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周家晨|梁思琪|朴正贤|阮安|宋明洙西安交通大学-利物浦大学先进技术学院，中国苏州215123摘要准确及时地评估烧伤深度对于确定有效的治疗策略和改善患者预后至关重要。然而，传统的诊断方法（如视觉检查和组织学分析）受到主观性、侵入性和诊断延迟的限制。光声成像（PAI）是一种结合了光
周家晨|梁思琪|朴正贤|阮安|宋明洙
西安交通大学-利物浦大学先进技术学院，中国苏州215123
摘要
准确及时地评估烧伤深度对于确定有效的治疗策略和改善患者预后至关重要。然而，传统的诊断方法（如视觉检查和组织学分析）受到主观性、侵入性和诊断延迟的限制。光声成像（PAI）是一种结合了光学对比度和超声分辨率的混合技术，由于其对于内源性色素的高敏感性和深度分辨功能成像的能力，已成为生物医学应用中的有前景的工具。尽管已经研究了多种用于非侵入性烧伤评估的PAI配置，但目前还缺乏对该特定应用的全面综述。为了解决这一空白，本文详细介绍了PAI的基本原理，评估了其在烧伤深度评估中的独特优势，并讨论了当前的技术进展、转化挑战和未来展望。
部分摘录
引言和背景
人类皮肤覆盖了平均成年人身体表面积的约2%，是人体最大的器官[1]。皮肤由三层主要结构组成：表皮、真皮和皮下组织。除了作为身体的主要保护屏障外，皮肤还调节着重要的生理功能，如感觉、温度调节、液体平衡和维生素D的合成[2]。皮肤烧伤会破坏这种结构完整性，并干扰这些关键功能，可能导致...
PAI的原理
PAI是一种先进的成像技术，它结合了光学成像的高光学吸收对比度和光谱特异性以及超声检测的可扩展空间分辨率[40]。与纯光学技术不同，后者的高分辨率性能由于严重的光子散射而仅限于表层组织，PAI利用光进行激发，利用超声进行检测，从而克服了光学扩散的限制。因为组织中的声散射程度...
动物模型中的烧伤深度评估
动物模型，特别是啮齿类动物和猪，由于其可控的损伤程度和与人类皮肤的生理相似性，成为验证烧伤深度评估技术的关键平台。
早期对烧伤严重程度的光声评估研究主要使用大鼠模型来验证诊断可行性。由于当时生成地形图像的技术限制，这些研究主要集中在分析原始的单点数据上...
PAI在烧伤评估中的优势和局限性
由于其独特的工作原理，PAI结合了基于光的技术的高光学对比度和超声的空间分辨率[28]，在烧伤评估方面明显优于传统的成像方式。同时，PAI也面临技术和实际应用方面的挑战，这些挑战目前限制了其临床转化。本节提供了PAI与传统诊断方法之间的结构化比较，概述了其主要优势和局限性，以指导未来的发展...
PAI改进的方向
要克服第4.2节中描述的转化障碍，需要在系统设计和计算分析方面采取有针对性的优化策略。
展望与总结
本综述总结了PAI在烧伤评估方面的现状，从其基本原理和系统原型设计到广泛的临床前验证，再到正在进行的临床转化工作。虽然PAI在客观量化微血管完整性和区分烧伤严重程度方面的潜力已经得到充分证实，但从研究工具发展成为常规临床仪器需要跨多个维度的优化...
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
本研究部分得到了西安交通大学-利物浦大学研究生研究奖学金（PGRS）[资助编号：FOSA2406037]、西安交通大学-利物浦大学研究发展基金[资助编号：RDF-23-01-119]、湖南省自然科学基金[资助编号：2025JJ70638]以及湖南省教育厅科学研究基金[资助编号：24C0233]的支持。
