《Infectious Disease Reports》：The Role of Infrared Thermography in the Diagnosis and Monitoring of Diabetic Foot Infection: A Systematic Review
摘要
背景：糖尿病足感染（diabetic foot infection, DFI）是糖尿病相关并发症中最常见的需要住院治疗的病因之一，也是下肢截肢的主要促成因素。红外热成像（infrared thermography）作为一种无创诊断工具，能够检测与炎症和感染过程相关的温度变化。本系统综述旨在评估热成像在糖尿病足感染诊断与监测中的作用。方法：遵循系统综述和荟萃分析优先报告条目（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses, PRISMA）声明。采用设计特异性的验证工具评估偏倚风险和方法学质量，其中诊断和检测研究采用QUADAS-2（Quality Assessment of Diagnostic Accuracy Studies-2），队列研究和病例系列研究采用Joanna Briggs Institute（JBI）关键评估清单。纳入评估热成像在糖尿病足感染患者中应用价值的原始研究。两名研究人员独立完成研究筛选、数据提取和方法学评估。结果：共6项研究符合纳入标准，总计552例1型或2型糖尿病参与者。纳入4项观察性研究和2项先导性研究。局部皮肤温度升高与急性糖尿病足并发症和感染 consistently 相关。多项研究将双足对应区域之间约2.2 °C的温度差确定为检测糖尿病足并发症的临床相关阈值。然而，足底热不对称与感染性糖尿病足溃疡的严重程度或进展之间未发现显著关系。所有纳入研究的证据等级均为4级，推荐等级为C级。结论：红外热成像似乎是早期检测糖尿病足感染的一种有前景的辅助工具。然而，当前证据不支持将其常规用于监测感染严重程度、治疗反应或预后，在推荐这些应用之前需要进一步的前瞻性研究。
1. 引言
糖尿病是全球最常见的慢性疾病之一，与多种微血管和大血管并发症相关。其中，糖尿病足病是最严重且代价最高的并发症之一，显著增加发病率、残疾率、医疗支出和死亡率。国际糖尿病足工作组（IWGDF）将糖尿病足病定义为糖尿病患者中与周围神经病变和/或周围动脉疾病相关的足部感染、溃疡或组织破坏。糖尿病足溃疡（DFU）影响约19–34%的糖尿病患者，且复发率较高，愈合后一年内达40%，三年内达65%。糖尿病足感染（DFI）仍是最常见的需要住院的糖尿病相关并发症之一，也是下肢截肢的主要诱因。早期诊断和治疗对于减少组织破坏、预防截肢和改善患者预后至关重要。
多项研究表明温度改变与糖尿病足并发症相关。炎症和感染过程增加局部代谢活性和血流，导致皮肤温度发生可测量的变化。因此，热评估已成为一种潜在的辅助诊断工具。红外热成像是一种无创成像技术，可测量皮肤表面发射的红外辐射并将其转换为温度图。该技术无痛、快速，适用于重复评估。既往研究提示，双足对应区域之间的热不对称可能代表组织应激、溃疡、炎症和感染的早期标志。
近年来，由于热成像技术和图像处理软件的进步，红外热成像在糖尿病足护理中的应用显著增加。该技术提供客观且可重复的皮肤温度测量，并具有支持糖尿病足并发症早期诊断、风险分层和远程监测的潜力。此外，其无创性和无辐射暴露的特点使其成为重复临床评估的理想选择。
尽管对热成像评估的兴趣日益增加，但关于其在DFI诊断和监测中具体作用的证据仍然有限且异质性较大。虽然García-de-la-Pe?a等人（2024）近期的一项系统综述和荟萃分析评估了红外热成像在广泛足病学疾病中的应用，包括糖尿病足溃疡预防、周围动脉疾病、肌肉骨骼疾病和甲真菌病，但尚无既往综述专门综合其在糖尿病足感染诊断和监测中的现有证据。鉴于感染与其他糖尿病足并发症相比具有独特的病理生理机制、诊断挑战和临床意义，有必要进行一项聚焦的系统综述，以严格评估现有证据并识别现存知识空白。因此，热成像在DFI管理中的临床适用性仍不确定。
因此，本系统综述旨在评估红外热成像在糖尿病足感染诊断和监测中作用的现有证据，特别关注其诊断效用、临床适用性以及在预测疾病进展和治疗反应方面的潜在价值。
2. 材料与方法
2.1. 研究设计
开展了一项系统综述，以评估红外热成像在糖尿病足感染（DFI）诊断和监测中的作用。方法学遵循系统综述和荟萃分析优先报告条目（PRISMA）声明的建议。PRISMA 2020清单及其在稿件中的位置见补充表S1。研究问题根据人群、干预、比较和结局（PICO）框架制定。综述目标是确定热成像评估是否有助于糖尿病足感染的诊断，并识别与糖尿病足并发症相关的热模式。
2.2. 文献检索策略
使用电子数据库PubMed（MEDLINE）和Scopus进行全面文献检索。检索策略结合了受控词汇（适用时使用MeSH词）和与糖尿病足及红外热成像相关的自由文本关键词。最初为PubMed制定的检索策略随后调整为其他数据库的语法。由于涉及糖尿病足感染的研究常以糖尿病足或糖尿病足溃疡等更宽泛的术语进行索引或描述，因此采用了刻意敏感的检索策略。随后根据预定义的PICO标准通过标题/摘要和全文筛选确定资格。检索过程中最初未对研究设计施加限制。此外，对相关文章参考文献列表进行手工检索，以识别电子数据库未检索到的潜在合格研究。
2.3. 资格标准
纳入标准：符合以下条件的原始研究文章：临床试验、先导性研究、随机临床试验或观察性研究；评估热成像在糖尿病足感染患者中应用的研究；研究热成像评估的诊断或监测价值；以及以英语、西班牙语、法语、德语或意大利语发表的文章。排除标准：系统综述、叙述性综述或荟萃分析；与糖尿病足病无具体相关的研究；未将热成像作为诊断或监测工具评估的研究；提供信息不足以进行数据提取的研究；以及社论、会议摘要、致编辑的信函或专家意见类文章。
2.4. 研究筛选
两名评审员独立筛选所有检索记录。随后根据预定义的纳入和排除标准评估全文文章的资格。评审员之间的分歧通过讨论和共识解决。研究筛选过程见PRISMA流程图。
2.5. 数据提取
两名评审员使用为本综述专门制定的标准化数据收集表独立进行数据提取。从每项研究中提取以下变量：第一作者、发表年份、参与者数量、研究设计、糖尿病足分类系统、热成像评估类型、评估参数、研究目标和主要发现。
2.6. 偏倚风险和方法学质量评估
两名评审员使用根据每项纳入研究的设计和主要目标选择的验证工具独立评估偏倚风险和方法学质量。评估红外热成像诊断或检测性能的研究使用诊断准确性研究质量评估工具-2（QUADAS-2）进行评估。QUADAS-2评估四个领域的偏倚风险：患者选择、待评价试验、参考标准和流程与时间。Armstrong等人的研究使用Joanna Briggs Institute（JBI）队列研究关键评估清单进行评估。Hutting等人的前瞻性病例系列研究使用JBI病例系列关键评估清单进行评估。领域级判断在证据解释中单独考虑。
2.7. 证据等级和推荐等级
纳入研究的证据等级和推荐等级根据牛津循证医学中心（OCEBM）证据等级框架进行分类。此外，记录每项研究的科学引文索引扩展版（SCIE）分区排名和期刊影响因子。
2.8. 结局指标
本综述的主要结局是热成像在识别与糖尿病足感染相关的热改变方面的有用性。次要结局包括：检测与感染临床体征相关的温度差异；热模式与糖尿病足并发症之间的关联；以及热成像在监测感染严重程度和治疗反应方面的效用。由于纳入研究在设计、热成像方法和结局指标方面存在异质性，未进行定量荟萃分析。
2.9. 方案注册
本系统综述的方案未注册。然而，综述方法在综述过程启动前已预先规定，并根据PRISMA指南进行。
3. 结果
3.1. 研究筛选
电子数据库检索共识别54条记录。去除重复研究并筛选标题和摘要后，22篇文章被认为可能合格并接受全文评估。详细评估后，16项研究因不符合预定义纳入标准而被排除。最终6项研究纳入最终定性综合。2026年6月更新文献检索后，额外记录被筛选。然而，没有进一步的研究符合预定义的资格标准，因此未纳入其他研究。
3.2. 纳入研究的特征
六项纳入研究发表于2006年至2020年间，共涉及552例1型或2型糖尿病参与者。四项为观察性研究，两项为先导性研究。所有纳入研究的证据等级均为4级，推荐等级为C级。纳入研究的整体偏倚风险为低至中等。主要关注点与患者选择相关，原因是便利抽样和样本量较小，而待评价试验和参考标准领域总体偏倚风险较低。大多数研究充分报告了流程与时间。
3.3. 红外热成像的诊断和预后价值
Hazenberg等人评估了38例患者，使用摄影足部成像结合红外热成像，报告热成像评估是识别糖尿病足感染体征的有效且可靠的方法。作者得出结论，红外热成像可改善诊断评估，特别是在神经病变或结构畸形限制临床检查的患者中。Van Netten等人评估了皮肤温度测量在糖尿病足并发症患者中的诊断价值。作者报告，双足对应区域之间2.2 °C的温度差是检测糖尿病相关足部并发症的最佳阈值。此外，双足之间1.35 °C的平均温度差被确定为治疗紧迫性的有用指标。Liu等人使用红外热成像和自动化热不对称分析评估了76例患者。使用双足对应区域之间2.2 °C的阈值，作者成功识别了37个糖尿病足溃疡中的35个，检出率约为95%。
3.3.1. 与糖尿病足并发症相关的热模式
Van Netten等人开展了一项涉及15例患者的先导性研究，根据糖尿病足并发症严重程度分为三组。无可见并发症的患者双足之间无显著温度差异。相反，存在局部并发症（如角化过度或神经病变性溃疡）的患者受累区域温度升高超过2 °C。存在弥漫性并发症（包括感染性溃疡、Charcot神经关节病和严重肢体缺血）的患者双足温度差异超过3 °C。这些发现提示热不对称增加可能与糖尿病足病理的严重程度和范围相关。Van Netten等人还通过分析双足对应区域的平均温度差异评估了红外热成像检测糖尿病相关足部并发症的诊断性能。虽然1.35 °C的截断值被确定为最佳阈值，但作者得出结论，仅基于局部皮肤温度评估检测糖尿病相关足部并发症的诊断准确性相对较低。
3.3.2. 热成像用于监测感染严重程度和治疗反应
热成像用于监测糖尿病足感染的效用仍不太明确。Hutting等人评估了7例感染性足底糖尿病足溃疡患者，并研究了足底热不对称是否可用于监测感染严重程度和治疗反应。热不对称与感染严重程度或溃疡进展之间未观察到显著关系。因此，作者得出结论，红外热成像作为监测工具的价值可能有限，尽管它仍可能提供诊断或预后信息。Armstrong等人分析了SIDESTEP试验中362例患者的数据，研究了皮肤温度差异与全身炎症标志物（包括白细胞计数、C反应蛋白、红细胞沉降率和Texas伤口分类）之间的关系。基线皮肤温度差异与全身炎症标志物之间未发现显著相关性。然而，热测量评估在临床随访期间监测局部组织变化方面仍然有用。
3.4. 偏倚风险和方法学质量评估
四项评估红外热成像诊断或检测性能的研究使用QUADAS-2工具进行评估。主要方法学问题在患者选择和待评价试验领域。四项研究中有三项因使用便利样本、目的性选择人群或根据糖尿病足并发症存在和严重程度定义的小组而被判定为高选择偏倚风险。三项研究在待评价试验领域被判定为高偏倚风险，因为热阈值或图像分析算法是在同一研究人群中开发和评估的，没有独立的外部验证。两项研究在参考标准领域呈现高偏倚风险。所有四项研究的流程与时间均被判定为低偏倚风险。适用性关注主要与患者选择相关。所有四项研究均纳入具有糖尿病足并发症的异质性人群，而非仅由糖尿病足感染患者组成的群体。
两项主要关注监测感染严重程度或治疗反应的研究使用设计特异性JBI关键评估工具进行评估。Armstrong等人的研究在方法学上具有优势，包括大型多中心样本、标准化测温方案、研究者培训和随访测量参与者比例高。然而，分析属于二次分析、混杂因素调整不完整、未在完整治疗疗程结束时进行热测量评估，以及10 °F阈值的探索性评估引起了关注。Hutting等人的研究明确报告了资格标准、热成像采集方案、临床评估程序和结局。然而，使用便利样本、未证明连续或完整招募，以及仅纳入7名参与者，严重限制了其发现的精确性和可推广性。
3.5. 总体发现
总体而言，现有证据表明红外热成像能够识别与糖尿病足感染和其他糖尿病足并发症相关的局部温度升高。双足对应区域之间约2.2 °C的温度差被一致报告为检测糖尿病足病理的临床相关阈值。然而，有限的现有证据不支持热成像发现与感染严重程度、疾病进展或治疗反应之间的相关性。
4. 讨论
糖尿病足感染（DFI）仍然是糖尿病最具挑战性的并发症之一，是全球住院、下肢截肢和医疗支出增加的主要原因。感染的早期识别对于优化治疗结局和防止进展为严重组织损伤至关重要。因此，人们对能够在明显临床表现出现前识别病理变化的补充诊断工具越来越感兴趣。本系统综述的发现表明，红外热成像可能通过检测与炎症和感染过程相关的局部温度变化，成为DFI诊断的一种有前景的辅助工具。
所有纳入研究均调查了热成像评估在糖尿病足并发症患者中的应用，尽管在研究设计、患者特征、热成像设备和评估结局方面存在显著异质性。尽管存在这些差异，大多数研究报告了局部温度升高与糖尿病足并发症之间的关联，支持红外热成像作为辅助诊断方式的潜在作用。Hazenberg等人证明红外热成像结合摄影评估为识别糖尿病足感染体征提供了有效且可靠的方法。这些发现在周围神经病变或足部畸形的患者中尤为重要，因为临床检查可能更具挑战性，经典感染体征可能不太明显。
本综述中确定的最具临床相关性的发现之一是对侧足对应区域之间热不对称的反复观察。Van Netten等人确定2.2 °C的温度差为检测糖尿病相关足部并发症的最佳阈值。同样，Liu等人报告该阈值在其研究人群中成功识别了95%的糖尿病足溃疡。这些发现跨独立研究的一致性提示热不对称可能代表糖尿病足病理过程的一个敏感标志。
热不对称分析的使用具有若干实际优势。与可能受检查者经验和观察者间变异影响的视觉临床评估不同，热成像提供关于局部炎症活动的客观且可量化的数据。此外，红外成像技术和自动化图像分析的进步可能促进标准化诊断算法的发展，从而支持临床决策。这些方法在专科糖尿病足单元、多学科诊所和远程医疗项目中可能特别有用，因为这些场所需要快速且可重复的评估方法。
除潜在的诊断作用外，热成像还可能有助于在临床明显溃疡发展前识别糖尿病足并发症。Van Netten等人证明存在局部并发症的患者温度升高超过2 °C，而弥漫性并发症（如感染性溃疡、Charcot神经关节病或严重肢体缺血）与超过3 °C的温度差异相关。这些观察支持热改变可能反映疾病严重程度的假设，并提示热成像可能在风险分层和早期干预策略中发挥作用。
然而，热成像用于监测感染严重程度和治疗反应的效用仍不确定。Hutting等人发现感染性糖尿病足溃疡患者的足底热不对称与感染严重程度或溃疡进展之间无显著关联。同样，Armstrong等人报告基线皮肤温度差异与全身炎症标志物（包括白细胞计数、C反应蛋白水平和红细胞沉降率）之间无相关性。虽然这些发现并不否定热成像的诊断价值，但它们提示单独的温度测量可能不足以监测治疗反应，应与临床、微生物学和实验室发现结合解释。
热成像在糖尿病足护理中具有若干优势。该技术无创、无痛、快速，且不使患者暴露于电离辐射。此外，可无风险地进行重复测量，使热成像适用于纵向评估和远程监测应用。便携式红外设备的日益普及可能进一步促进热成像评估在专科糖尿病足单元和社区医疗环境中的实施。
然而，若干限制目前限制了热成像在临床实践中的广泛采用。最重要的挑战之一是缺乏标准化的采集和解释方案。环境条件，包括室温、湿度和患者适应时间，可能影响热成像测量并影响可重复性。此外，个体间的生理变异性、外周灌注差异和步态模式变化可能导致测量变异性。这些因素强调在热成像常规纳入临床指南之前需要进行严格标准化。
另一个重要限制是热成像发现的相对较低特异性。虽然温度升高可能提示感染，但类似的热改变也可发生在其他炎症状况中，包括机械过载、急性Charcot神经关节病、创伤和局部组织刺激。因此，热成像发现不应孤立地视为诊断性，而应作为全面临床评估的一部分，包括病史、体格检查、微生物学调查和适当时的补充影像学检查。
设计特异性的偏倚风险评估识别了在解释现有证据时应考虑的若干限制。在诊断和检测研究中，主要关注涉及便利或目的性抽样、热阈值的数据驱动选择、在同一研究人群中开发和评估算法，以及用于确定糖尿病足感染的临床参考标准的局限性。适用性也受到限制，因为大多数研究纳入异质性糖尿病足并发症，而非仅由糖尿病足感染患者组成的群体。
监测研究也存在重要的方法学限制。虽然Armstrong等人纳入大型多中心样本并使用标准化测温程序，但该分析属于二次分析，混杂因素未完全处理，且未在完整治疗疗程结束时获得温度测量。Hutting等人使用了明确定义的临床和热成像程序，但其仅7名参与者的便利样本严重限制了发现的精确性和可推广性。总体而言，这些限制降低了对当前估计的信心，并强化了对具有连续招募、预设热阈值、独立验证队列和适当临床参考标准的充分把握度前瞻性研究的需求。
本综述也存在若干限制。首先，仅6项研究符合资格标准，反映了关于热成像在DFI中应用的现有证据数量有限。其次，纳入研究在研究设计、参与者特征、热成像设备、采集方案和结局指标方面存在显著异质性。第三，所有纳入研究均被分类为4级证据，推荐等级为C级，表明证据水平总体较低。
尽管存在这些限制，本综述对热成像在糖尿病足感染中作用的现有证据进行了全面综合。现有文献支持热评估的潜在诊断价值，特别是通过评估对侧足区域之间的温度不对称。然而，需要涉及更大患者队列的高质量前瞻性研究，以建立标准化温度阈值、验证诊断算法，并确定将热成像纳入糖尿病足管理方案的临床和经济影响。未来研究应聚焦于具有标准化采集方案和稳健方法学设计的多中心前瞻性研究。此外，热成像与人工智能、自动化图像分析和远程监测技术的整合可能代表改善糖尿病足并发症早期检测和管理的有前景的途径。
临床意义和未来展望
从临床角度看，现有证据提示红外热成像在疑似糖尿病足感染患者的早期评估中可能最为有用，此时局部皮肤温度升高或热不对称可在明显炎症体征出现前支持临床怀疑。在此背景下，热成像应被视为辅助评估工具而非独立诊断方法。相反，当前证据不支持将红外热成像常规用于监测感染严重程度、治疗反应或疾病进展。现有研究发现热成像发现与炎症标志物、感染严重程度或临床演变之间无一致关系。此外，所有纳入研究均在门诊或专科糖尿病足环境中进行。因此，目前证据不足以推荐在急诊科、住院环境或严重糖尿病足感染患者中常规使用热成像。未来前瞻性研究应根据验证的糖尿病足感染严重程度分类（如IWGDF/IDSA系统）评估其在不同医疗环境中的临床效用。
5. 结论
红外热成像似乎是通过识别局部皮肤温度升高和双足对应区域之间的热不对称来早期检测糖尿病足感染的一种有前景的辅助工具。当前证据提示热不对称，特别是约2.2 °C的温度差，可能有助于糖尿病足病理的早期识别并支持临床评估。然而，现有证据有限且异质性较大，目前证据不足以支持将红外热成像用于监测感染严重程度、疾病进展、治疗反应或预后。因此，热成像应被视为全面临床评估的辅助手段而非替代方法。在推荐热成像常规用于糖尿病足感染监测之前，需要使用标准化采集方案和独立验证的精心设计前瞻性研究。
