无创成像技术在寻常型银屑病中的应用

窦一民,王艺霏,李诗琪,冯爱平

(华中科技大学同济医学院附属协和医院皮肤性病科,湖北 武汉 430000)

寻常型银屑病是最常见的银屑病类型。银屑病的诊断通常依据典型的临床表现,包括蜡滴现象、薄膜现象及点状出血,仅靠肉眼观察大体皮损有时难以鉴别及精确评估病情。皮肤活检的组织病理学检测仍然是皮肤病学检测中非常重要的工具和诊断金标准,但对患者来说这不仅耗时,而且还存在出血、伤口感染和瘢痕形成的风险。因此,高分辨率、无创的皮肤影像技术有可能使皮肤病的诊断更加快捷、便利。此外,由于无创影像技术能在体检查、不损伤被检查组织,因此可以动态观察同一皮损,这样可以更好地监测疾病并更准确地评估疗效。近几十年来,皮肤病学已经引入了几种高分辨率、无创性检测技术(表 1),本文就无创成像技术在寻常型银屑病中的应用进行阐述。

表1 用于诊断和评估银屑病治疗反应的非侵入性技术

1.1 皮肤镜与视频毛细血管镜 皮肤镜是一种皮肤科常用的无创检测仪器,代表了宏观皮肤病学和微观皮肤病理学之间的联系[1]。手持皮肤镜可将皮肤结构放大10 ~20 倍,在炎症性皮肤病中,用于评估皮肤血管的类型和分布,以及鳞片的颜色和病变的背景。视频皮肤镜可将皮肤结构放大达300 倍,可以对血管类型和结构进行详细评估[2]。寻常型银屑病具有典型的皮肤病特征,包括粉红色背景上均匀分布点状或球状毛细血管和弥漫性银白色鳞屑[3]。皮肤镜有助于银屑病与其他炎症性皮肤病的鉴别,减少不必要的组织病理检查,其对银屑病的特异性和敏感性的诊断率分别为88%和84.9%[4]。视频毛细血管镜(Videocapillaroscopy,VC)是诊断银屑病的一种有效的非侵入性辅助手段,可以对皮肤结构放大100 ~1000 倍来评估某些皮肤疾病中的微血管结构。在一项对32 例患有手掌和/或足底红斑鳞屑性病变的患者进行的研究中,有15 例显示出沿皮纹沟线性排列的针尖状毛细血管,毛细血管弯曲扩张,具有均匀浓密的外观,提示银屑病的诊断,且经组织病理学证实[5]。研究表明,VC 可以通过实时动态监测血管形态变化来进行银屑病疗效的评估[6]。在一项使用VC 评估寻常型银屑病患者在生物制剂治疗期间血管模式的变化的研究中,Micali 等[7]通过VC 监测基线及15、30 和60 天后的银屑病斑块改变,结果表明血管模式的持续存在可能与疾病进展和/或复发率和严重程度相关。VC 有助于银屑病的临床诊断及预测、监测疗效,从而改善或优化对银屑病的诊疗。

1.2 反射共聚焦显微镜 反射共聚焦显微镜(Reflectance confocal microscopy,RCM)通过聚焦激光束扫描皮肤并检测反向散射光子,依据不同细胞器的折射率、大小及组织内的微结构差异,提供接近常规组织病理学的细胞水平分辨[8,9]。RCM 可以为评估黑色素细胞性皮肤肿瘤和炎症性皮肤病提供有价值的信息[10]。RCM 可识别角化过度、角化不全、颗粒层减少或缺失、乳头瘤样增生及真皮血管扩张等病变。角质层的RCM图像显示的折射性有核结构与角化不全相对应,棘层呈蜂窝状上皮,而颗粒层由细胞核中心有明亮颗粒的细胞组成,在银屑病皮损中,RCM 图像表现为颗粒层减少或缺失,真皮乳头充满的圆形或线性暗小管腔结构对应扩张的毛细血管[11]。Ardigo 等人[12]研究寻常型银屑病的RCM 特征并分析其与组织病理学结果的相关性,在36 例寻常型银屑病病例中,90%以上的RCM 图像表现出与组织病理学相关的寻常型银屑病特征。Ocampo-Garza 等人[13]描述了两名接受艾克司单抗(Ixekizumab)治疗的头皮银屑病患者的临床、皮肤镜和RCM 联合评估。在基线时,RCM 图像表现出银屑病组织病理学的典型特征,治疗12 周后,临床改善明显,RCM 图像显示炎细胞、乳头瘤样增生和毛细血管扩张较基线时明显减少。RCM 技术可以实现皮肤图像的采集和保存,进行寻常型银屑病特征的微观评估,并且与组织病理学结果具有良好的相关性,有助于实时、动态地了解疾病的发展,可用于疾病的诊断及疗效评估。

1.3 高频超声 高频超声(High frequency ultrasonography,HFUS)是一种对皮肤结构进行形态功能评估的非侵入性仪器[14]。超声成像依赖组织反射声波的特性,基于组织结构的内在变化,反映角蛋白、胶原蛋白和含水量的差异[15]。与传统超声相比,HFUS 能提供更好的轴向分辨,但穿透深度更浅[16]。HFUS 的主要临床应用包括术前评估黑色素瘤的厚度,这对于手术计划和肿瘤分期至关重要,目前也较多地应用于炎症性皮肤病的评估,包括银屑病、接触性皮炎、硬皮病及痤疮等[17]。在银屑病皮损的HFUS 表现中,高回声带代表表皮角化过度和角化不全,而低回声带对应真皮乳头的上延(银屑病的病理特征)。银屑病治疗缓解的指标为表皮和真皮厚度减少,尤其是真皮浅层低回声带的消失[18]。Lacarrubba 等人[19]通过超声成像评估0.05%丙酸氯倍他索软膏治疗寻常型银屑病的疗效,超声显示所有经过治疗的银屑病皮损厚度减少,而健康组,未观察到皮肤厚度的超声变化。研究表明,HFUS 作为一种非侵入性技术,有助于临床评估银屑病斑块的严重程度[20]。多普勒HFUS 可以在不使用外源性造影剂的情况下实现皮肤血流成像[21]。一项对银屑病患者使用依那西普治疗前后的多普勒超声与临床和组织学检查结果进行比较的研究表明,依那西普治疗前后的银屑病面积和严重程度指数(Psoriasis area and severity index,PASI)和组织学血管化程度之间存在显著相关性,为HFUS 在评估银屑病患者皮肤血流灌注变化方面的有效性提供了证据[22]。超声成像客观且可重复地测量皮肤厚度及血流灌注改变,可用于银屑病诊断及疗效的评估。

1.4 光学相干断层扫描 光学相干断层扫描(Optical coherence tomography,OCT)是一种基于迈克尔逊干涉原理的组织形态学非侵入性技术[23]。在OCT 中,用低相干光照射皮肤组织,并通过干涉测量法检测反射光子,从而实现反射光和参考光束之间的相干匹配[24]。Welzel 等人[25]于1997 年将其应用于皮肤成像。作为一种基于反射的方法,OCT 主要提供形态信息,实现组织界面的最大对比度,可以用于评估可疑的非黑素细胞恶变及皮肤厚度改变等[26,27]。OCT正以无创和标准化的方式研究越来越多的皮肤特征,可以用作银屑病临床试验结果的评估工具。在一项研究中,使用OCT 对23 名接受局部皮质类固醇、环孢素和光疗治疗的寻常型银屑病患者进行了银屑病皮损的平均表皮厚度评估。结果表明,银屑病患者表皮厚度比正常皮肤增加30 ~40μm,并且治疗后可从最初平均值157.1μm 下降到平均值128.84μm[28]。动态OCT(Dynamic OCT,D-OCT)可以检测皮肤的微脉管系统,用于评估炎症性皮肤微血管形态[29]。银屑病患者的OCT 具有清晰的特征性表现,包括角化过度、棘层肥厚和毛细血管袢扩张;
在D-OCT 中,可见真皮乳头毛细血管环扩张。与健康对照相比,在甲银屑病中也观察到血管扩张和近端甲皱襞的血流量显著增加[30]。总之,皮肤病学中的OCT 仍然是一项新兴技术,具有进一步发展的巨大潜力。

1.5 光声成像 光声成像(Optoacoustic imaging,OAI)是一种混合成像技术,集成了光学对比和超声检测的优点[31]。检测区域受到OAI 纳秒脉冲激光照射,组织中的光吸收分子吸收光能并将其转化为热量,由此产生的热弹性膨胀引发声学信号,声波在组织中传播更深,且无明显衰减,由超声换能器接收并进行数据转换,再由计算机程序将数据转换为三维图像[32]。此技术克服了纯光学成像技术无法保持深层组织高分辨率成像的缺点,可以提供有关皮肤病的结构、功能和分子特征的信息,实现对银屑病等炎症性疾病皮损的成像和监测。光栅扫描光声细观(Raster-scan optoacoustic mesoscopy,RSOM)是一种新兴的OAI 方法,采用新型铌酸锂超声换能器,将超声检测器与照明源相结合,以光栅模式逐层扫描病变区域。RSOM 可以以单血管分辨率全面监测皮肤微血管对局部加热的反应性,具备表皮形态和脉管系统的成像能力。银屑病的RSOM 成像显示了皮损的病理特征,即棘层增生肥厚、毛细血管环扩张及真皮血管直径增加。Aguirre 等人[33]研究了RSOM 在评估银屑病严重程度方面的能力,提出了一种基于RSOM的光声指数(Optoacoustic index,OPIND),该指数是根据RSOM 图像中反映炎症和血管生成的定量特征(表皮的厚度、真皮中的总血容量、血管结构的分形数以及毛细血管环的密度和平均直径)计算的。初步结果表明,单一皮损分析中的OPIND 和局部 PASI评分之间存在相关性。因此,非侵入性RSOM 成像可能有助于阐明银屑病的发病机制并监测个体疾病进展和治疗结果[34]。RSOM 成像技术作为一种新兴成像技术,具有较大临床潜力。

1.6 其他成像技术 多光子显微镜(multiphoton microscopy,MP)利用多光子激发出组织的荧光团,实现约0.3μm 的横向分辨和1μm 的轴向分辨,可以辅助评估色素病变、皮肤老化、银屑病等皮肤问题[35]。Kapsokalyvas 等人[36]使用MP 评估银屑病患者表皮及真皮乳头的形态学特征,用于定量诊断及疗效监测。该技术尚未常规使用于皮肤病学的诊断中,但是一种有发展前景的显微检测技术。

激光多普勒成像(Laser doppler imaging,LDI)基于多普勒效应捕获图像,获得二维皮肤血流图,用于皮肤血液灌注的可视化检测。使用LDI 对银屑病皮肤的研究表明,寻常型银屑病皮损的血流量是正常皮肤血流量的9 ~13 倍;
同样,与健康皮肤相比,病灶周围皮肤的血流量增加2.5 ~4.5 倍[4]。Murray 等人[37]使用双波长激光多普勒灌注进行了慢性斑块状银屑病患者前臂皮损的皮肤血流研究,与邻近和不邻近的未受累皮肤相比,银屑病斑块内的血管灌注增加。LDI 也用于对银屑病治疗的监测。在一项评估卡泊三醇对每周两次PUVA 治疗的13 名斑块型银屑病患者影响的研究中,使用LDI 测量血流量改变,结果显示,从试验的第三周起,卡泊三醇治疗组的平均血流量明显低于安慰剂组[38]。

无创成像技术在皮肤病学中应用广泛,有助于疾病的诊断及疗效监测。可用的成像技术在横向和轴向分辨率、穿透深度及可视化皮肤结构方面各有不同(详见附录1 表1)。皮肤镜是最常见的皮肤无创检测仪器之一,可用于对银屑病患者的快速门诊评估。HFUS 提供皮肤和指甲解剖结构的准确信息,可用于寻常型银屑病的诊断及长期疗效的评估。RCM和OCT 以与虚拟组织病理学相当的方式,实现对寻常型银屑病的高分辨率显微成像,是非常有应用前景的技术。MP 和LDI 等成像技术在寻常型银屑病皮肤成像中的作用,需要进一步地研究和验证。

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