鄒先彪 劉華緒 盧漫 溫海
100048北京,解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院皮膚科(鄒先彪);山東省皮膚病醫(yī)院(劉華緒);四川省腫瘤醫(yī)院超聲科(盧漫);第二軍醫(yī)大學(xué)長(zhǎng)征醫(yī)院皮膚科(溫海)
·專家筆談·
皮膚影像學(xué)的臨床應(yīng)用
鄒先彪 劉華緒 盧漫 溫海
100048北京,解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院皮膚科(鄒先彪);山東省皮膚病醫(yī)院(劉華緒);四川省腫瘤醫(yī)院超聲科(盧漫);第二軍醫(yī)大學(xué)長(zhǎng)征醫(yī)院皮膚科(溫海)
皮膚影像學(xué)是一個(gè)新興的皮膚性病學(xué)亞專業(yè),是無創(chuàng)性影像學(xué)技術(shù)與皮膚性病學(xué)的有機(jī)融合,涉及皮膚病手工與電腦繪圖、攝影與攝像、伍德燈、皮膚鏡(dermoscopy,dermatoscopy)、序列數(shù)碼皮膚鏡圖像技術(shù)(SDDI)、反射式共聚焦顯微鏡(RCM)、VISIA皮膚分析儀、皮膚超聲診斷、光學(xué)相干斷層掃描成像(OCT)等,其特點(diǎn)是通過對(duì)皮損組織進(jìn)行在體、無創(chuàng)、實(shí)時(shí)、快速、動(dòng)態(tài)觀察,以幫助醫(yī)護(hù)人員診斷和評(píng)估病情嚴(yán)重程度,亦可用于皮膚美容評(píng)估領(lǐng)域[1?3]。隨著皮膚影像學(xué)相關(guān)診斷設(shè)備的不斷引進(jìn)和皮膚科同道的積極參與,相信皮膚影像學(xué)的發(fā)展在我國(guó)將呈現(xiàn)蓬勃向上的趨勢(shì)。
一張好照片勝過千言萬語[4],皮膚病攝影對(duì)臨床實(shí)踐(尤其在非面對(duì)面診斷和療效評(píng)估上)、論文寫作、學(xué)術(shù)交流等有重要的作用,是皮膚科醫(yī)師必備的技能之一。中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)皮膚性病學(xué)分會(huì)皮膚影像學(xué)組于2016年發(fā)布了《皮膚科攝影專家共識(shí)》[3],圖文并茂地闡述了皮膚科攝影的原則、過程和照片存留等。皮膚病攝影應(yīng)遵循客觀真實(shí)、合理構(gòu)圖、前后拍攝條件一致的原則,同時(shí)需要兼顧鏡頭選擇、拍攝角度、拍攝距離和拍攝體位、光線、背景及攝區(qū)、圖像分辨率、圖像聚焦、顏色保真度、圖像再現(xiàn)性等要素。在拍攝中應(yīng)真實(shí)地反映皮疹的形態(tài)、分布、排列等特征。對(duì)皮疹特寫拍攝時(shí),皮疹最好位于視野中央,在其周圍應(yīng)有同等面積的健康皮膚。數(shù)碼相機(jī)以千萬像素以上的單反相機(jī)為好,美國(guó)遠(yuǎn)程醫(yī)療協(xié)會(huì)推薦優(yōu)選的分辨率為1024×768像素,英國(guó)遠(yuǎn)程皮膚病學(xué)指南建議數(shù)碼照片的分辨率宜為2 000 × 1 500像素(計(jì)算機(jī)顯示)[5?6]。而將人體攝影與皮膚鏡結(jié)合形成的全身攝影技術(shù)(total body photography,TBP)可以動(dòng)態(tài)觀察黑素瘤及其他皮膚腫瘤的變化。當(dāng)沒有單反相機(jī)時(shí),智能手機(jī)可以暫時(shí)作為一種替代攝影,盡管其拍攝的照片質(zhì)量不能與單反相機(jī)相媲美,但智能手機(jī)的照片可以實(shí)時(shí)傳輸,適合應(yīng)急狀態(tài)下的遠(yuǎn)程醫(yī)療[7]。同時(shí),智能手機(jī)中或拷貝到電腦上的數(shù)碼照片具有一定的數(shù)碼放大作用,也可用于進(jìn)一步觀察皮損的細(xì)節(jié)。
皮膚癌是歐美國(guó)家的一種高發(fā)疾病,故歐美國(guó)家皮膚科十分重視皮膚癌尤其是黑素瘤的快速準(zhǔn)確診斷技術(shù)的發(fā)展,諸多無創(chuàng)性皮膚影像學(xué)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。皮膚鏡能觀察到表皮至真皮淺層的裸眼無法辨析的皮損特點(diǎn),故在國(guó)外有“皮膚科醫(yī)生的聽診器”的美譽(yù)[8]。皮膚鏡根據(jù)其消除皮膚表面反光技術(shù)的不同主要分為浸潤(rùn)式和偏振式兩種,根據(jù)其便攜程度可以分為便攜式和工作站式[9]。目前皮膚鏡可用于黑素源性皮膚病、非黑素源性皮膚病、炎癥性/感染性皮膚病、血管性皮膚病、毛發(fā)性皮膚病以及甲病的輔助診斷和鑒別診斷。當(dāng)皮膚鏡技術(shù)與智能手機(jī)或互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來時(shí),就形成了遠(yuǎn)程皮膚鏡學(xué)(teledermoscopy),后者對(duì)遠(yuǎn)程皮膚病學(xué)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。以皮膚組織病理為金標(biāo)準(zhǔn),遠(yuǎn)程皮膚鏡對(duì)普通色素性皮損診斷的敏感性87%~100%,特異性73.0%~95.8%[10?11]。源于皮膚病理對(duì)比研究產(chǎn)生的皮膚鏡診斷標(biāo)準(zhǔn)有三點(diǎn)分析法、七點(diǎn)分析法、模式分析法、CASH分析法等。對(duì)皮損的分析過程一般遵循兩步法法則,歐美國(guó)家擬定并發(fā)布了皮膚鏡診斷指南并不定期修正完善,其術(shù)語多用隱喻性語言或描述性語言,比較容易學(xué)習(xí)和掌握,其標(biāo)準(zhǔn)用語目前依然在完善統(tǒng)一中[12]。中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)皮膚性病學(xué)分會(huì)皮膚影像學(xué)組業(yè)已發(fā)布了《紅斑鱗屑性皮膚病皮膚鏡診斷專家共識(shí)》[13]、《毛發(fā)疾病皮膚鏡診斷專家共識(shí)》[14]和《感染性和寄生蟲性皮膚病的皮膚鏡診斷專家共識(shí)》[15]及《色痣皮膚鏡診斷專家共識(shí)》[16],其他皮膚鏡共識(shí)也將陸續(xù)發(fā)布。皮膚鏡具有快捷輔助診斷、簡(jiǎn)便易學(xué)、實(shí)時(shí)無創(chuàng)、用途廣泛的特點(diǎn),可以鑒別診斷色素痣和黑素瘤,還可以診斷非黑素瘤性皮膚腫瘤如基底細(xì)胞癌、鮑恩病、光線性角化病、脂溢性角化病、血管病變、毛發(fā)疾病等,與皮膚組織病理是兩種完全不同的診斷方式,但因皮膚鏡診斷近年來在我國(guó)發(fā)展迅速,部分醫(yī)師誤認(rèn)為可以取代皮膚病理,其實(shí)二者在皮膚病診斷上存在一定的區(qū)別(表1),也有一些相似之處,如描述形態(tài)時(shí),都或多或少會(huì)用到一些形象化的隱喻性術(shù)語,如病理上的“氣球樣變”、“海綿水腫”等,皮膚鏡上的“腦回狀模式”、“粉刺樣開口”等。皮膚鏡提高了臨床可疑皮損篩查的準(zhǔn)確性,指導(dǎo)臨床決策,有助于優(yōu)化臨床處理流程,但由于其觀察皮損的深度有限,僅達(dá)真皮淺層或乳頭層,而皮膚病理可深達(dá)皮下組織和脂肪層,故皮膚鏡診斷并不能取代皮膚組織病理,皮膚病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)依然是皮膚組織病理。
RCM是融光學(xué)-電子計(jì)算機(jī)為一體、基于共聚焦原理的皮膚原位、在體、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)三維成像技術(shù),可在細(xì)胞水平對(duì)皮膚進(jìn)行無創(chuàng)成像。由于點(diǎn)光源可對(duì)樣品進(jìn)行左右、上下掃描而獲得厚標(biāo)本(可達(dá)400 μm)不同層面的圖像,亦可對(duì)細(xì)胞或組織厚片進(jìn)行類似CT斷層掃描的無損傷連續(xù)光學(xué)切片,再經(jīng)計(jì)算機(jī)三維重建處理,從任意角度觀察標(biāo)本的三維剖面或整體結(jié)構(gòu),故亦稱該技術(shù)為皮膚CT。RCM可以對(duì)多個(gè)病灶進(jìn)行實(shí)時(shí)無創(chuàng)性檢查,其分辨率為1 μm,可對(duì)同一組織多次橫斷面成像,其灰度圖像是基于皮膚組織細(xì)胞內(nèi)微結(jié)構(gòu)如黑素、角質(zhì)、水以及細(xì)胞器等對(duì)光的折射率不同而呈現(xiàn)明暗程度不等而產(chǎn)生的,黑素含量較高的基底細(xì)胞層和角蛋白含量比較高的角質(zhì)層在皮膚CT圖像中呈現(xiàn)比較明亮的顏色。RCM亦可沿矢狀面方向逐層深入掃描,每層跨度可以調(diào)整,可立體地反映皮損狀況。皮膚第1層為角質(zhì)層,細(xì)胞直徑10~30 μm,因含有大量的角蛋白而表現(xiàn)為暗色的皮褶分隔為成群的島嶼狀;第2層為顆粒層,其細(xì)胞直徑25~35 μm,細(xì)胞核的折光率低,呈黑色卵圓形,胞質(zhì)折光率相對(duì)高,使核周圍包繞胞質(zhì)呈明亮的顆粒狀;第3層為棘層,其細(xì)胞比顆粒層細(xì)胞小,直徑15~25 μm,呈蜂巢狀排列,細(xì)胞間隔較為明顯;第4層為基底層,其細(xì)胞直徑7~12 μm,成像明亮,同時(shí)在表皮真皮交界處,可見明亮的成環(huán)狀基底細(xì)胞,中間環(huán)繞低折光的真皮乳頭[17]。RCM可以通過檢測(cè)靶皮損和周圍正常皮膚表皮和真皮淺層各個(gè)層次上的差異,篩查皮膚病,對(duì)皮膚病的診斷和鑒別診斷提供有力的線索[18]。自1995年在臨床應(yīng)用以來,國(guó)外學(xué)者進(jìn)行了多個(gè)多中心研究,顯示RCM在皮膚腫瘤輔助診斷和篩查領(lǐng)域具有較高的價(jià)值。多中心研究顯示,RCM診斷基底細(xì)胞癌有5個(gè)相對(duì)特征性的診斷標(biāo)準(zhǔn)[17],包括:①表皮的多形性,②表皮基底層存在伸長(zhǎng)的形態(tài)單一核,③腫瘤細(xì)胞核在同一軸向上,④炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)明顯,⑤真皮上層毛細(xì)血管增多;其特異性95.7%,敏感性82.9%,其中腫瘤細(xì)胞核在同一軸向上最特異(97.0%)、最敏感(91.6%)。以組織病理學(xué)為金標(biāo)準(zhǔn),RCM對(duì)黑素瘤的診斷和鑒別診斷也有較高的敏感性(96.5%)和特異性(94.1%)[19]。另外,RCM作為一個(gè)研究的工具,可以在皮膚病治療前后監(jiān)測(cè)和評(píng)估方面有較高的應(yīng)用價(jià)值[20]。近年來,RCM在炎癥性皮膚病領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,劉峰和郭海霞[21]對(duì)銀屑病病灶的RCM成像特點(diǎn)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)其組織學(xué)具有一定的特點(diǎn),依次為:真皮乳頭毛細(xì)血管迂曲擴(kuò)張達(dá)到頂部(99.14%),表皮突下延(94.83%),融合性角化不全(91.38%),真皮淺層血管周邊單一核細(xì)胞浸潤(rùn)(76.72%),Munro微膿腫(69.83%)。這些特點(diǎn)不一定會(huì)同時(shí)出現(xiàn),在不同病期有不同成像特點(diǎn)。
表1 皮膚鏡與皮膚組織病理檢查特征比較
超聲因其無創(chuàng)、廉價(jià)、實(shí)時(shí)及安全等優(yōu)點(diǎn)在臨床醫(yī)學(xué)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。臨床常用的高頻超聲頻率在7~18 MHz,能清晰分辨皮膚表皮、真皮及皮下組織,判斷皮損范圍、深度、血流、性質(zhì)及與周圍組織關(guān)系,是一種無創(chuàng)診斷皮膚病的皮膚影像學(xué)技術(shù)。50 MHz以上的超高頻超聲,對(duì)表皮病變顯示更加清晰,有利于皮膚病理的研究。皮膚超聲診斷儀常用20 MHz和50 MHz頻率。皮膚超聲診斷形成的圖像表皮為一線狀高回聲,真皮回聲的強(qiáng)弱是由能產(chǎn)生強(qiáng)回聲的膠原成分決定,且會(huì)隨著營(yíng)養(yǎng)狀況發(fā)生變化??梢詾橹懈呋芈暬虻突芈暎?2],其內(nèi)可見中等片狀回聲及短線狀回聲,與真皮內(nèi)纖維組織有關(guān),而散在分布的點(diǎn)狀不規(guī)則無回聲區(qū)則與真皮層內(nèi)皮膚附屬器有關(guān),毛囊皮脂腺縱切面時(shí),可見多數(shù)斜度平行的低回聲帶,皮下脂肪呈低回聲,厚度隨年齡、性別、部位等有較大差別,其內(nèi)部所見線狀高回聲為結(jié)締組織束;大的皮下靜脈為管狀無回聲結(jié)構(gòu),肌筋膜為規(guī)則縱向走行的明顯高回聲帶。皮膚在不同部位厚度不同,皮膚的聲像圖受年齡微循環(huán)改變和水腫等影響。皮膚超聲可以用于黑素瘤和非黑素性腫瘤的術(shù)前腫瘤范圍測(cè)量,指導(dǎo)臨床醫(yī)師選擇最佳治療方案;亦可用于結(jié)締組織疾病、炎癥性皮膚病、美容性皮膚病療效評(píng)估[23]。Sator等[24]應(yīng)用高頻超聲比較不同劑量紫外光照后當(dāng)天及治療后3、6、12個(gè)月的皮膚厚度,發(fā)現(xiàn)中等劑量紫外線照射使皮膚厚度減低更明顯,但臨床評(píng)估差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說明高頻超聲評(píng)估具有更高的敏感性。Gutierrez等[25]研究顯示,銀屑病患者表皮層和真皮層明顯增厚,真皮層淺層呈低回聲帶,皮下組織層回聲有缺失;大多數(shù)表皮增厚明顯的患者,可見表皮后方有明顯聲影,同時(shí)活動(dòng)性銀屑病真皮層血流信號(hào)豐富。高頻超聲能觀察到硬斑病樣型基底細(xì)胞癌周圍回聲明顯增強(qiáng),而浸潤(rùn)型基底細(xì)胞癌腫瘤內(nèi)部中低回聲區(qū)呈嵌入性條帶影,明顯區(qū)別于一般淺表型結(jié)節(jié)型基底細(xì)胞癌的惡性特征?;准?xì)胞癌二維超聲圖像表現(xiàn)為病灶邊緣光滑,形態(tài)欠規(guī)則,基底部邊界不清,內(nèi)部呈均勻低回聲,或伴有散在的點(diǎn)狀強(qiáng)回聲,彩色多普勒超聲顯示病灶內(nèi)棒狀血流信號(hào),尤其病灶底部血流信號(hào)增加。此外,高頻超聲結(jié)合多普勒檢查對(duì)黑素瘤的診斷具有特異性。二維圖像上黑素瘤表現(xiàn)為邊界不清晰、邊緣欠光滑的非均質(zhì)低回聲,彩色多普勒血流成像(CDFI)顯示內(nèi)部較豐富的短線狀血流信號(hào)。Machet等[26]以20 MHz高頻超聲測(cè)值與病理結(jié)果比較發(fā)現(xiàn),74.2%的病例用高頻超聲即可單獨(dú)指導(dǎo)準(zhǔn)確的手術(shù)邊界。Naouri等[27]以25 MHz及50 MHz高頻超聲觀察激光分次治療皮膚痤瘡后的效果,發(fā)現(xiàn)真皮層有明顯增厚,或與激光促進(jìn)膠原蛋白重新合成、細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)以及皮膚水合作用有關(guān)。
光學(xué)相干斷層掃描成像或光學(xué)相干成像是基于光線的反射延遲和干涉成像原理進(jìn)行組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)成像。OCT的軸向分辨率取決于光源的相干特性,光源相干長(zhǎng)度越短,分辨率越高。OCT的橫向分辨率取決于光束聚焦的大小。在皮膚中的軸向分辨率可達(dá)4~10 μm,在皮膚穿透深度達(dá)1.5~2.0 mm,可滿足一般皮膚病輔助診斷的要求[28]。Trojahn等[29]使用 OCT觀察皮膚老化情況,主要以“角質(zhì)層反射率”、“皮膚上真皮層反射率”、“真皮層對(duì)比度”和“表面不平整度”等定量指標(biāo)來判定皮膚在太陽暴曬下的特征改變,顯示OCT有能力區(qū)分老化皮膚和年輕皮膚。Baran等[30]以O(shè)CT研究面部痤瘡和瘢痕血管分布和膠原蛋白變化情況,可以實(shí)時(shí)獲取痤瘡病變和瘢痕形成過程的動(dòng)態(tài)信息。利用針對(duì)皮膚特性進(jìn)行優(yōu)化后的光纖型OCT系統(tǒng)對(duì)比研究鮮紅斑痣患者面部病變區(qū)和對(duì)側(cè)正常皮膚組織,可清晰分辨皮膚表皮層結(jié)構(gòu),鮮紅斑痣病變區(qū)域血管擴(kuò)張,對(duì)側(cè)正常皮膚表皮層無明顯變化,血管擴(kuò)張不明顯,作者認(rèn)為該皮膚OCT系統(tǒng)以其無創(chuàng)性、高精度及高速成像的特點(diǎn)在鮮紅斑痣等體表血管腫瘤的診斷及術(shù)后療效評(píng)估等方面有潛在應(yīng)用前景[31]。OCT可以用于診斷皮膚腫瘤,評(píng)估腫瘤邊界(評(píng)估侵襲深度可達(dá)1.5 mm),可以擬定切除范圍并進(jìn)行無創(chuàng)性隨訪觀察?;准?xì)胞癌的OCT成像可見特征性高反射信號(hào)的基底細(xì)胞巢;光線性角化病、Bowen病、增殖性紅斑的成像可見具有高反射信號(hào)的角蛋白沉積和棘細(xì)胞層,不規(guī)則但完好的真表皮交界處;侵襲性鱗癌的成像可見高反射信號(hào)的角蛋白沉積和棘細(xì)胞層,真表皮交界處不清楚;惡性黑素瘤的成像可見高反射信號(hào),冰柱樣結(jié)構(gòu)突入真皮,真表皮交界處不清楚[32]。OCT尚未在我國(guó)皮膚科開展,項(xiàng)目正在引進(jìn)中。
多光子顯微鏡是通過對(duì)激發(fā)光束進(jìn)行掃描實(shí)現(xiàn)成像。一般情況下,一個(gè)分子或者原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)每次只能吸收一個(gè)光子,但當(dāng)光強(qiáng)足夠高時(shí)就會(huì)產(chǎn)生多光子躍遷,即一次可以吸收多個(gè)光子。多光子激發(fā)需要超快的激光器,由于熒光分子的多光子激發(fā)需要的激光波長(zhǎng)比單光子長(zhǎng),多光子激發(fā)能夠用紅外或者近紅外光代替紫外光作為激發(fā)光源,光散射小,對(duì)細(xì)胞毒性和光漂白更小。1997年商業(yè)化的多光子顯微鏡首次問世。單光子激發(fā)所用的紫外或可見光在光束到達(dá)焦平面之前易被樣品吸收而衰減,不易對(duì)深層激發(fā),而多光子顯微鏡在三維分辨率、觀察深度、散射效率、背景光、信噪比控制等方面均超越既往激光顯微鏡,故可觀察活體動(dòng)物腦片神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能及腦皮層毛細(xì)血管網(wǎng)的成像。多光子顯微鏡在體皮膚成像深度可達(dá)150 μm,可以觀察到表皮全層(包括細(xì)胞線粒體、胞質(zhì)和胞核)和部分真皮,通過不同的自發(fā)熒光強(qiáng)度區(qū)別皮膚癌前病變、基底細(xì)胞癌、鱗狀細(xì)胞癌以及黑素瘤等皮膚腫瘤,亦可用于脂溢性角化病、銀屑病、血管瘤、皰病、皮膚老化等方面的研究[33]。
皮膚影像學(xué)、數(shù)碼真菌學(xué)、數(shù)碼病理學(xué)等技術(shù)創(chuàng)新為遠(yuǎn)程皮膚病的發(fā)展提供了有效的支撐手段,使皮膚病的診斷可以突破時(shí)間、空間的限制,為專家與基層醫(yī)療單位的醫(yī)患溝通提供暢通的平臺(tái),解決皮膚病發(fā)病率高、累及地域廣、診療水平參差不齊的現(xiàn)實(shí)問題,為皮膚病診療同質(zhì)化帶來了實(shí)現(xiàn)的可能性[34]。同時(shí)也在很大程度上節(jié)省了醫(yī)療資源,方便了偏遠(yuǎn)地區(qū)的醫(yī)生和患者。國(guó)外有學(xué)者對(duì)100例患者的數(shù)字圖像進(jìn)行評(píng)估,由20個(gè)不同的皮膚病專家對(duì)其診斷并與面診醫(yī)師提供的診斷(金標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行比較,結(jié)果顯示,總的一致率為87.80%,說明皮膚圖像技術(shù)對(duì)于皮膚病診斷有較高的應(yīng)用價(jià)值[35]。
由于皮膚影像學(xué)涉及的儀器種類多,交叉或邊緣學(xué)科知識(shí)也需要醫(yī)生逐步學(xué)習(xí)和掌握,故我國(guó)的皮膚影像學(xué)尚需一個(gè)逐步發(fā)展的過程。歐美國(guó)家在皮膚影像學(xué)的發(fā)展有著率先垂范的引領(lǐng)作用,諸多皮膚影像學(xué)設(shè)備如皮膚鏡、皮膚CT、皮膚超聲等都由其先行研制出,并迅速應(yīng)用于臨床研究,制定了相應(yīng)的診斷規(guī)范。我國(guó)科學(xué)工作者也在近幾年研發(fā)了皮膚鏡和皮膚超聲診斷儀等設(shè)備,并逐漸應(yīng)用于皮膚科臨床,我們正在縮小與國(guó)外皮膚影像學(xué)實(shí)踐上的差距。皮膚影像學(xué)具有實(shí)時(shí)、無創(chuàng)、動(dòng)態(tài)的輔助診斷優(yōu)勢(shì),患者的依從性高,同時(shí),皮膚影像學(xué)適合遠(yuǎn)程皮膚病學(xué)診療,醫(yī)生高水平同質(zhì)化的需求和患者就診需求都將促進(jìn)皮膚影像學(xué)的發(fā)展。
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鄒先彪,Email:xbzou@126.com
10.3760/cma.j.issn.0412?4030.2017.07.001
2017?02?03)
(本文編輯:吳曉初)