Pericam PSI系统（Perimed AB，785 nm激光，曝光时间6 ms）测量足底灌注，并同步记录足底温度。数据通过MATLAB（R2025a）处理，包括自动伪影剔除、空间配准、掩膜生成，并计算全足平均灌注值。使用线性混合效应模型（linear mixed effects model, LMM）分析LSCI灌注与温度的关系，并计算95%预测区间（prediction interval, PI）。统计检验采用配对Wilcoxon符号秩检验，并用Holm–Bonferroni方法校正多重比较（α=0.05）。

**研究结果**

**3.1 TcPO2与足背温度**

评估者间一致性极佳（ICC=0.989）。足背TcPO2值在冷却后（中位值60 mmHg和60.5 mmHg）与升温后（中位值75.4 mmHg和77.0 mmHg）之间存在显著差异（p<0.001），但参考电极（置于未受温度变化的小腿）无显著差异（p=0.190）。散点图显示，较高足部温度下的TcPO2值总体较高，但个体间变异大，未观察到一致趋势。个体内分析显示，从冷却到升温，TcPO2中位增加14.0和17.5 mmHg，几乎所有参与者均为正值，但温度变化幅度与TcPO2变化幅度之间无线性关系，表明相同温度差在不同个体中引起的TcPO2反应不一致。

**3.2 LSCI与足底温度**

评估者间一致性极佳（ICC=1.000）。LSCI平均灌注值在冷却后（中位13 PU）与升温后（中位74 PU）之间差异显著（p<0.001）。随足部温度升高，灌注值呈指数增长，且温度低于25°C时灌注值范围窄，高于30°C时范围变宽。LMM拟合的最佳曲线为二阶指数形式：Perfusion = e^{A1 + A2·Temp + A3·Temp2}，其95%预测区间在30°C以上显著变宽，34°C时可达60–190 PU。个体内分析显示，与基线（未干预）相比，升温后灌注值普遍升高，冷却后普遍降低，但个体间差异显著。

**总结讨论与结论**

讨论部分指出，尽管TcPO2电极加热至44°C诱导了局部充血反应，假定能稳定氧扩散和测量结果，但周围足部温度仍显著影响TcPO2测量，且该效应未被局部加热消除。这一发现对临床决策有潜在影响，因TcPO2被欧洲指南推荐用于评估截肢风险，不同季节（足部温度不同）的就诊可能得出不同结论。既往TcPO2可重复性研究报道的个体内变异约8–20 mmHg，但未控制足部温度，本研究发现的个体内变异中位数为14.0–17.5 mmHg，表明生理温度范围内的变异更大。对于LSCI，温度效应与已知的皮肤热调节机制一致：激光穿透深度约0.3 mm，主要评估浅层皮肤灌注，该区域受血管舒缩反应和动静脉吻合（arteriovenous anastomoses, AVAs）的显著影响。然而，本研究的局限性包括：采用主动水浴快速改变温度，可能不同于临床缓慢的环境适应；研究仅在年轻健康参与者中进行，而PAD患者常伴有糖尿病或神经病变，可能改变热调节反应；TcPO2测量期间足部温度可能下降（升温后中位仅达33°C而非35°C），但差异仍显著。作者强调，本研究的主要目的是提高临床医生对足部温度影响的意识，而非提供校正方法，因为个体间变异大且低温本身可能反映低灌注，统一校正可能导致过度治疗。

**结论翻译**：本研究探讨了健康参与者中足部温度与TcPO2和LSCI测量之间的关系。通过主动水浴加热和冷却后，较高的足部温度与较高的TcPO2和LSCI值相关。尽管存在局部电极诱导的充血，TcPO2测量仍观察到显著差异，表明该机制未能完全消除周围皮肤温度的影响。对于LSCI，较高的温度通常与较高的灌注值相关，但观察到显著的个体间变异。重要的是，这些反应是在足部温度相对快速变化后观察到的，因此可能与更缓慢温度变化下的反应不同。有必要在患者群体中开展进一步研究，以确定这些效应是否同样存在于PAD患者中。临床医生应意识到，在不同热条件下TcPO2和LSCI测量可能发生变化，因此在解读临床测量结果时应考虑患者个体和环境因素。