皮膚CT在皮膚病學(xué)的研究進(jìn)展

劉峰，郭海霞

（天津市中醫(yī)藥研究院附屬醫(yī)院，天津300120）

在皮膚病診療過(guò)程中，經(jīng)常需要對(duì)可疑皮損及其變化進(jìn)行定期觀測(cè)，并對(duì)其采取干預(yù)手段及療效提供客觀量化的評(píng)價(jià)指標(biāo)，皮膚CT的出現(xiàn)極好的滿足了臨床皮膚科醫(yī)師的需求。其基本結(jié)構(gòu)除了光學(xué)顯微鏡部分之外，主要由激光光源、掃描裝置、檢測(cè)器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（包括數(shù)據(jù)采集、處理、轉(zhuǎn)換及應(yīng)用軟件）、圖像輸出設(shè)備和共聚焦系統(tǒng)等部分組成。皮膚CT即共聚焦激光掃描顯微鏡（CLSM）采用激光束做光源，激光束經(jīng)照明針孔，經(jīng)由分光鏡反射至物鏡，并聚焦于樣品上，對(duì)標(biāo)本內(nèi)焦平面上每一點(diǎn)進(jìn)行掃描[1]。然后反射光經(jīng)原來(lái)入射光路直接反向回到分光鏡，通過(guò)探測(cè)針孔時(shí)先聚焦，聚焦后的光被光電倍增管探測(cè)收集，并將信號(hào)輸送到計(jì)算機(jī)，在顯示器上顯示圖像。

1 皮膚CT的發(fā)展簡(jiǎn)史、工作原理及特點(diǎn)

1.1 皮膚CT發(fā)展簡(jiǎn)史 皮膚CT的發(fā)明歸功于Malwin Minsky，他在90年代基于在不染色的活體腦組織觀察神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的目的，建立了一臺(tái)工作顯微鏡。1957年Malwin Minsky在他的專利中首次闡明了皮膚CT的基本原理,所有現(xiàn)代共聚焦顯微鏡采用的共聚焦成像原理都是基于1957年的專利。Egger和Petran在1967年成功地應(yīng)用皮膚CT產(chǎn)生了一個(gè)光學(xué)橫斷切面。1977年，Sheppard和Wilson首次描述了光與被照明物體原子之間的非線性關(guān)系和激光掃描器的拉曼光譜學(xué)[2]。隨后1985年，Wiijanedts第一次成功地用皮膚CT演示了用熒光探針標(biāo)記的生物材料的光學(xué)橫斷面，標(biāo)志著皮膚CT已成為進(jìn)行科學(xué)研究的重要工具。

1.2 皮膚CT的工作原理 皮膚CT是近年來(lái)新興的無(wú)創(chuàng)性皮膚影像學(xué)技術(shù)，主要應(yīng)用于皮膚腫瘤的診斷和鑒別診斷、良惡性黑色素瘤的鑒別診斷和毛囊炎、血管性皮膚病等的研究。皮膚CT于1995年首次應(yīng)用于人活體皮膚成像，從而開(kāi)辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。其以激光作為點(diǎn)光源，通過(guò)物鏡聚焦于組織內(nèi)。組織內(nèi)焦點(diǎn)處反射及反向散射回來(lái)的光由同一物鏡接收，然后通過(guò)探測(cè)光路系統(tǒng)的針孔傳輸至探測(cè)器而成像，從而構(gòu)成一薄層組織光學(xué)切片，焦點(diǎn)以外的反射光則被針孔濾除。應(yīng)用于皮膚病學(xué)的顯微鏡的探測(cè)器連接在專門(mén)的計(jì)算機(jī)上，并在其輔助下成像，所以稱作皮膚CT[3-4]。采用皮膚CT對(duì)病變部位掃描時(shí)無(wú)需進(jìn)行組織活檢及其他特別處理，對(duì)組織無(wú)損傷。

1.3 皮膚CT的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì) 皮膚CT是近年來(lái)新興的無(wú)創(chuàng)性皮膚影像學(xué)技術(shù)，主要應(yīng)用于皮膚腫瘤的診斷和鑒別診斷、良惡性黑色素瘤的鑒別診斷和毛囊炎、血管性皮膚病等的診斷[5-6]。其特點(diǎn)如下：①無(wú)創(chuàng)性是最大的優(yōu)點(diǎn)，尤其對(duì)于美容部位皮損的檢測(cè)，無(wú)損傷，無(wú)瘢痕產(chǎn)生，利于在生理狀態(tài)下研究細(xì)胞組織的形態(tài)、顯微結(jié)構(gòu)及生理功能和代謝過(guò)程的變化。②能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地對(duì)皮損進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在病程變化及治療過(guò)程中對(duì)同一組織多次進(jìn)行成像。觀察其發(fā)展變化、治療后的改善狀態(tài)；特別是能觀察皮膚血流的動(dòng)態(tài)變化。③皮膚CT掃描為水平面成像，且可以沿矢狀面方向逐層深入掃描，每層跨度約為1.6 μm?？闪Ⅲw地反映皮損狀況[7]。與傳統(tǒng)組織病理切片顯著不同的是皮膚CT的切片方向?yàn)闄M向，而不是豎向。④成像迅速，數(shù)據(jù)易于存儲(chǔ)和輸出。

2 皮膚CT在皮膚病學(xué)的應(yīng)用

2.1 正常皮膚結(jié)構(gòu)的檢測(cè) 皮膚CT皮膚檢查圖像為軸位圖像（水平切面），且為類(lèi)似X線片的灰度圖像。其原理與病理切片不盡相同，各組織對(duì)激光的反射和折射系數(shù)不同，因此所顯示的黑白深淺也有所不同[8-10]。由于黑色素和角蛋白反射系數(shù)較高，所以成像為較亮區(qū)域，而反射系數(shù)較小的組織，如胞核和膠原的圖像則較暗，角質(zhì)形成細(xì)胞的胞漿由于含有角蛋白成分，所以成像較亮。皮膚第一層為角質(zhì)層，該層含有大量的角蛋白，形態(tài)上表現(xiàn)為無(wú)核的多邊形角質(zhì)細(xì)胞，約10～30 μm大小，表現(xiàn)為暗色的皮褶分隔為成群的島嶼狀；第二層為顆粒層，該層由25～35 μm大小的2～4層細(xì)胞組成，在其中可見(jiàn)處于細(xì)胞中央處的細(xì)胞核呈黑色的卵圓形，周?chē)@明亮的顆粒狀胞漿；第三層為棘層，棘層細(xì)胞比顆粒層細(xì)胞小，約15～25 μm，呈蜂巢狀排列，細(xì)胞間隔較為明顯；第四層為基底層，該層由7～10 μm大小的細(xì)胞并成簇分布細(xì)胞構(gòu)成，成像明亮。此外，在表皮、真皮交界處，可見(jiàn)明亮的成環(huán)狀基底細(xì)胞，周?chē)h(huán)繞黑色的真皮乳頭[11-12]。但其深度有其限制，需要注意的是不同部位皮膚的鏡下結(jié)構(gòu)有所不同，臨床醫(yī)師檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意不同部位帶來(lái)的差異性。

2.2 協(xié)助診斷良惡性腫瘤或者癌前期病變 皮膚惡性腫瘤或癌前期的早期發(fā)現(xiàn)、診斷是皮膚科的一大難題，所有的皮膚惡性腫瘤應(yīng)該早期診斷、早期治療，否則隨著病情的發(fā)展，一旦發(fā)生轉(zhuǎn)移，就會(huì)增加治療的難度，患者預(yù)后較差。早期的皮膚病變經(jīng)常被漏診，緣于其早期的臨床表現(xiàn)不具有典型性，經(jīng)常被當(dāng)成普通的皮膚病進(jìn)行治療，而且我國(guó)皮膚病臨床病理檢查率普遍偏低，又進(jìn)一步增加了漏診的可能。因此皮膚CT的出現(xiàn)在臨床上具有重大的意義，皮膚腫瘤的早期診斷有賴于其進(jìn)一步的更為廣泛的應(yīng)用。

以基底細(xì)胞癌為例，在病理學(xué)切片上表現(xiàn)為基底樣細(xì)胞增生，腫瘤周邊的細(xì)胞呈柵欄樣排列，中間的細(xì)胞呈圓形，細(xì)胞大小一致，未見(jiàn)間變。腫瘤細(xì)胞團(tuán)周?chē)橛薪Y(jié)締組織增生，排列成平行束[13]。皮膚CT具有無(wú)創(chuàng)的特點(diǎn)，可以在病變組織上進(jìn)行活體檢測(cè)，分辨率較高，Gonzalez等[14]通過(guò)應(yīng)用皮膚CT對(duì)經(jīng)過(guò)組織病理學(xué)確診的基底細(xì)胞癌皮損和正常皮膚的成像進(jìn)行研究后，認(rèn)為皮膚CT可以應(yīng)用于皮膚腫瘤的輔助診斷和檢測(cè)較大腫瘤的邊緣，為以后的治療提供依據(jù)。

目前，國(guó)外學(xué)者對(duì)皮膚腫瘤的皮膚CT檢測(cè)做了大量的研究，并積累了大量的臨床資料，國(guó)內(nèi)處于研究的初級(jí)階段，有待于我們做進(jìn)一步更為深入的臨床研究，以利于皮膚腫瘤診斷標(biāo)準(zhǔn)的建立。

2.3 在常見(jiàn)皮膚病（接觸性皮炎、銀屑病等）的應(yīng)用近年來(lái)，隨著皮膚CT技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，其在皮膚病學(xué)的應(yīng)用更為廣泛，可以很好地進(jìn)行病變部位無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí)的檢測(cè)，為臨床醫(yī)師提供了更多的選擇，為患者減輕了痛苦及負(fù)擔(dān)。

接觸性皮炎根據(jù)發(fā)病機(jī)制可分為刺激性接觸性皮炎和變應(yīng)性皮炎。有國(guó)外學(xué)者應(yīng)用皮膚CT觀察了急性刺激性接觸性皮炎的病生理變化，揭示了在刺激性接觸性皮炎的不同發(fā)展階段、不同膚色之間有明顯的差異，較黑色皮膚參與者比較白皮膚參與者的臨床反應(yīng)更弱一些[15]。Swindells等[16]用變應(yīng)反應(yīng)原和十二烷硫酸鈉對(duì)22例志愿者進(jìn)行斑貼試驗(yàn)，并在24，72 h后分別記錄皮膚CT成像，結(jié)果表明在刺激性接觸性皮炎和變應(yīng)性接觸性皮炎中均可見(jiàn)到海綿水腫、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)及水皰的形成，不同的是刺激性接觸性皮炎的圖像上可以見(jiàn)到角質(zhì)層嚴(yán)重?cái)嗔押痛罅康慕腔蝗?xì)胞。

銀屑病是一種常見(jiàn)的炎癥性皮膚病，患者常常需要多種局部和系統(tǒng)治療。在使用新型免疫調(diào)節(jié)治療時(shí)，需要一種客觀的形態(tài)學(xué)評(píng)價(jià)來(lái)作為指導(dǎo)。國(guó)內(nèi)有學(xué)者做了這方面的研究，使用皮膚CT對(duì)銀屑病病灶進(jìn)行成像特點(diǎn)研究，發(fā)現(xiàn)其組織學(xué)具有一定的特點(diǎn)，可以清晰顯示出微小膿腫、角化不全、棘層肥厚及毛細(xì)血管擴(kuò)張等病理特征，觀察指標(biāo)發(fā)現(xiàn)率依次為：真皮乳頭毛細(xì)血管迂曲擴(kuò)張達(dá)到頂部99.138%，表皮突下延94.828%，融合性角化不全91.379%，真皮淺層血管周邊單一核細(xì)胞浸潤(rùn)76.724%，微小膿腫69.828%。但這些特點(diǎn)不一定會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，在病變的不同階段成像特點(diǎn)有所差別，需要我們做進(jìn)一步的研究。

2.4 指導(dǎo)手術(shù)治療 Coron等[17]的研究表明，皮膚CT可以提供活體組織原位、實(shí)時(shí)、無(wú)創(chuàng)成像，采用皮膚CT提供快速成像只需要5 min，而常規(guī)病理不僅耗時(shí)較長(zhǎng)，且無(wú)法動(dòng)態(tài)的進(jìn)行檢測(cè)，增加了手術(shù)時(shí)間及患者負(fù)擔(dān)。同時(shí)常規(guī)的病理常使用垂直方向的皮膚各生理切面，而實(shí)時(shí)皮膚CT可提供皮膚橫向的光學(xué)切面，可以動(dòng)態(tài)地檢測(cè)腫瘤邊界，大大減少手術(shù)時(shí)間，最大限度保留了正常組織，提供了高治愈率，更易于被外科醫(yī)生和患者接受，具有巨大的發(fā)展前景[18]。

2.5 在皮膚病學(xué)其他方面的應(yīng)用 此外，皮膚CT的三維成像可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)血流變化，以觀察鮮紅斑痣治療前后的血流變化，在色素性皮膚病方面也可以進(jìn)行治療前后的細(xì)胞組織學(xué)變化[19-20]。

3 小結(jié)

總之，皮膚CT是近年來(lái)新興的高分辨率非侵入性皮膚影像學(xué)技術(shù),具有原位、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)三維等特點(diǎn)，極具臨床應(yīng)用前景，較之目前的皮膚組織病理學(xué)和其他皮膚影像學(xué)，具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在臨床實(shí)踐中皮膚CT仍有不足之處，如對(duì)表皮下400 μm的組織不能成像，非平坦部位成像效果不佳,而且目前尚未建立皮膚腫瘤的影像學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)。但隨著這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及皮膚科醫(yī)生對(duì)這項(xiàng)技術(shù)認(rèn)識(shí)的逐步深入，皮膚CT會(huì)逐漸在皮膚科領(lǐng)域發(fā)揮更為重要的作用，在臨床得以更為廣泛的應(yīng)用。

[1]Einollahi B,Baradaran-Rafii A,Rezaei-Kanavi M,et al.Mechanical versus alcohol -assisted epithelial debridement during photorefractive keratectomy:a confocal microscopic clinical trial[J].J Refract Surg,2011,27:887-893.

[2]Ahmed A,Bril V,Orszag A,et al.Detection of diabetic sensorimotor polyneuropathy by corneal confocal microscopy in type 1 diabetes:a concurrent validity study[J].Diabetes Care,2012,35:821-828.

[3]Bricca GM,Brodland DG.Cutaneous head and neck melanoma treated with Mohs micrographic surgery[J].J Am Acad Dermatol,2005,52:92-100.

[4]Gambichler T,Sauermann K,Altintas MA,et al.Effects of repeated sunbed exposures on the human skin.In vivo measurements with confocal microscopy[J].Photodermatol Photoimmunol Photomed.2004,20:27-32.

[5]孫兆偉,徐麗敏.傳染性軟疣的共聚焦顯微鏡特征[J].臨床皮膚科雜志,2010,39（4）:223-224.

[6]Cogno IS,Vittar NB,Rivarola VA.Optimization of photodynamic therapy response by survivin gene knockdown in human metastatic breast cancer T47D cells[J].J Photochem Photobiol B,2011,104:434-443.

[7]Montazerabadi AR,Sazgarnia A,Bahreyni-Toosi MH,et al.The effects of combined treatment with ionizing radiation and indocyanine green-mediated photodynamic therapy on breast cancer cells[J].J Photochem Photobiol B.2012,109:42-49.

[8]沈柱,陳凌,李承新,等.尋常型銀屑病的皮膚CT特征初探[J].中國(guó)麻風(fēng)皮膚病雜志,2008,24（4）:301-303.

[9]Wurm EM,Curchin CE,Lambie D,et al.Confocal features of equivocal facial lesions on severely sun-damaged skin:Four case studies with dermatoscopic, confocal, and histopathologic correlation[J].J Am Acad Dermatol,2012,66:463-473.

[10]Sauermann K,Clemann S,Jaspers S,et al.Age related changes of human skin investigated with histometric measurements by confocal laser scanning microscopy in vivo[J].Skin Res Techol,2002,8:52-56.

[11]Middelkamp-Hup MA,Park HY,Lee J,et al.Detection of UV-induced pigmentary and epidermal changes over time using in vivo reflectance confocal microscopy[J].J Invest Dermatol,2006,126:402-407.

[12]Uehara M,Ikeda H,Nonaka M,et al.Predictive factor for photodynamic therapy effects on oral squamous cell carcinoma and oral epithelial dysplasia[J].Archives of oral biology,2011,56:1366-1372.

[13]Horn H,Gerger A,Koller S,et al.The use of confocal laser scanning microscopy in microsurgery for invasive squamous cell carcinoma[J].Br J Dermatol,2007,156:81-84.

[14]Gonzalez S,Tannous Z.in vivo confocal reflectance microscopy of basal cell carcinoma[J].J Am Acad Dermatol.2002,47:869-874.

[15]Astner S,Gonzalez E,Cheung A,et al.Pilot study on the sensitivity and specificity of in vivo reflectance confocal microscopy in the diagnosis of allergic contact dermatitis[J].J Am Acad Dermatol,2005,53:986-992.

[16]Swindells K,Burnett N,Rius-Diaz F,et al.Reflectance confocal microscopy may differentiate acute allergic and irritant contact dermatitis in vivo[J].J Am Acad Dermatol,2004,50:220-228.

[17]Coron E,Mosnier JF,Ahluwalia A,et al.Colonic mucosal biopsies obtained during confocal endomicroscopy are pre-stained with fluorescein in vivo and are suitable for histologic evaluation[J].Endoscopy,2012,44:148-153.

[18]Tierney E,Petersen J,Hanke CW,et al.Photodynamic diagnosis of tumor margins using methyl aminolevulinate before Mohs micrographic surgery[J].Orv Hetil,2012,153:1334-1340.

[19]何萍秀,萬(wàn)川,羅來(lái)華,等.汗孔角化癥的皮膚CT特征初探[J].南昌大學(xué)學(xué)報(bào),2010,50（5）:137-138.

[20]Lim HJ,Oh CH.Indocyanine green-based photodynamic therapy with 785nm light emitting diode for oral squamous cancer cells.Photodiagnosis Photodyn Ther,2011,8:337-342.