مقدمه

زخم‌های مزمن یکی از چالش‌های بزرگ نظام‌های سلامت در سراسر جهان هستند که میلیون‌ها نفر را درگیر کرده و میلیاردها دلار هزینه سالانه به دنبال دارند. از جمله این زخم‌ها می‌توان به زخم پای دیابتی، زخم فشاری و زخم‌های وریدی پا اشاره کرد که معمولاً در افراد مسن، بیماران مبتلا به دیابت یا افرادی با مشکلات عروقی و حرکتی بروز می‌کنند. این زخم‌ها اغلب در مرحله التهاب متوقف شده، ترمیم طبیعی آنها به کندی پیش می‌رود و مستعد عفونت و دیگر عوارض هستند. تشخیص زودهنگام وضعیت واقعی زخم و پیش‌بینی روند ترمیم، برای انتخاب درمان مناسب و جلوگیری از وخامت آن، اهمیت حیاتی دارد.

روش‌های ارزیابی سنتی عمدتاً بر مشاهده بالینی، استفاده از مقیاس‌های درجه‌بندی و ثبت تصاویر دو‌بعدی با دوربین دیجیتال متکی هستند. این روش‌ها گرچه اطلاعات مفیدی از اندازه و ظاهر زخم ارائه می‌دهند، اما نمی‌توانند عمق، حجم یا تغییرات میکروسکوپی بافت را ارزیابی کنند و قادر به پیش‌بینی دقیق مسیر ترمیم نیستند. در دو دهه اخیر، فناوری‌های تصویربرداری پیشرفته به‌ویژه روش‌های نوری (Optical Imaging) و پروب‌های مارکری (Marker-specific probes) به تدریج وارد عرصه تشخیص و پایش زخم شده‌اند.

برخی روش‌های مهم شامل تصویربرداری کامپیوتری (CT)، SPECT، MRI، تصویربرداری تراهرتز، سونوگرافی، تصویربرداری لیزری داپلر (LDI)، تصویربرداری دامنه فرکانس مکانی (SFDI)، تصویربرداری طیفی نزدیک فروسرخ (NIR spectroscopy)، تصویربرداری هایپراسپکترال (HSI)، تصویربرداری همدوسی نوری (OCT)، تصویربرداری فلورسانس و ترمال هستند. هر کدام مزایا و محدودیت‌هایی دارند؛ مثلاً HSI امکان ارزیابی اکسیژن‌رسانی بافت و ساختار میکروواسکولار را می‌دهد اما عمق نفوذ محدودی دارد، در حالی که OCT تصاویر مقطعی با وضوح بالا از بافت فراهم می‌کند ولی میدان دید کوچکی دارد.

یکی از روندهای نوظهور، استفاده از پروب‌های شیمیایی و نوری برای اندازه‌گیری نشانگرهای زیستی ویژه زخم‌ها است؛ از جمله pH بافت، اکسیژن، دمای موضعی، گونه‌های فعال اکسیژن (ROS)، فعالیت آنزیم‌ها، سطوح ماتریکس‌متالوپروتئینازها (MMPs) و میزان نفوذپذیری پوست (TEWL). این نشانگرها می‌توانند نمایانگر مرحله ترمیم یا وجود التهاب و عفونت باشند. برای نمونه، pH زخم‌های مزمن معمولاً قلیایی‌تر از زخم‌های در حال ترمیم است، و اکسیژن‌رسانی ناکافی اغلب با روند ترمیم ناقص مرتبط است.

پیشرفت‌های تازه شامل حسگرهای دو یا چند‌پارامتری هستند که به‌طور همزمان pH، اکسیژن و دیگر نشانگرها را پایش می‌کنند و به شکل زمان‌واقعی نقشه‌های رنگی از وضعیت زخم ارائه می‌دهند. این فناوری‌ها قابلیت سازگاری با ابزارهای کم‌هزینه مانند دوربین‌های دیجیتال یا گوشی‌های هوشمند را دارند و می‌توانند در منزل یا محیط بالینی کوچک استفاده شوند.

جمع‌بندی اینکه، تصویربرداری نوین در تشخیص زخم‌های مزمن با ترکیب فناوری‌های نوری، مارکرهای بیوشیمیایی و پردازش تصویر، افق جدیدی را برای پایش دقیق، پیش‌بینی مسیر ترمیم و انتخاب درمان شخصی‌سازی‌شده فراهم کرده است. این حوزه به ویژه برای متخصصان زخم، جراحان، و پژوهشگران علوم زیستی اهمیت دارد و می‌تواند به کاهش هزینه‌ها، بهبود کیفیت زندگی بیماران و جلوگیری از عوارض جدی همچون قطع عضو کمک شایانی نماید.

خلاصه کامل مقاله

۱. مقدمه و اهمیت موضوع

زخم‌های مزمن یکی از معضلات جدی نظام سلامت هستند که با طولانی شدن فرایند ترمیم، کیفیت زندگی بیماران را کاهش و هزینه‌های مراقبتی را افزایش می‌دهند. این زخم‌ها شامل زخم پای دیابتی (DFU)، زخم فشاری (PU)، زخم وریدی پا (VLU) و انواع دیگرند. ویژگی مشترک این زخم‌ها توقف یا کند شدن ترمیم در فاز التهابی و بروز مشکلاتی مثل عفونت، نکروز، و تشکیل بیوفیلم است. بر اساس آمار ارائه شده در مقاله، حدود ۱–۲٪ جمعیت جهان دچار این نوع زخم‌ها هستند و فقط در آمریکا بیش از ۶.۵ میلیون نفر مبتلا بوده و سالانه بیش از ۲۰ میلیارد دلار هزینه بر سیستم بهداشت تحمیل می‌شود.

روش‌های فعلی ارزیابی زخم عمدتاً متکی به مشاهدات بالینی، ثبت ابعاد و ظاهر ظاهری زخم از طریق چارت‌های استاندارد (BJWAT، درجه‌بندی زخم فشاری، Wagner) و عکسبرداری دوبعدی هستند. این روش‌ها قادر به تحلیل دقیق عمق بافت، وضعیت میکروسکوپی، یا پیش‌بینی سرعت ترمیم نیستند. ناتوانی در تشخیص زودهنگام مشکلات می‌تواند منجر به وخامت زخم و حتی قطع عضو شود.

۲. روش‌های استاندارد تصویربرداری و محدودیت‌ها

۲.۱. روش‌های پیشرفته (CT، SPECT، MRI، تراهرتز، سونوگرافی)

  • مزایا: فراهم کردن اطلاعات ساختاری، تشخیص تغییرات بافتی، شناسایی ناهنجاری‌های عمیق.
  • معایب: هزینه بالا، تجهیزات بزرگ، زمان‌بر بودن، محدودیت در ارزیابی پویای اکوسیستم زخم.

۲.۲. روش‌های نوری غیرتهاجمی

  1. تصویربرداری همدوسی نوری (OCT): تولید تصاویر مقطعی با وضوح بالا؛ بررسی مهاجرت اپیدرم، تشکیل اتصال درم–اپیدرم، تغییرات عروقی و کلاژنی؛ محدودیت در عمق نفوذ.
  2. تصویربرداری طیفی نزدیک فروسرخ (NIR spectroscopy): برآورد اکسی‌هموگلوبین و داکسی‌هموگلوبین؛ مشکل هم‌پوشانی طول‌موج‌ها و کاهش دقت.
  3. تصویربرداری هایپراسپکترال (HSI): ایجاد مکعب داده سه‌بُعدی برای تحلیل اکسیژن‌رسانی و میکروحفره‌های عروقی؛ امکان تشخیص عمق سوختگی؛ محدودیت در عمق نفوذ.
  4. تصویربرداری لیزر داپلر (LDI): بررسی جریان خون سطحی؛ محدودیت در تشخیص میکروسیرکولاسیون در بیماران با پرفیوژن پایین.
  5. تصویربرداری دامنه فرکانس مکانی (SFDI): اندازه‌گیری اکسیژناسیون و ساختار میکروسکوپی؛ زمان اسکن طولانی.
  6. تصویربرداری فلورسانس (ICG): نیازمند تزریق رنگ کنتراست (مثل ایندوسیانین‌گرین)؛ مناسب برای ارزیابی پرفیوژن؛ محدودیت در کاربرد روتین.
  7. تصویربرداری حرارتی: بر مبنای گرمای تابشی؛ امکان شناسایی التهاب و عفونت با تغییر دما؛ حساسیت و ویژگی محدود؛ اعوجاج ناشی از تبخیر.

۲.۳. تصویربرداری با دوربین دیجیتال

  • مزایا: ساده، ارزان، غیرتهاجمی، قابل حمل.
  • معایب: عدم توانایی در سنجش عمق و حجم؛ وابسته به نور محیط و کیفیت دوربین.

۳. مقایسه روش‌ها

مطابق جدول ۵ مقاله، هر روش شامل توضیح اصل عملکرد، کاربرد، مزایا و معایب است:

  • HSI و OCT برای بررسی ریزعروق مناسب ولی عمق نفوذ کم دارند.
  • SFDI زمان‌بر است.
  • LDI محدودیت در بیماران دیابتی با جریان خون کم دارد.
  • NIR و عکسبرداری دیجیتال ساده ولی ویژگی کم دارند.
  • فلورسانس دقیق ولی نیازمند تزریق است.

۴. نشانگرهای زیستی (Marker-Based Imaging)

۴.۱. اکسیژن

  • اکسیژن کافی برای آنژیوژنز، سنتز کلاژن و اپیتلیالیزاسیون ضروری است.
  • روش‌های NIR و فلورسانس (ICG) قادر به برآورد دقیق اکسیژن‌بندی و پرفیوژن هستند.
  • مطالعات نمایانگر توانایی در پیش‌بینی ترمیم قبل از کاهش اندازه زخم.

۴.2. pH

  • محیط اسیدی زخم باعث کنترل عفونت، فعال‌سازی مکانیسم‌های ضد‌میکروبی، بهبود آزادسازی اکسیژن، کاهش سمیت محصولات باکتریایی، و تحریک اپیتلیالیزاسیون و آنژیوژنز می‌شود.
  • زخم‌های مزمن اغلب pH قلیایی (۷–۹) و ترمیم کند دارند؛ تغییر pH از قلیایی به خنثی و سپس اسیدی نشانگر حرکت به سمت ترمیم طبیعی است.
  • فناوری‌های نوین سنجش pH شامل حسگرهای فوتولومینسانس دوبعدی، فیبرهای هیدروژلی حساس به pH، و سیستم‌های تصویربرداری همزمان pH و اکسیژن.

۴.۳. گونه‌های فعال اکسیژن (ROS)

  • ROS بیش‌ازحد، آسیب بافتی و مزمن‌شدن زخم را تشدید می‌کند.
  • پروب‌های فلورسانس و لومینسانس می‌توانند سطح ROS را پایش کنند.

۴.۴. MMPs، دما، و TEWL

  • ترشح بیش از حد MMPها تجزیه کلاژن و تأخیر در ترمیم ایجاد می‌کند.
  • تغییر دما می‌تواند فاز التهابی یا ایسکمیک را مشخص کند.
  • Transepidermal Water Loss (TEWL) شاخص نفوذپذیری و سلامت سد پوستی است.

۵. فناوری‌های ترکیبی و چندپارامتری

  • سیستم‌های تصویر‌برداری ترکیبی قادرند چند نشانگر (مانند pH و اکسیژن) را به شکل زمان‌واقعی و همزمان پایش کنند.
  • استفاده از کامپیوتر بینایی و پردازش تصویر می‌تواند نقشه‌های رنگی وضعیت زخم را ایجاد کند.
  • ادغام این فناوری‌ها با دستگاه‌های قابل حمل و گوشی هوشمند فرصت استفاده وسیع در منزل و کلینیک را فراهم می‌کند.

۶. چالش‌ها و آینده

  • لزوم افزایش عمق نفوذ تصویربرداری‌های نوری.
  • بهبود حساسیت و ویژگی، به‌ویژه در شرایط نوری متغیر و بیماران با پوست‌های تیره‌تر.
  • توسعه الگوریتم‌های پردازش تصویری هوشمند و یادگیری ماشین برای تحلیل خودکار.
  • ترکیب داده‌های تصویری با نشانگرهای بالینی و سوابق بیمار برای پیش‌بینی‌های دقیق‌تر.
  • حرکت به سمت حسگرهای پوشیدنی و پانسمان‌های هوشمند مجهز به پروب‌های تصویری.

۷. برداشت کلیدی

این مرور نشان می‌دهد که هیچ روش تصویربرداری واحدی تمام نیازهای تشخیصی زخم مزمن را برآورده نمی‌کند. ترکیبی از فناوری‌های نوری و پروب‌های مارکری، به همراه الگوریتم‌های پردازش پیشرفته، می‌تواند انقلابی در پایش، پیش‌بینی و شخصی‌سازی درمان زخم ایجاد کند.