遊離フラップ手術のためのハイパースペクトルイメージングに対する肌の色調の影響に関する調査

ハイパースペクトルイメージング（HSI）は、遊離フラップ灌流の非接触評価に役立つ新しい新興モダリティです。この測定技術は、組織内の光学特性に依存しています。ヘモグロビン（HB）とメラニンの光学特性は重複しているため、灌流評価やその他の組織特異的パラメーターの結果は、特にメラニン濃度が高い場合、メラニンによって歪む可能性があります。多くの分光装置は、メラニン関連のバイアスと闘うことが示されており、その結果、特により色素沈着した集団にとって、非侵襲的灌流評価を改善する必要があります。この研究では、HSIを使用した組織指数測定に対する皮膚トーンの影響を調査しました。さらに、年齢、ボディマス指数（BMI）、性別、喫煙習慣など、HSIに影響を与える可能性のある他の要因も考慮されました。したがって、16の異なるボディサイトで組織指数測定が行われた101人のボランティアを含む、前向きな実現可能性調査が実施されました。FitzPatrick Skin Type分類アンケートを使用して、スキントーン分類を実行し、RGB画像から取得した個々の類型角度（ITA）を測定と同時に計算しました。使用済みのHSI-Deviceによって提供される組織指数は、考えられる影響因子と相関していました。結果は、暗い肌の緊張、したがって、より高いレベルの色素沈着がHSI由来の組織指数に影響することを示しています。さらに、HSI測定に影響を与える可能性のある生理学的要因が見つかりました。結論として、HSIベースの組織インデックスは、肌の色調が明るい人の灌流評価に使用できますが、肌の色が暗い人の制限を示しています。さらに、異なる生理学的影響因子が尊重されている場合、より個別の灌流評価に使用できます。

Hyperspectral imaging (HSI) is a new emerging modality useful for the noncontact assessment of free flap perfusion. This measurement technique relies on the optical properties within the tissue. Since the optical properties of hemoglobin (Hb) and melanin overlap, the results of the perfusion assessment and other tissue-specific parameters are likely to be distorted by the melanin, especially at higher melanin concentrations. Many spectroscopic devices have been shown to struggle with a melanin related bias, which results in a clinical need to improve non-invasive perfusion assessment, especially for a more pigmented population. This study investigated the influence of skin tones on tissue indices measurements using HSI. In addition, other factors that might affect HSI, such as age, body mass index (BMI), sex or smoking habits, were also considered. Therefore, a prospective feasibility study was conducted, including 101 volunteers from whom tissue indices measurements were performed on 16 different body sites. Skin tone classification was performed using the Fitzpatrick skin type classification questionnaire, and the individual typology angle (ITA) acquired from the RGB images was calculated simultaneously with the measurements. Tissue indices provided by the used HSI-device were correlated to the possible influencing factors. The results show that a dark skin tone and, therefore, higher levels of pigmentation influence the HSI-derived tissue indices. In addition, possible physiological factors influencing the HSI-measurements were found. In conclusion, the HSI-based tissue indices can be used for perfusion assessment for people with lighter skin tone levels but show limitations in people with darker skin tones. Furthermore, it could be used for a more individual perfusion assessment if different physiological influencing factors are respected.