一种用于检测急性创伤性颅内出血的手持式近红外扫描仪

【字体: 时间:2026年03月06日 来源:Scientific Reports 3.9

编辑推荐:

  研究人员为满足临床即时、远程检测急性创伤性颅内出血的需求,评估了手持式近红外扫描仪(Archeoptix NIRD)的实用性。该研究在37名颅内出血患者和40名健康对照中验证了该设备。结果显示,其识别出血的敏感度和准确病灶定位率均极高,展现了其作为床旁或远程诊断工具的应用潜力。

  
在创伤性脑损伤(Traumatic Brain Injury, TBI)的救治过程中,颅内出血的快速准确诊断是挽救生命、改善预后的关键。传统的诊断金标准——计算机断层扫描(Computed Tomography, CT),虽然精准,但其设备体积庞大、价格昂贵,且存在电离辐射风险。这使得在战场、偏远地区、灾难现场、院前急救乃至基层医疗机构等场景下,快速获取颅内影像信息变得异常困难。医生们常常面临一个困境:如何在没有大型影像设备支持的环境下,及时判断患者是否存在需要紧急处理的颅内出血?这种诊断能力的“真空地带”呼唤一种便携、快速、无辐射的检测工具。近红外光谱(Near-Infrared, NIR)技术因其能穿透生物组织并被血液中的血红蛋白特异性吸收的特性,为这一难题提供了潜在解决方案。近期,一项发表在《Scientific Reports》上的研究,就为我们带来了一种可能改变游戏规则的新设备。
为了评估手持式近红外扫描仪在真实临床场景下的诊断能力,研究人员进行了一项前瞻性队列研究。他们招募了两组受试者:一组是经CT确诊的创伤性颅内出血患者,在受伤后24小时内由神经外科收治;另一组是没有任何头部创伤史或神经系统症状的健康对照者。所有受试者都接受了Archeoptix NIRD设备的扫描。该设备的工作原理是发射近红外光穿透头皮和颅骨,探测颅内血红蛋白浓度变化,并生成一幅近似显示出血位置的头颅示意图。为确保评估的客观性,由对CT结果不知情的评审员来判读每一份扫描结果,判断是否存在出血以及出血位置是否与CT结果相符。研究团队最终成功收集了37名出血患者和40名对照者的扫描数据,并对其准确性、实用性和操作体验进行了详细分析。
关键技术方法:本研究的核心技术是手持式近红外扫描(Archeoptix NIRD device)。研究采用前瞻性队列设计,样本来源为神经外科收治的创伤后24小时内的颅内出血患者,以及无头外伤史的健康对照。关键实验步骤包括对受试者进行单次NIRD扫描,生成颅内出血位置示意图。数据分析采用盲法评审,由不知晓CT结果的评审员独立判读扫描图像,评估出血存在与否及定位准确性,并与金标准CT影像进行比对,计算设备的敏感度、特异性及定位正确率。
研究结果
1. 极高的检测敏感度与特异性
评审员的判读结果令人印象深刻。在全部37名经CT确认的颅内出血患者中,NIRD扫描被判定为存在出血,敏感度达到了100%。同时,在40名健康对照者中,所有扫描均被正确判定为无出血,特异性也为100%。这一结果初步证明,该设备在区分有无颅内出血方面具有极高的准确性。
2. 准确的出血定位能力
除了判断有无出血,准确判断出血位置对于临床决策同样至关重要。研究显示,在37例阳性扫描中,有35例的出血位置被准确判定,与CT影像所显示的结果相匹配,定位正确率高达94.6%。这表明NIRD设备不仅能“发现”出血,还能在一定程度上“描绘”出出血的大致位置,为后续处理提供了有价值的信息。
3. 操作实践中的挑战与时间成本
研究也记录了实际操作中遇到的一些挑战。为了获得可判读的图像,操作者有时需要进行重复扫描。这些重复主要源于两种用户操作错误:外部光线干扰和探测器与头皮接触不良。值得注意的是,这些情况在出血患者组中发生得更频繁,这可能与患者躁动、头部包扎或紧急救治环境有关。每次重复扫描都会略微增加完成整个扫描路径所需的总时间,这对设备的易用性和在紧急情况下的适用性提出了优化方向。
结论与讨论
本研究初步验证了Archeoptix NIRD手持式近红外扫描仪作为一种新型床旁诊断工具,在检测急性创伤性颅内出血方面的巨大潜力。其在对阵CT金标准时表现出的100%敏感度和特异性,以及超过94%的准确定位率,为它在资源有限环境下的应用提供了强有力的证据支持。该设备的核心价值在于其便携性和无辐射性,使其有望填补院前急救、野战医疗、偏远地区诊所乃至体育赛场边等场景的颅内出血快速筛查空白。它可以作为一种有效的“分流”工具,帮助医护人员快速识别需要紧急转运至上级医院进行CT检查的重症患者,优化医疗资源分配,缩短救治时间窗。
当然,本研究作为一个初步的可行性验证队列,样本量相对有限,且所有出血患者均来自神经外科,出血量均大于3毫升且位于头皮3.5厘米深度范围内,这在一定程度上限定了其结论的适用范围。设备对更少量出血、更深部出血或非创伤性出血的检测能力尚不明确。此外,研究中观察到的因外部光线和接触问题导致的重复扫描,提示设备的用户体验和操作鲁棒性有待进一步优化,可能需要更简化的操作流程或更智能的实时反馈系统。
综上所述,Archeoptix NIRD设备展现出了成为革命性点-of-(care)诊断工具的曙光。未来的研究需要在更大人群、更多样化的出血类型和更接近真实使用环境(如救护车、急诊室)中,进一步全面评估其敏感性、特异性、用户友好度以及对临床结局的最终影响。如果这些挑战得以克服,这种手持扫描仪很可能重塑颅内出血的早期诊断格局,让生命体征监护仪一样普及的颅内出血监测成为可能。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号