肤色影响新生儿黄疸光疗的疗效

发表在《生物光子学发现》杂志上的一项理论研究表明，在新生儿黄疸治疗中，肤色和其他光学特性会显著改变胆红素实际吸收的治疗光量。根据作者的计算，随着皮肤色素沉着的增加，到达目标的光比例会降低，光疗的最佳波长也会发生变化——从浅色皮肤的约460纳米变为深色皮肤的约470纳米。这个结论简单却不方便：“通用”灯和相同的照射模式对不同光类型的儿童可能效果不同；治疗的光谱和功率应根据儿童的情况进行调整。

研究背景

新生儿黄疸是新生儿住院最常见的原因之一；标准治疗方法是使用蓝光/蓝绿光进行光疗，该疗法将非结合胆红素转化为水溶性光异构体（包括光红素），从而加速其消除。因此，临床指南强调使用较窄的有效波长范围（约 460-490 nm）和足够的照射强度；在这个光谱范围内，胆红素的吸收最强，光线能够充分穿透婴儿的组织。

然而，并非所有灯发出的能量都能到达“目标”（皮肤和浅表血管中的胆红素）：部分光线会被黑色素和血红蛋白吸收，在多层皮肤中的散射会使血流“模糊”。当这些光学特性发生变化时，有效波长也会发生变化：许多研究已经暗示，蓝绿光（约478-480 nm）的光疗效果比“经典”蓝峰（约460 nm）更强，这与“胆红素吸收↔穿透深度”之间的更佳平衡有关。

另一个问题是使用非侵入性设备测量胆红素 (TcB)：准确性受肤色显著影响。不同的研究发现，肤色较深的儿童胆红素水平与血清胆红素 (TSB) 相比，既有低估的，也有高估的；最近的对照分析和体外模型表明，深色皮肤更容易导致系统测量偏差，因此高或“临界”的 TcB 值需要通过 TSB 进行确认。

在此背景下，定量描述皮肤色素沉着和其他皮肤特性如何影响光疗期间吸收的“有用”剂量以及最佳波长选择的研究至关重要。《生物光子学发现》杂志上的一项新研究通过模拟新生儿皮肤中的光传输解决了这一问题，结果表明，随着色素沉着的增加，到达胆红素的能量比例会降低，光谱最佳波长会向更长的波长移动（从约460纳米到约470纳米）。这些发现契合了更广泛的讨论，即在从光疗到脉搏血氧仪等光学医疗技术中，肤色因素的必要性。

如何研究

特温特大学、伊扎拉医院和格罗宁根大学医学中心的研究小组建立了光线穿过新生儿多层皮肤的计算机模型，并计算了不同条件下胆红素“有用”吸收剂量的变化。这些模型包括：

• 色素沉着（黑色素）是表皮中“拦截”蓝光的主要因素；
• 血红蛋白和胆红素含量是影响渗透深度的竞争吸收剂；
• 散射和皮肤层厚度是决定光通量“涂抹”位置的参数。
  建模是在光疗的整个蓝光波段（约430-500纳米）进行的，评估胆红素在哪些波长下吸收最大能量取决于皮肤的特性。结果与长期以来在临床实践中观察到的、但很少被正式考虑的情况非常吻合：深色皮肤需要不同的光谱设置。

主要发现——简单来说

作者展示了三个关键效应：首先，肤色越深，到达胆红素的“有用”光越少，这意味着在相同功率下，光疗速度会更慢。其次，峰值效率会发生变化：对于浅色皮肤，胆红素的最大吸收剂量大约在460nm处，而对于深色皮肤，则接近470nm。第三，不仅黑色素会“发挥作用”，皮肤中的血红蛋白/胆红素以及光散射也会“发挥作用”——如果设备可以切换光谱和剂量，那么这些因素就是额外的调节旋钮。总而言之，这解释了为什么相同的灯和“每小时方案”在不同光类型的儿童中会导致TcB/TSB下降速度不同。

这在实践中有何变化——“个性化光疗”的想法

对于诊所和制造商来说，研究结果理所当然地会引出具体的步骤：

• 光谱适应：使用可切换波长的光源（例如 455-475 nm 蓝色 LED 的组合），并根据光类型选择工作峰。
• “在皮肤上”而不是“在灯上”进行剂量测定：关注胆红素的吸收剂量，而不仅仅是床垫上的照射；理想情况下，使用考虑到色素沉着的内置传感器/模型。
• 考虑到伴随的光学因素：血红蛋白、皮肤中的胆红素和散射也会改变效率——通过反馈（通过 TcB/TSB 动态）调整功率的算法很有用。
• 正确解释深色皮肤中的 TcB：设备系统地低估了高色素沉着中的 TcB - 值得更频繁地用血清胆红素确认并更新校准。

为什么这对生物光子学来说并不意外

光子医学在脉搏血氧仪和其他光学技术中已经遇到了“肤色效应”：黑色素会“吞噬”光线，从而改变穿透深度和信噪比。在新生儿光疗中，由于“蓝光”灯被认为是普遍使用的，这一因素长期以来被低估。这项新研究弥补了方法论上的空白：它定性地证实了深色皮肤中效率的下降，并定量地展示了最佳波长如何变化——这为下一代设备提供了工程规范。

局限性和下一步

这只是一项模拟研究，而非随机临床试验；数值估计取决于所采用的皮肤光学参数和几何假设。但结果与独立数据高度一致：体外和临床系列研究显示，深色皮肤儿童的TcB值被低估，且对光的反应存在差异。下一步是制定带有可调LED矩阵的试点临床方案，根据光类型选择光谱/功率，并比较胆红素降低率和住院时长。

谁对此特别感兴趣？

• 对于新生儿科医生和护士来说——正确解释 TcB 并选择深色皮肤儿童光疗的强度/持续时间。
• 对于开发工程师来说——用于设计能够自动调整皮肤光学特性的多光谱系统。
• 对于监管者和指南制定者来说——更新光疗标准，同时考虑到光类型（就像已经对血氧测定所做的那样）。

原始来源：AJ Dam-Vervloet 等人。皮肤颜色和其他皮肤特性对新生儿黄疸光疗效果的影响（Biophotonics Discovery，2025），doi：10.1117/1.BIOS.2.3.032508。