非创伤性检测技术在光老化皮肤治疗中的应用进展

董依云　周国瑜

皮肤的老化分为内源性老化和光老化，内源性老化即自然老化，目前大多数研究认为光老化加速了皮肤自然老化的进程。皮肤光老化常发生于习惯暴露的部位，其中面部是最易受累的部位，另外还有手背、前臂、上胸部等光暴露部位。光老化的临床特点为：皮肤质地的改变，如皮肤干燥、松弛、细小皱纹、皮肤粗糙、毛孔扩大等；色素性改变，如色素增加或脱失；血管性改变，如皮肤血管扩张等[1-3]。对光老化皮肤的不同参数进行检测，有助于评价治疗效果，本文就非创伤性检测技术在光老化皮肤治疗中的应用进展综述如下。

1皮肤光老化检测方法

1.1光数值等级：1992年，Griffiths等[4]以光数值等级对数个光老化皮肤参数进行测量。他们选择了不同阶段光老化患者的典型照片，用递增的9个阶段标准来评价不同的参数（0为无，8为最严重）。这些参数为细纹、粗皱纹、色斑和脸色发黄的程度，临床证明基于典型照片的光数值等级优于书面描述。光数值等级方法简单易行，有一定可重复性，可用于门诊治疗中，由有经验的医师和患者共同进行治疗前后面部改善情况的评价。

1.2 检测皮肤表面特性：皮肤光老化的一个显著特征就是皮肤表面光滑度下降，粗糙度增加。目前国际上一个常用的方法是制作皮肤表面的硅胶复膜样品，待复膜硬化后可将其扫描至电脑或以激光轮廓测量技术进行测量。常规扫描方法有机械扫描法和光学扫描法，最近发展起来的透射测量法使用平行光照射非常薄的硅胶复膜样品。Lee等[5]采用这种薄的硅胶复膜样品分析皮肤粗糙度，复膜厚度为0.5mm，取下后放在光源和CCD摄像机之间，通过对其灰度的测量，可以得到不同年龄人群皮肤粗糙度的显著差异。这种方法测量的速度较快，但是很薄的复膜样品不容易制作。激光轮廓测量技术是根据光的放大和反射原理研制出来的，采用激光头扫描，精确测量复膜样品的三维坐标并转化为图像[6]。当然，这种方法耗时且价格昂贵，无法应用于常规皮肤检查。另外一种检测手段就是皮肤镜的使用，皮肤镜可以对活体皮肤直接无创性放大，观察皮肤表面精微形态，最新发展的利用偏振光原理制作的皮肤镜可以提供皮肤表面纹理、色素和血管的更多信息[7]。联合使用数字图像处理技术可作为一种常规色素治疗功效评价的定量测量工具。该技术起步较晚，需要特定的仪器和软件，目前国内应用较少。Takeshi等[8]研究了二次谐振的偏振光（SHG）显微镜在UVB暴露皮肤中胶原与皱纹之间的联系，SHG发出的光可以被真皮层中的胶原纤维产生倍频谐振，可以清晰地看到胶原纤维的分布以及与皮肤表面的距离，再通过计算机处理系统得出与皱纹之间的联系。

1.3检测皮肤内部特性：虽然皮肤活检可以很方便地提供光老化皮肤相关的结构改变，但这毕竟是一种有创方法，很多患者无法接受。越来越多的无创检测手段发展起来。

1.3.1超声检测法：同其他以超声为基础的技术一样，用可以发射超声波的探头接触皮肤，通过超声波作用到表皮下从而测得表皮下结构[9]。随着技术的发展，高频率的超声换能器实现了对皮肤高分辨率的测试。Lee等[5]采用Dermascan C高频率超声测试仪对皮肤真皮层的距离和密度做出测量，由微处理器评价和可视化成为一个二维彩色图像[10]。实验结果显示皮肤真皮层密度与皮肤表面粗糙度有强烈的正相关关系，这为我们提供了一种新的直接测量皮肤表面皱纹的方法。

1.3.2磁共振成像：磁共振成像（MRI）是一种广泛应用于身体各部位诊断的检测技术，尤其是皮肤深处的组织。由于无法获取高的空间分辨率，该方法在很长的一段时间内都不适用于皮肤。新发展的磁共振微成像（MRM）可以无创性地呈现出高分辨率的皮肤图像，并借助计算机分析系统获取皮下的3D结构，得到毛孔大小、表皮厚度和真皮结构改变[11]，可用于皮肤不同层次变化的评估。

1.3.3共聚焦显微镜：共聚焦显微镜（CLSM）是一种非创性、实时、动态扫描三维成像技术，可对活体的不同皮肤层面进行分析，被称为“皮肤CT”。共聚焦显微镜利用组织细胞不同聚焦面的发射系数不同，一层层对皮肤进行显像，空间分辨率达1μm[12]。超声检测和MRI检测更适合于观测真皮和皮下组织，而共聚焦显微镜在观测角质层、表皮和真皮乳头层上更有优势。共聚焦显微镜是一种准确敏感，可以把年龄对皮肤的影响量化和特征化的工具。用这种技术对青年（18～25岁）和老年人（大于65岁）前臂内侧的皮肤检测，逐层分析表皮和真皮乳头层，随年龄增长，角质层厚度无明显改变，颗粒层、基底细胞层厚度增加，真皮乳头数目显著减少[13]。紫外线照射皮肤之后，在皮肤还未发生肉眼可见的变化时，共聚焦显微镜即可观测到黑素细胞体积增大，数量增多，当局部毛细血管血流增加被肾上腺素阻断后，可以减少色素沉着的发生[14]。共聚焦显微镜最大的优点是可以将皮肤受到外界刺激之后表皮和真皮的变化量化，这为临床和实验研究提供了统计依据。Christopher等[15]最近报道有一种新的手持共聚焦激光扫描显微镜MEMS （Lucid Vivascope 3000），可以直接测量一些较难的部位，拍到毛细血管情况并且提供更加高清的图片。

1.3.4光学相干断层扫描：光学相干断层扫描技术（OCT）是超声的光学模拟品，检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的不同反射信号，可得到活体组织表面2～3mm深的超微二维或三维结构图像，可用于无创检测活体表皮和真皮超微结构[16]，具有广阔的发展前景。高分辨率的OCT能检测到人体健康皮肤的表皮层、真皮层、附属器和血管。Welzel等[17]用各种外部刺激引导正常皮肤形态和功能的改变，并成功地应用OCT检测了角质层厚度的改变，黑素可轻微减少真皮中的信号强度，红斑和水肿可减少光衰减，表明不同的生理状况将影响皮肤的光学特性。

1.3.5多光子激光扫描成像：多光子吸收的历史可追溯到1931年，当时Meier做出了高光强度下多光子吸收会发生的理论预断。多光子激光扫描显微镜采用波长较长的红外激光，能量脉冲式激发，能量密度高，在生物组织中的穿透力更强，荧光激发只发生在焦点，定位准确，对活细胞损伤小，可以从细胞及分子水平反映真皮基质胶原情况[18]。Keiichi等[19]通过多光子激光扫描显微镜摄取志愿者脸颊部皮肤图像，可以深入到皮肤表面110μm的深度，分析发现SHG和SAAID与年龄线性相关，并且准确反映真皮胶原层和皮肤弹性，可以认为SHG和SAAID指数可以作为评价皮肤老化的有效客观指标。多光子激光扫描显微镜弥补了共聚焦显微镜易产生光漂白和光毒性的不足。各种无创性检测方法的优缺点见表1。

1.4皮肤机械性能检测：皮肤弹性无创性评价把皮肤弹性的研究加以量化，使皮肤弹性的评价有了客观标准。目前的测量方法主要分为三类：①弹性切力波测量法：如DensiScore，该仪器通过接触皮肤，按压双臂水平施加同等压力，在青年人的皮肤，水平压力可以产生细小的皱褶，而皱褶的数目和宽度随着年龄而增长。这为测量年龄相关的皮肤机械性能下降提供了直接的检测技术。与DensiScore不同的是，Extensometer[20]采用伸拉的方法测量，传感器记录皮肤可被牵拉的伸展度，此方法耗时较短，使用起来比较方便；②扭力法：早在1989年Escoffier等[21]开始应用twistometer研究年龄对皮肤生物特性的影响，该仪器可以轻柔地拧转皮肤，通过不断施加特定时间间隔的转力，研究者可以测量皮肤的变形程度，以及变形恢复到基线状态所需要的时间。研究者可据此计算皮肤的伸展性、粘性和还原性。优点是较适合对皮肤硬度做评价，但对其他弹性参数无法独立评价；③吸力法：代表是CK公司的Cutometer[22]系列，这种方法目前应用最广泛。从最早的SEM474到SEM575、MPA580，都是基于吸力和拉伸原理设计。在被测试皮肤表面产生一个负压将皮肤吸进一个特定的测试探头内，皮肤被吸进测试探头的深度通过一个非接触式光学测试系统测得，得到一条皮肤被拉伸的长度和时间的关系曲线，通过此曲线得到的弹性参数代表皮肤弹性特征。该方法测试程序迅速简便，采用的参数不受皮肤厚度的影响，是研究皮肤老化的较好指标。缺点是测试部位较局限，并且不能测量较硬皮肤的粘弹性和评价皮肤的各向异性。

1.5皮肤水分的检测：皮肤屏障功能在很大程度上依赖于角质层的水分和脂质成分[23]。皮肤水分的非创伤性检测用于在保证皮肤不受任何损伤的情况下，测量出人体皮肤的水分比值。主要采用电容原理，即根据水和其他物质的介电常数的差别进行皮肤含水量的测定。较常见的有corneometer测试仪，通过测定角质层对电流的抵抗力，检测皮肤电特性[24]，可提供直观、可信的角质层水分检测方法。另外，还可以使用Evaporimeter湿度计检测经表皮失水率，检测在一定时间内水蒸气丢失量[25]。

1.6皮肤脂质产物检测：皮肤表面的脂质可以通过显微镜观测，也可以采用更加方便的方法，比如Lipometer、Sebumeter或Sebutape进行检测，后者是一种可以吸收油脂的卷带[26]，这种卷带是不透明的薄膜，当接触皮肤油脂后变为透明，然后放入脂质仪中通过记录透明区域的大小和数量检测脂质产量和皮脂腺活跃度。

2展望

纵观皮肤光老化的无创性测量方法，老方法得到不断研究扩展，新方法不断开发和引进，如何制定出一套系统客观有效的评价标准成为一个值得思索的问题。随着数码技术的发展，从主观目测发展到客观的计算机数字化处理体系的应用，以及多种技术和方法的联合应用。最终目的均在于使得检测更为简便、精确和科学，从而为光老化皮肤的诊断和治疗提供科学依据。但必须意识到各种方法均有其优点和局限性，应根据实际需要选择，特别是在精确性、实际可操作性方面，如临床治疗效果评估要求快速方便，可借助于皮肤镜、数码照片、评分表等。而对精确性要求较高的科研工作，可借助昂贵的大型仪器，如共聚焦显微镜、多光子激光扫描显微镜和光学相干断层扫描技术等。

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[收稿日期]2012-05-07[修回日期]2012-07-28

编辑/李阳利