[发明专利]基于光学成像的表皮细胞迁移定位系统及方法

说明书

本发明公开了基于光学成像的表皮细胞迁移定位系统及方法，属于生物信息处理技术领域。基于光学成像的表皮细胞迁移定位系统，包括双光子成像单元、毛细血管探测单元、皮肤成像单元和激光散斑血流成像单元；双光子成像单元用于定位呈网状结构的迁移表皮细胞，迁移表皮细胞堆积，且堆积的迁移表皮细胞之间有新生毛囊；毛细血管探测单元用于定位灰色区域，定位区域内无毛细血管成像；皮肤成像单元用于定位粉色区域，定位区域内无毛细血管成像；激光散斑血流成像单元用于定位实景图像呈灰色、血流灌注图像呈绿色的区域。利用上述系统进行表皮细胞迁移定位，可实现创面边缘界定，进而为创面愈合数据采集奠定基础。

技术领域

本发明属于生物信息处理技术领域，具体涉及基于光学成像的表皮细胞迁移定位系统及方法。

背景技术

创面恢复是一个漫长并且复杂的过程，其愈合效果不仅仅影响皮肤美观性，更与皮肤正常功能的恢复直接相关，因此，创面愈合效果评价体系的建立十分必要。

创面愈合是一个动态过程，如何更好地动态实时追踪和评估创面的愈合情况成为了目前开放性创伤治疗领域的一大难题，虽然通过一维测量、面积测量、体积测量、三维伤口重建系统、尺寸变化速率以及伤口愈合时间等方法可以对创面愈合情况进行评估，但评估过程中仍存在诸多因素影响判断，如边界不明确、不规则伤口形状较难界定、早期愈合难以评估等。

因此，如何对创面边缘进行界定，进而为创面愈合的评估提供分析基础是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明公开了基于光学成像的表皮细胞迁移定位系统及方法，通过对迁移的表皮细胞进行定位实现创面边缘界定。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于光学成像的表皮细胞迁移定位系统，包括双光子成像单元、毛细血管探测单元、皮肤成像单元和激光散斑血流成像单元；

双光子成像单元用于定位呈网状结构的迁移表皮细胞，迁移表皮细胞堆积，且堆积的迁移表皮细胞之间有新生毛囊；

毛细血管探测单元用于定位灰色区域，介于创面中心黑色无透光区域与外缘有毛细血管分布的区域之间，定位区域内无毛细血管成像；

皮肤成像单元用于定位粉色区域，介于创面中间红色区域与外缘有毛细血管分布的区域之间，定位区域内无毛细血管成像；

激光散斑血流成像单元用于定位实景图像呈灰色、血流灌注图像呈绿色的区域。

皮肤由表皮、被基底膜隔开的真皮以及皮下组织组成；当发生严重损伤并破坏部分真皮时，必须迅速修复以恢复保护屏障。皮肤完整性的恢复主要通过四个连续但重叠的阶段完成：凝血、炎症、上皮再形成和重塑。受伤后，首先由纤维蛋白纤维、血小板组成凝块堵塞伤口；随后，在各种生长因子的作用下，新血管系统以及成纤维细胞形成肉芽组织，角质形成细胞在伤口边缘迁移增殖，以延伸表皮中由几层细胞组成的新形成的上皮地毯，这个过程称为再上皮化，持续两到三周；再之后，由成纤维细胞转化而来的肌成纤维细胞收缩并将伤口边缘聚集在一起；最后进行重塑以恢复正常皮肤的稳态。

在上皮再形成的过程中，随着肉芽组织深度的增加，边界上皮厚度和上皮再生长度都在不断发生变化。真皮衍生的成纤维细胞建立肉芽组织，表皮在这层临时结缔组织上迁移，表皮细胞的迁移与真皮结缔组织床的收缩将伤口边缘拉到一起进而实现伤口的闭合；而表皮迁移涉及表皮细胞的主动伪足产生的运动和表皮游离边界处的荷包收缩，基底层表皮细胞堆积在彼此之上以将单层细胞转变为多层细胞。在不规则的创面愈合过程中，这无疑可以成为确定创面边缘的一个标准。因此，本发明主要着眼于上皮再形成的过程，将各种光学成像技术运用到活体观测中，观测表皮细胞迁移的光学成像形态，进行实现迁移表皮细胞的定位，从而完成创面边缘界定，为创面愈合的评估提供信息采集基础。

优选地，上述系统还包括光学相干断层扫描单元；