無創(chuàng)性皮膚檢測技術(shù)在面部紅斑評估中的應(yīng)用進(jìn)展

李慶文，涂穎

臨床上越來越多的患者向皮膚科醫(yī)生抱怨“面部皮膚發(fā)紅”，同時(shí)伴或不伴有灼燒、刺痛、瘙癢等癥狀[1]。間歇性或持續(xù)性面部紅斑可與多種皮膚病相關(guān)，如：玫瑰痤瘡、接觸性皮炎等，面部紅斑被認(rèn)為是這類皮膚病的一種重要臨床表現(xiàn)[2]，因此，可通過檢測面部紅斑的顏色深淺以評估這些面部皮膚病的嚴(yán)重程度以及評價(jià)臨床療效。

以往臨床多采用主觀方法評估面部紅斑，例如：視覺模擬量表(visual analogue scale，VAS)、比色卡等，由于其主觀性較強(qiáng)可能會導(dǎo)致紅斑評估的偏差[3]。為了評估和客觀量化面部紅斑，需要更精確和客觀的評估方法和技術(shù)。隨著各種光學(xué)儀器的飛速發(fā)展，各種無創(chuàng)性皮膚顏色分析技術(shù)相繼問世并應(yīng)用于臨床，了解這些無創(chuàng)性檢測技術(shù)的原理及臨床應(yīng)用將對指導(dǎo)臨床面部紅斑嚴(yán)重程度的評估以及臨床治療效果的評價(jià)起到重要作用[1]。

1 反射光譜法

1.1漫反射光譜法(diffuse reflectance spectroscopy, DRS) 進(jìn)入組織的光子通過散射和吸收,與組織中發(fā)色團(tuán)相互作用，對其散射光進(jìn)行光譜解析，從而分析出該組織不同成分的信息[4]。如漫反射光譜組織血氧儀，該方法可實(shí)時(shí)監(jiān)測皮膚血流灌注，判斷血管瘤的治療進(jìn)展、評估銀屑病患者的血管情況以及對皮膚炎癥、紅斑和血管阻塞進(jìn)行定量評估，即使在嚴(yán)重色素沉著情況下也能客觀檢測紅斑反應(yīng)[5-7]，但表皮厚度及炎細(xì)胞等均可影響反射光譜，且使用時(shí)需對皮膚施加一定的壓力，會影響測試區(qū)域皮膚的血流含量，導(dǎo)致多次檢測間存在差異[6]。

1.2近紅外光譜法(near infrared spectroscopy, NIRS) 由于皮膚組織內(nèi)的血管非常豐富，近紅外光譜儀可通過檢測組織中紅細(xì)胞運(yùn)動來測量血流量及組織血氧飽和度[8]，是監(jiān)測皮膚血氧變化的有效檢測技術(shù)。該方法可以評估移植手術(shù)后的皮瓣成活狀況[9]，以及光線性角化病局部治療前后的血管反應(yīng)信息，從而進(jìn)行療效評估[10]。該儀器有很高的時(shí)間分辨率，但空間分辨率較低，且受到光譜數(shù)據(jù)處理復(fù)雜性的限制，其靈敏度不高[11]。

1.3分光光度計(jì) 目前用于臨床的主要有Derma分光光度計(jì)和Mexameter皮膚黑色素和血紅素測試儀?？梢愿鶕?jù)黑色素和血紅蛋白對不同波長光的吸收光譜和反射的不同計(jì)算皮膚紅斑和黑色素指數(shù)[12]。該儀器可用于檢測痤瘡、接觸性皮炎治療后紅斑嚴(yán)重程度，從而評估治療效果以及治療方案的有效性[13-14]。該儀器能夠量化微小的皮膚顏色變化，可重復(fù)性及敏感度均較好，但受到黑色素等其他皮膚發(fā)色團(tuán)的影響會使其特異性降低[15]。

1.4三色色度計(jì) 常用的儀器有Chroma Meter色度計(jì)，收集與皮膚表面垂直的反射光進(jìn)行三色分析并將其轉(zhuǎn)化為L*，a*，b*值，其中a*值主要來源于真皮中的血紅蛋白，皮膚越紅潤，a*值越高，因此可客觀反映出局部皮膚紅斑程度[16]。Choi等[17]使用該儀器評估紫外線照射后的皮膚紅斑反應(yīng)，從而客觀定量的評估最小紅斑量(MED)，臨床上用于輔助制定銀屑病等疾病的光療方案及診斷光敏性疾病，也被用于評估痤瘡和色素性疾病等的治療效果[18]。但該儀器使用時(shí)可受到環(huán)境光及皮膚亮度的影響，導(dǎo)致評估結(jié)果的差異。

2 成像技術(shù)

隨著數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)成像技術(shù)在皮膚病學(xué)和美容學(xué)中起到越來越重要的作用。將單色光、偏振光和紫外光等多種光源應(yīng)用于成像技術(shù)中，生成相應(yīng)的皮膚圖像[19]，然后將圖像中的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，可以更加直觀的進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和比較，近年來在皮膚病的診斷中被較多的應(yīng)用[20]。

2.1面部皮膚多光源數(shù)字化檢測儀 目前常用儀器如VISIA、ANTERA 3D，兩種儀器都用于皮膚膚色及狀態(tài)的分析，VISIA使用三種光源包括：標(biāo)準(zhǔn)白熾燈、紫外光和偏振光，不同的光源對應(yīng)分析不同的皮膚狀態(tài)數(shù)據(jù)。紅色通道代表血紅蛋白，與紅斑嚴(yán)重程度呈線性相關(guān)。Zhang等[21]認(rèn)為該儀器能很好的評估敏感性皮膚藥物治療后的紅斑面積改善情況，該儀器測量范圍大，為面部紅斑面積評估帶來便利[3]。在使用VISIA檢測鮮紅斑痣時(shí)發(fā)現(xiàn)病變部位較正常皮膚的血管聚集程度更高，能夠有效評估治療效果[22]。不同于VISIA，ANTERA 3D儀器使用7種不同波長的光獲取皮膚反射數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為皮膚吸收系數(shù)來量化血紅蛋白濃度[23]，該儀器應(yīng)用于光老化、痤瘡等皮膚病領(lǐng)域[24]。Linming等[23]研究發(fā)現(xiàn)，兩種儀器在面部紅斑面積的評估上顯示出很強(qiáng)的相關(guān)性，但在皮膚皺紋及毛孔的顯示上，ANTERA 3D較VISIA更為敏感。

2.2偏振光光譜成像(polarized light spectral imaging) 目前常用設(shè)備為TIVI系統(tǒng)(組織生存力成像)，利用紅細(xì)胞和周圍皮膚組織吸收的波長差異來生成紅細(xì)胞濃度的數(shù)值(TiVi 值)和彩色編碼圖像，主要用于檢測皮膚微血管中紅細(xì)胞濃度，還可提供血紅蛋白氧化和脫氧血紅蛋白的變化趨勢[25]。Holst等[26]發(fā)現(xiàn)該方法可用于測量反應(yīng)性紅斑的快速瞬時(shí)變化，也可用于評估皮膚微循環(huán)，在疾病評估、藥物開發(fā)、護(hù)膚品開發(fā)等領(lǐng)域的研究中起到一定作用[27]。

2.3激光多普勒血流儀(laser doppler flowmeter, LDF) 基于多普勒頻移原理，激光在回到皮膚時(shí)會改變其波長，頻率的變化和幅度與區(qū)域內(nèi)紅細(xì)胞的數(shù)量和速度成正比。該儀器提供可靠且可重復(fù)的組織灌注圖像，Waszczykowska[28]使用該儀器評估系統(tǒng)性硬化癥患者的微血管病變程度，但其空間分辨率較低，且由于需將探頭直接接觸皮膚可干擾血液流動，從而導(dǎo)致結(jié)果的不準(zhǔn)確[29]?；谠搩x器開發(fā)出激光多普勒灌注成像可以在不接觸皮膚表面的情況下評估皮膚灌注的空間分布[30]，更適用于深層血管血流量的測定[31]。

2.4皮膚鏡(dermatoscope) 可放大肉眼不可見的表皮結(jié)構(gòu)和表皮下特征，其檢測深度可達(dá)到真皮淺層，對于血管結(jié)構(gòu)及色素結(jié)構(gòu)有很高的靈敏度及特異性[32]，在不同的疾病有不同的皮膚鏡表現(xiàn)，如激素依賴性皮炎表現(xiàn)為粗大的分支狀血管、銀屑病表現(xiàn)為均一的球狀血管[33]，在鮮紅斑痣中可見呈環(huán)狀排列的擴(kuò)張的血管，為評估紅斑及疾病診斷提供線索，是指導(dǎo)治療劑量和監(jiān)測治療終點(diǎn)的有用工具[34]。

2.5顯微成像(microimaging) 如反射共聚焦顯微成像儀，通過逐層獲取組織共聚焦圖像，使各層細(xì)胞結(jié)構(gòu)可視化，如毛細(xì)血管床和紅細(xì)胞，來對皮膚紅斑進(jìn)行評估[35]。如皮炎改變可見細(xì)胞間水腫，真皮血管周圍炎癥細(xì)胞浸潤，該儀器應(yīng)用較廣，可用于各種皮膚病的診斷及鑒別診斷，炎癥性疾病如接觸性皮炎、濕疹等，自身免疫性疾病如系統(tǒng)性紅斑狼瘡，但其局限性在于其成像視野范圍相對較小，且成像深度比較淺，僅限于真皮層，因此在評估紅斑時(shí)存在一定的限制[36]。

2.6超聲成像(ultrasonic imaging) 常用儀器如高頻多普勒超聲，可用于測量移動結(jié)構(gòu)如：皮膚血流[37]。不同的回聲帶反映不同的皮膚結(jié)構(gòu)。目前超聲技術(shù)在脂溢性角化、化膿性汗腺炎、鮮紅斑痣、濕疹、銀屑病等疾病上都有較廣泛的應(yīng)用[38]。如在炎癥性疾病中可看到不同厚度的表皮下低回聲帶以及真皮層回聲減弱，可用于評估疾病嚴(yán)重程度以及監(jiān)測疾病進(jìn)展[39]。該儀器分辨率高，檢測深度較淺，無法區(qū)分皮膚深層微小血管，使用時(shí)受到一定限制[40]。

2.7激光散斑對比成像(laser speckle contrast imaging) 用于對組織中的血流進(jìn)行無創(chuàng)、實(shí)時(shí)成像。當(dāng)物體運(yùn)動時(shí)，散斑圖案會隨著時(shí)間變化，可根據(jù)散斑圖案的變化來可視化組織灌注[41]。有助于評估局部缺血，如潰瘍形成，也可用于評估系統(tǒng)性硬化癥患者的面部血流循環(huán)以及激光治療后鮮紅斑痣的血流變化情況，從而有助于調(diào)整激光治療參數(shù)[42]。Pauling等[43]認(rèn)為，該儀器較紅外熱成像儀有更高的時(shí)間和空間分辨率。但由于該方法對運(yùn)動信號比較敏感，因此易產(chǎn)生偽影，有效區(qū)分偽影及測量信號是當(dāng)前的研究挑戰(zhàn)[44]。

2.8光聲顯微活檢(photoacoustic microscopic bio-psy，PAMB) 通過選擇不同孔徑的物鏡調(diào)節(jié)皮膚表面下的光聲聚焦深度，可獲得真皮血管形態(tài)、直徑、深度、密度信息，其空間分辨率及穿透深度、靈敏度均較好，臨床上可用于各種紅斑血管性疾病，如評估鮮紅斑痣的嚴(yán)重程度，監(jiān)測治療進(jìn)展、評估預(yù)后和指導(dǎo)治療方案[45]。

2.9紅外熱像儀(infrared thermography) 通過檢測皮膚表面發(fā)出的紅外輻射，產(chǎn)生不同身體部位的熱模式，是用于測量皮膚表面溫度分布的圖像技術(shù)[46]。由于面部腫瘤、炎癥及血管性疾病等血流存在差異，影響皮膚溫度，該儀器在皮膚病學(xué)診療中得到廣泛運(yùn)用，如局限性硬皮病、血管瘤、化膿性汗腺炎等[47]。為疾病診斷提供幫助，也可用于疾病治療后療效的監(jiān)測。Magalhaes等[48]認(rèn)為，其在檢測早期腫瘤及監(jiān)測腫瘤生長方面有很大的優(yōu)勢，其溫度敏感性、空間分辨率均較好，但臨床上仍有使用攜帶不便、成本高，成像不穩(wěn)定等問題[49]。

2.10光學(xué)相干層析成像(optical coherence tomography，OCT) 通過測量來自生物組織的反向散射光的強(qiáng)度來三維重建組織橫截面圖像，如OCT掃描儀，該方法已經(jīng)被應(yīng)用于炎癥性疾病以及皮膚腫瘤中。Nelson 等[50]使用光學(xué)相干斷層掃描成像來可視化血管，評估血管壁形態(tài)和血管深度，與共聚焦顯微鏡相比，OCT 具有更大的視野和穿透深度，與超聲相比，該方法有更高的圖像分辨率。但其成像深度稍淺，無法顯示皮膚真皮深層血管[51]。

3 小結(jié)

綜上所述，面部紅斑是一種常見的臨床癥狀，導(dǎo)致面部紅斑的疾病多種多樣，在肉眼不能識別及評估紅斑的前提下，依靠無創(chuàng)性檢測技術(shù)檢測面部紅斑對評估疾病的嚴(yán)重程度及臨床療效評價(jià)尤為重要。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，評估面部紅斑的方法和可選擇的儀器設(shè)備也很多，但簡單、方便、快捷的檢測方法更會為臨床所使用。