Combined reflectance confocal microscopy/optical coherence tomography imaging for skin burn assessment

Abstract

A combined high-resolution reflectance confocal microscopy (RCM)/optical coherence tomography (OCT) instrument for assessing skin burn gravity has been built and tested. This instruments allows for visualizing skin intracellular details with submicron resolution in the RCM mode and morphological and birefringence modifications to depths on the order of 1.2 mm in the OCT mode. Preliminary testing of the dual modality imaging approach has been performed on the skin of volunteers with some burn scars and on normal and thermally-injured Epiderm FTTM skin constructs. The initial results show that these two optical technologies have complementary capabilities that can offer the clinician a set of clinically comprehensive parameters: OCT helps to visualize deeper burn injuries and possibly quantify collagen destruction by measuring skin birefringence, while RCM provides submicron details of the integrity of the epidermal layer and identifies the presence of the superficial blood flow in the upper dermis. Therefore, the combination of these two technologies within the same instrument may provide a more comprehensive set of parameters that may help clinicians to more objectively and nonivasively assess burn injury gravity by determining tissue structural integrity and viability.

Burn Depth Assessment in Thermal Skin Burns: Review

“…Prognoz açısından iyileşme potansiyeli ve yanık derinliğiyle bağlantılı olan taranmış alanlarda perfüzyonun iki boyutlu gö-rüntüsünü oluşturur. 2,14,37,38 Yanıklarda renk haritasında yüksek perfüzyon olan bölgeler (örneğin; yüzeysel epidermal ve yüzeysel dermal) kırmızı/sarı görünürken, orta ve daha düşük perfüzyon olan alanlarda (örneğin; derin dermal) yeşil/mavi ve düşük perfüze bölgelerde ise mavi renk olarak göz-lenir. 8 LDI yanık yara derinliğinde oldukça geçerli bir ölçüm metodudur ve eğer yanık yarası enfeksiyondan arındırılmışsa kesinliği %99'un üstündedir.…”

“…Ancak yanıklar için kullanılan Flammazine (Flamacerium) uygulamasından sonra LDI ile derinlik ölçümünün hatalı değerlendirmelere neden olmadığı rapor edilmiştir. 37,38 Diğer bir dezavantajı ise bu ticari aletlerin büyük olması ve 50x50 cm'lik bir alanın değerlendirilmesinin birkaç dakikadan fazla sür-mesi nedeni ile artefaktların oluşmaması için hastaları hareketsiz tutmanın sorun oluşturabilme-sidir. 23 Ayrıca, LDI yanmış bölgenin altındaki sağ-lıklı dokuya ait kandan orijin alan sinyalleri ölçtüğü için elde edilen bilgiler her zaman deri yanığının derecesini doğrudan yansıtmayabilir.…”

“…Bu analiz, yanık alanındaki nekrotik doku, skarlaşma ve dermal damarlardaki oksijen yoğun-luğundan yararlanılarak yapılmaktadır. 37,48 Yanık değerlendirilmesi yansıyan kırmızı, yeşil ve kızıl-ötesi ışınların multispektral analiziyle yapılır. Son zamanlarda optikal yansıma multispektral görün-tülemenin endüstriyel örnekleri, bu tekniğin klinik geçerliliğini belirlemek amacıyla çeşitli yanık merkezlerinde kullanılmaktadır.…”

“…Son zamanlarda optikal yansıma multispektral görün-tülemenin endüstriyel örnekleri, bu tekniğin klinik geçerliliğini belirlemek amacıyla çeşitli yanık merkezlerinde kullanılmaktadır. 2,3,7,37 P Po ol la ar ri iz za as sy yo on na a D Du uy ya ar rl lı ı O Op pt ti ik ka al l U Uy yu um ml lu u T To o--m mo og gr ra af fi i [ [O Op pt ti ic ca al l C Co oh he er re en nc ce e T To om mo og gr ra ap ph hy y ( (O OC CT T) )] ]: : yanıktan yansıyan ışının polariteyi değiştirme genişliğini ölçer. Termal hasar sonucu kollajenler ve bileşenlerindeki denatürasyon ile çiftkırılımda azalma oluşur.…”

“…37,42,49 Ancak, doku hasarını güvenilir bir şekilde saptamak ve her bir hücreyi analiz etmek için yeterli çözünürlüğe sahip olmamasından dolayı epidermal katmandaki yüzeysel yanıkların OCT ile değerlendirilmesi çok güvenilir değil-dir. 37,42 OCT tekniğinin, yanık yarasının gelişimini ve iyileşme durumunu takip etmek için deneysel koşullarda faydalı olduğu, ancak klinik olarak bunun doğruluğunun henüz kanıtlanmadığı bilinmektedir. 3,7 Ayrıca, örneklem derinliği yaklaşık 1-2 mm ile sınırlı olduğundan klinik kullanım için yeterli değildir.…”