红外热成像技术在带状疱疹疾病应用中的研究进展
2025-09-09 来源:中国疼痛医学杂志

作者:高翔宇,陈泽豪,李陈广,肖礼祖,华中科技大学协和深圳医院

 

带状疱疹和带状疱疹后神经痛(postherpetic neuralgia,PHN)是疼痛科常见疾病。带状疱疹是一种急性感染性疾病,由水痘-带状疱疹病毒(varicella-zoster virus,VZV)感染引起。VZV具有强烈的神经亲和性,会在侵入机体后潜伏于人体的脊髓神经背根神经节的神经元中,当人体的免疫力降低或过度疲劳,VZV病毒可再次激活并复制,产生的炎症导致局部神经组织损伤,引发剧烈疼痛。PHN是带状疱疹最常见的后遗症,是一种复杂的神经病理性疼痛

 

国外大多数专家认为PHN是指急性带状疱疹出现皮疹后持续至少3个月的疼痛,而国内将PHN定义为带状疱疹皮疹愈合后持续1个月以上的疼痛。医用红外热成像技术是一种快速、无创、非接触式且具有较高灵敏度的影像技术,可以将人体发出的热辐射转化为不同的温度图像信号。

 

随着技术的不断发展,医用红外热成像技术在带状疱疹疾病的诊断、治疗和预后评估中展现出了广阔的应用前景。在过去的研究中,科学家们利用红外热成像技术对带状疱疹病人的皮肤温度进行了定量分析,发现带状疱疹病变区域的皮肤温度与健康区域存在显著差异。这种温度差异不仅有助于带状疱疹的早期诊断,还可以用于监测疾病的进展和评估治疗效果。此外,红外热成像技术还在PHN的评估及预测中发挥了重要作用。通过红外热成像技术监测PHN病人的皮肤温度变化,可以评估神经痛的严重程度和治疗效果,为个体化治疗方案的制订提供参考。

 

然而,尽管红外热成像技术在带状疱疹疾病应用中取得了一定的研究成果,但仍存在许多挑战和问题需要进一步解决。例如,红外热成像技术的标准化和规范化仍需进一步完善,以提高测量结果的准确性和可靠性。此外,对于带状疱疹疾病的红外热成像特征与其他皮肤疾病的鉴别诊断仍需深入研究。本文就红外热成像的工作原理及其在带状疱疹和PHN的研究现状进行综述,为临床诊断和治疗带状疱疹和PHN提供参考。

 

1.红外热成像技术的工作原理和应用

 

红外辐射属于电磁波辐射的范畴,通过红外热成像技术,可以直观地观察到物体表面的温度分布和红外辐射情况。红外辐射的产生与温度有着密切的关系,红外热成像仪通过精准地捕捉并记录人体向外发散的热辐射图像,从而以直观的方式揭示人体温度及其分布情况,所呈现的图像结果为彩虹色图像,不同颜色代表不同的温度分布,高温区域以明亮的颜色表示,而低温区域则呈现较暗的颜色,温度从高到低排列是白-红-紫-橙-黄-绿-蓝-黑。

 

正常人体体表温度分布具有稳定性、规律性和特征性,不同区域的温度差距形成了健康的人体表面的热结构,健康青年的红外热成像图表现为机体左右两侧体表温度对称性良好,平均温度差小于或等于0.2摄氏度。但是,如果身体的某一区域发生疾病或者功能的改变,那么该区域的血液循环就会随之发生变化,进一步导致身体的局部热值发生改变,这些都可以通过热成像图进行反应观察。例如,在感染性或非感染性炎症反应时,其局部相应的组织或器官都会发生热辐射-温度变化,红外热成像技术恰可敏感捕捉这一变化。

 

红外热成像仪探测的是人体发散出的红外辐射,它既不会造成身体伤害,又没有任何不舒适感,是一种非接触性、高速且便捷的方式,这对检测工具来说,尤为关键。红外热成像技术最早在20世纪50年代用于乳腺疾病筛查,后逐渐应用于肿瘤、心血管疾病、皮肤疾病、骨骼肌肉疾病和神经系统疾病等各个领域,对于疾病的早期发现、治疗指导、效果监测及预后预测都起着关键性作用。

 

近10余年来该技术在我国临床疾病中的研究与应用取得了迅速发展。随着医学影像学技术的快速发展,医用红外热成像技术在医疗领域中已经发展成为继X线、B超、CT和核磁共振后的又一新型影像学技术。早期预警是医用红外热像技术最重要的一个优势,而X线、B超、CT、核磁共振等影像技术只能在疾病形成病灶后才能检测到疾病。然而医用红外热像技术能在机体仅出现功能障碍,尚无明显组织结构异常的情况下,揭示出潜在的隐患,更早地发现问题。

 

在疼痛学科领域中,医用热成像技术已应用于协助诊断,如关节炎腰椎间盘突出症和复杂性区域疼痛综合征等疾病,这些疾病的病人体表温度改变可表明深部组织有炎症的存在或由于临床疾病导致的局部血流灌注增加或减少,在疾病诊治、转归起到了重要评估和参考作用,特别是在交感神经相关性疼痛及功能紊乱方面,红外热成像展现出了其独特的优势,交感神经系统在人体中起着重要的调节作用,控制着血管的收缩和舒张,从而调节局部组织的血流和温度。

 

红外热成像技术能够通过捕捉皮肤表面的温度分布来间接反映交感神经系统的活动状态,评估交感神经功能障碍较其他检查更为敏感。此外,将红外热成像图与其他临床信息相结合进行综合分析,有助于实现疼痛原因可视化、疗效评估客观化以及利于制定科学的诊疗方案。

 

2.红外热成像技术在带状疱疹中的应用

 

目前带状疱疹通常依靠临床医师根据皮损的外观和分布来诊断,带状疱疹通常分布于沿神经行走的特定区域,呈单侧性、带状型,一般不超过身体中线。神经痛也是带状疱疹的显著症状之一,表现为烧灼痛、针刺痛等,疼痛程度极其剧烈,在检查设备(如polymerase chain reaction技术等)的帮助下甚至能在水疱中的液体里检测到水痘-带状疱疹病毒,且病毒培养、免疫荧光染色法等实验室检查也有助于诊断带状疱疹。然而在皮疹出现前,病人往往疼痛剧烈且诊断困难,容易被误诊为其他疼痛性疾病,从而延误治疗时机,最终易发展成为PHN。

 

受局部炎症的变化和周围神经脱髓鞘作用的影响,局部皮肤区域的热辐射会发生改变。因此,导致局部皮肤温度不对称也是急性带状疱疹的常见症状。疱疹病变区域一般在皮肤表皮层,测量疱疹区域温度及和健侧区域温度差是客观指标,不受主观影响。Cojocaru等通过对12例急性带状疱疹病人的疱疹区域进行热图拍摄,以此来研究带状疱疹的热模式,发现12例带状疱疹病人的红外线热成像图中病变区域与对应健侧的温度存在不对称,且病变区域温度较健侧更高。且在1个月后仍可检测到热不对称。

 

强烈和弥散的高热辐射图像提示局部炎症,在积极治疗后对称性恢复,若不对称持续存在,则可能涉及带状疱疹相关并发症。Lee等采用红外线热成像技术对1名接受药物治疗的带状疱疹病人进行了动态观察。结果显示,该病人的病变区域温度在治疗过程中出现了快速下降的现象,并和VAS评分具有相关性,从而推测红外热成像可能有助于诊断带状疱疹或早期无皮疹的带状疱疹爆发。

 

姚益冰等利用红外热成像技术对20例疑似带状疱疹出现疼痛症状但未出现疱疹的病人进行研究,比较健侧和患侧病灶分布区域的平均温度之差,并将温度差与VAS评分进行对比,发现对比健侧与患侧的温差,温差越大提示为带状疱疹可能性越大,这揭示在带状疱疹病人出现疼痛症状但未出现疱疹的情况下,红外热成像技术较VAS评分法对带状疱疹的早期诊断更有价值,而疼痛激活自主神经系统可以解释带状疱疹病人早期阶段的体温变化。

 

典型带状疱疹因独特的簇集性水疱、带状排列、单侧分布及伴有神经痛等特性,易于诊断。但不典型带状疱疹仅以局部神经痛为首发症状而易被误诊误治,欧阳颀等认为红外热成像有可能对临床医师早期诊断不典型带状疱疹(顿挫型和无疹型)提供重要依据。

 

3.红外热成像技术在PHN中的应用

 

PHN是典型的神经病理性疼痛,其基本病变是继发于感觉神经系统急性炎症后的慢性神经炎性改变。病理学研究显示,病变区皮肤增厚,神经节内及其神经纤维周围大量炎性细胞浸润、神经元坏死、轴突损伤、神经纤维髓鞘破坏、背根神经萎缩,以及继发的瘢痕组织增生,具有典型的慢性炎性病变的病理学特征,而由此形成感觉神经异常。躯体感觉神经末梢的炎症,红外热成像温度增高,而在周围神经疾病(如神经炎症、外周神经卡压)中,红外热成像显示神经支配的区域温度降低。

 

由于PHN合并皮疹时包含由于皮肤破损、感染等引起的伤害感受性疼痛,为混合性疼痛。混合性疼痛由于同时出现温度升高和温度降低因素,温度可接近正常。在PHN病人中,红外热成像图上也可能显示疼痛区域的高温,尽管皮肤病变可能已经消退,这种高温可能是由于神经纤维损伤、炎症残留或神经重塑过程引起的异常神经活动所致。

 

1) PHN的诊断

 

Ammer等对57例PHN病人受影响的身体区域进行红外热成像研究,发现在PHN病人中有三种热模式存在,病变区域可能比对侧温暖或凉爽,或没有任何温度异常。然而,除了与疾病持续时间的相关性之外,没有发现其他显著结果。王家双等研究了70例急性带状疱疹及PHN病人,发现带状疱疹和PHN病人的病变区域主要呈现出相对高温的特征,这表明存在一定程度的炎症、充血状态,反映出神经源性炎症依然显著,然而在接受有效治疗后,病人的疼痛不仅得到缓解,高温现象也得到改善,并且治疗前后的温度差异也有所降低。

 

顾丽丽等对38例PHN老年病人进行口服普瑞巴林药物联合神经阻滞治疗,观察其红外热成像图后发现PHN病人治疗前患侧皮温均较正常侧偏高,治疗后均有下降。病人经治疗后疼痛程度明显改善,局部皮肤温度亦有客观变化,这是因为病变刺激交感神经伴外周感觉神经末梢炎症导致血管扩张而呈现高温区,因此红外热成像图中的高温区是原皮疹区,经治疗后会使该区温度降低逐渐恢复正常。

 

高雅等采用高电压长时程双极脉冲射频对30例PHN病人进行治疗,同样发现PHN病人的红外热成像图病变部位相对于健侧温度平均升高。Kim等通过分析皮肤温度来估计带状疱疹引起皮肤炎症反应结束的时间点,从而确定确诊PHN的时间标准,对纳入的503例PHN病人研究发现皮肤温度从高到低的转变发生在带状疱疹发作后的12周,这意味着局部炎症反应已经结束。因此,与病理生理变化相关的PHN可定义为皮疹后的12周。这一发现为PHN的时序定义提供了理论依据。

 

2) PHN的预测

 

临床上,往往通过病人年龄、疼痛程度、病程、疱疹面积以及是否有糖尿病等基础疾病等来预测PHN发生的可能性,但准确性仍较低。Park等从55例诊断为带状疱疹的病人中收集了人口统计和临床数据,包括年龄、性别、皮损发病情况、疼痛强度以及PHN的发展情况,评估了病变和对侧正常皮肤之间的体表热成像参数,显示带状疱疹病人在急性期病变区域为高热代谢后发生PHN的可能性更大。

 

Ko等同样发现与健侧温度差异越大,发生PHN的可能性更大,但其疼痛程度与温度差异无明显相关性。而Han等却认为病变区域高热代谢与PHN的发生无明显相关性。为了进一步分析带状疱疹急性期药物治疗前后红外热成像图与PHN发生的相关性,并找到发展成PHN的病人在带状疱疹急性期的红外热成像特征。刘兵等对59例带状疱疹病人入院和出院时分别进行红外热成像检查,测量患侧与对应健侧的温度差,并进行随访分析,发现红外热成像较VAS评分早期预测PHN更客观且有意义。

 

病人出院时的红外热成像图反映了经过治疗后的局部代谢状态,其与疾病的最终预后有一定的相关性,PHN组病人在住院期间局部代谢未恢复到基础水平,这意味着病变区域急性免疫性炎症没有完全恢复,故其最终预后欠佳。因此,出院时的红外热成像状态可以作为预测PHN的因素,并且红外热成像是反映局部热代谢状态的客观指标,不受主观因素的干扰。

 

3) PHN的疗效评价

 

目前,短时程脊髓电刺激(short-term spinal cord stimulation,stSCS)被认为是治疗PHN较为有效的手段。王晶晶等通过对行stSCS治疗的病程1~4个月的36例PHN病人临床资料分析发现,经过stSCS治疗后,可明显改善病人的疼痛程度及睡眠状况,使红外热成像图健侧与患侧温差减小,说明术前红外热像图健患侧温差大小可用来预测stSCS治疗后PHN病人的预后,术前健患侧温差越小,预后越好。

 

这可能因为温度依赖性伤害感受器的过度兴奋是痛觉过敏的机制之一,在一定程度上解释了stSCS治疗后PHN病人病变部位温度的变化。尚芸等为探讨红外热成像作为评价PHN病人经三氧介入治疗后的疗效评价,对80例PHN病人行外周感觉神经三氧介入治疗,发现治疗前后,病人红外热成像图温度与VAS评分呈正相关,提示三氧介入治疗一定程度上缓解了局部炎症反应或病情活动程度,表现为红外热成像图温度有一定程度的下降。

 

来源:高翔宇,陈泽豪,李陈广,等.红外热成像技术在带状疱疹疾病应用中的研究进展[J].中国疼痛医学杂志,2024,30(09):691-696.

 


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