新方法揭示了糖尿病皮肤并发症

多学科研究团队出版了他们的研究“糖尿病梅巴特斯的皮肤并发症，通过偏振高光谱成像和机器学习揭示”医学成像上的IEEE交易。

在出版物中，利用新出现的基于光子学的技术，机器学习中的创新解决方案，以及明确的生理特征，研究人员介绍了一种能够在早期阶段评估糖尿病皮肤并发症的诊断方法。

在这项工作中，我们对我们的光学设备和我们在芬兰科学院项目框架下开发的方法进行了临床验证。奥卢大学的兼职教授亚历山大·贝科夫说，这种方法可以在早期阶段对糖尿病可能的皮肤并发症进行非接触检测，也可以进行广泛的人群筛查。他在下面的回答中更详细地解释了这项研究。

关键结果是什么？

我们已经开发并进行了紧凑，便携式光学装置的临床试验，用于人体皮肤的非接触功能表征。该装置可以远程测量血氧水平，血液含量的空间图，并评估皮肤胶原结构的变化。为此，高光谱成像和偏振感测技术组合在一起，并伴随着基于人工神经网络的信号处理的先进算法。

Hyperspectral成像是一种通过常规成像和光谱分子的技术。最初开发为复杂的卫星或基于飞机的系统，该技术终于发展成为一种紧凑的成像工具，可用于医疗，工业和其他相关应用。使用该技术，可以获得对象的空间和光谱信息。获得的3-D图像（两个空间和一个光谱尺寸）由约为百分之百或更多的谱带组成，用于对象的每个测量的像素。这种精确的光谱和空间信息可以详细分析任何对象或环境。从另一侧，光学偏振感测允许通过传统的高光谱成像进行远程评估未经证明的物体内的结构变化。神经网络算法的实现允许基于先进的数值模型接近实时图像处理，例如，我们在研究中使用的七层皮肤模型。

该系统已被用于揭示糖尿病患者皮肤血液微循环和皮肤结构的早期变化。对患者足部的背侧表面进行了成像。有人观察到糖尿病患者与健康志愿者的对照组相比，患皮肤血液含量增加，同时，氧气水平降低。此外，糖尿病组具有增加的偏振指数，其归因于皮肤胶原结构的变化。因此，可行性研究的结果，以及对糖尿病和健康志愿者患者的实际测试，清楚地表明了发育方法对糖尿病和对照组的能力。

为什么结果重要而有趣?

早期及时发现糖尿病引起的皮肤病至关重要。糖尿病患者的高血糖水平会对身体的许多部位造成损害，如眼睛、肾脏、腿和脚。糖尿病时的代谢改变会导致大动脉阻塞，但也会损害下肢小血管的循环。这些变化会引起并发症糖尿病足溃疡是主要的。它发生在2-6％的1型患者中，患有糖尿病患者。如果未经处理过的话，糖尿病溃疡可能会感染并发展深层组织坏死，这可能需要截肢。通过主要截肢的肢体损失可能是糖尿病最严重的并发症，大大恶化了生活质量和医疗保健系统的巨大负担。截肢的经济成本也是巨大的。鉴于人口老龄化，危险的患者的数量将增加即将到来的十年。

众所周知，在糖尿病的第一年甚至在临床症状和并发症出现之前，已经在糖尿病的第一年甚至在预测条件下注册了微血管病变。及时检测病变，然后进行适当的治疗使得可以在早期的临床前阶段逆转其发展，从而节省健康，生命和金钱。

谁受到主题的影响和结果？结果可以在哪里和谁是有利的？

我们的系统可能能够进行伤口愈合和治疗方法的监测，包括糖尿病足溃疡，皮肤灼伤或与组织氧合不足相关的术后并发症。

本研究重点是糖尿病患者。临床医生可用于诊断皮肤糖尿病并发症的常见方法的常见缺点是它们无法以非侵入性和非接触方式评估组织代谢，以及确定最可能暴露于的皮肤区域的位置发展营养溃疡。

利用高光谱和偏光敏感光学方法是提高诊断质量的途径之一。其优点是无创、分辨率高、成本低。利用非侵入性光学成像方法获得的信息，可以识别糖尿病足综合征风险增加的患者，并评估下肢最容易发生溃疡性缺损的区域。

如果结果改变了当前的做法（例如在医疗保健系统中？）

我们不设想目前的实践中的戏剧性变化。然而，该技术可以帮助医生在执行诊断和做出决定方面更客观。该技术可以在未来适用于患者的自我监测，这符合个性化医疗保健的策略。

您是否用真正的患者完成了临床测试？

是的，我们与拉脱维亚大学的同事合作，在诊所对20名糖尿病患者和20名健康志愿者进行了测试，他们帮助组织了测试。

结果的科学意义是什么？

据我们所知，目前的作品是第一个适用于体内糖尿病皮肤和蒙特卡罗培训的体内研究的高音光谱分析偏振指数人工神经网络用于处理高光谱测量数据。所提出的诊断参数可以作为糖尿病并发症的生物标志物。它们还可用于评估旨在预防或逆转糖尿病并发症的治疗程序。我们的结果可以促进高光谱成像的生物医学应用的发展，并在与年龄相关疾病的研究中发出新方向。

有必要做进一步的研究吗?

这将是有兴趣进行测试开发的系统和数据处理方法的其他相关临床应用上述。同时，荧光传感技术的应用也具有巨大的潜力高光谱成像的代谢皮肤我们将来计划的成像。

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