反射式共聚焦激光扫描显微镜在皮肤科的应用

2016-01-25 03:15郭爱元
中国麻风皮肤病杂志 2016年9期
关键词:皮肤病显微镜色素

肖 佳 郭爱元 黄 健 陈 静

反射式共聚焦激光扫描显微镜在皮肤科的应用

肖佳郭爱元黄健陈静

反射式共聚焦激光扫描显微镜(in vivo Reflectance Confocal Microscopy,RCM),是基于光学共聚焦原理的皮肤原位、在体、实时、动态三维计算机断层成像技术。RCM以其独特的优势在皮肤病学方面的应用越来越广泛,是近年来最具前景的无创性皮肤影像学方法之一。RCM主要应用于皮肤肿瘤、色素性皮肤病、炎症性皮肤病、血管性皮肤病及其他皮肤病的诊断、鉴别诊断及疗效监测。本文综述了RCM的结构及工作原理、特点和优势及其在皮肤科的应用。

显微镜; 共聚焦激光; 皮肤疾病

1 反射式共聚焦激光扫描显微镜的结构及其工作原理

在结构上,反射式共聚焦激光扫描显微镜(in vivo Reflectance Confocal Microscopy,RCM)除了普通光学显微镜的基本结构外,还具有扫描系统、计算机采集、处理和控制系统以及显示器。RCM以830 nm半导体激光作为点光源,逐层对皮肤表皮和真皮浅层进行激光聚焦动态扫描取样,然后利用计算机技术获得三维图像信息,故又被称作“皮肤CT”,是近年来具有临床应用价值的无创性皮肤影像学技术。

2 反射式共聚焦激光扫描显微镜的特点及优势

RCM成像具有无创、原位、实时、动态的特点,与传统组织病理学相比:①无创性是其最大的优点,一方面,无损伤、无瘢痕产生,同时维持了细胞组织的正常形态和生理功能;另一方面,不会造成肿瘤转移,无痛苦;②能实时动态地对皮损进行监测;③迅速成像,数据易于储存和输出;④可沿矢状面方向逐层深入扫描,立体反映皮损状况[1]。

3 反射式共聚焦激光扫描显微镜在皮肤病中的临床应用

3.1在肿瘤性皮肤病中的应用

3.1.1黑素瘤(malignant malanoma,MM)与色痣(pigmented nevus,PN) MM是一种黑素细胞来源的恶性肿瘤。目前,RCM下MM的诊断标准基本建立,主要包括:黑素细胞的形态、结构和角质形成细胞的界限、树突样结构的分支类型以及黑素细胞明亮程度的均一性。其中前三项为主要参考标准。MM在RCM图像中,表皮内出现异形较大的高折光细胞(Paget样细胞)或异常的黑素细胞是最特异的结构图像,该筛查指标的出现高度提示MM的可能。有研究[2,3]为评估RCM诊断黑素瘤的准确性,分析了近5万个黑素瘤皮损的扫描图像资料,发现与皮肤镜相比,RCM具有较高的敏感性,但具有相似的特异性。在临床上,MM需与PN进行鉴别。Langley等[2]较早描述了MM与PN在RCM下的图像特征:MM细胞形态呈多形性,排列紊乱,细胞间隔缺失;而PN细胞呈单一形态,巢状排列,细胞间隔较清晰。Pellacani等[4]对180例经病理确诊的色痣进行RCM成像,发现其与病理结果具有高度一致性。可见RCM对MM和PN的诊断和鉴别具有较重要的应用价值。

3.1.2非黑素性皮肤肿瘤

3.1.2.1基底细胞癌(basal cell carcinoma,BCC)

BCC是一种起源于表皮及其附属器基底细胞的恶性上皮细胞瘤。在RCM图像上,典型BCC皮损表现为表皮细胞排列紊乱及大量单个核的癌细胞形成癌细胞岛,其延长的细胞核沿同一轴线排列,即呈现出细胞极性,中央折光度较低的间质为黏蛋白,此外,还可见到迂曲扩张的血管及炎症细胞。以上特征图像在临床上对BCC的诊断有重要参考价值。有研究[5]表明RCM对BCC诊断的敏感性可达100%,特异性为88.5%。由此可见RCM作为早期恶性肿瘤的诊断虽有不足之处,但是仍能够提供重要辅助诊断信息。

3.1.2.2鳞状细胞癌(Squamons cell carcinoma,SCC)与日光性角化病(actinic keratosis,AK) SCC是一种起源于表皮或附属器角质形成细胞的一种恶性肿瘤,易发生于头面部等日光曝晒部位。Rishpon等[6]分析总结了25例皮肤鳞癌患者RCM成像特征,发现表皮细胞排列紊乱,失去正常蜂巢样结构;真皮浅层血管横向扩张是诊断SCC的主要指标。AK是日光长期曝晒损伤皮肤所引起的一种癌前病变,部分患者可进展为SCC,故早期诊断尤为重要。Aghassi等[7]首先报道了AK在RCM图像上的特点:角化不全,细胞排列紊乱,角质形成细胞呈多形性。其中,结构紊乱及细胞多形性能较好地提示AK。在临床上,RCM能为SCC与AK的初步诊断和鉴别提供重要信息。

3.2Mohs手术 Mohs手术是一种常见的显微外科手术。术中需经历“肿瘤切除-制备冰冻切片-病理检查”等步骤,过程复杂,多数病例需经2次或更多次的切除。而RCM能对可疑皮肤肿瘤进行筛查、诊断和指导活检,同时可在术前和术中定位肿瘤边缘以指导更好的手术切除[8]及监测疗效。RCM可实时指导Mohs显微外科,对医患双方都有益。

3.3在非肿瘤性皮肤病中的应用

3.3.1色素性疾病 黑素在RCM成像中折光率最高,通过比较黑素含量、检测色素异常部位及动态变化,RCM能为色素性疾病的诊断、鉴别以及疗效观察提供重要线索。

3.3.1.1色素减退性皮肤病 白癜风是一种常见的色素减退性疾病,Kang等[9]对白癜风患者的皮损区及周围正常皮肤区进行成像,并观察患者NB-UVB治疗后的反应情况,发现如下特点:①皮损区基底细胞层环状乳头结构缺失;②皮损周围外观正常皮肤呈现程度不同的折光异常,发现半环结构或扇贝边缘样环形;③NB-UVB治疗后治疗区毛囊外根鞘周围出现明亮的树枝状细胞。刘华绪等[10]对白癜风及其他常见色素减退性皮肤病(包括无色素痣、贫血痣和老年性白斑等)的RCM图像特点进行了分析总结,发现无色素痣RCM下呈现程度不等的色素减少,但不会出现色素完全缺失情况,贫血痣相对来说色素减退情况较轻,而老年性白斑色素可缺失,也可减退,但最大的特点是表皮突变平,失去了周围正常皮肤的色素环状结构。RCM在白癜风及其他色素减退性皮肤病的鉴别诊断上发挥着重要作用。

3.3.1.2色素增加性皮肤病 RCM能为常见色素增加性皮肤病的诊断、鉴别及疗效监测提供依据。近年来,有关黄褐斑的RCM图像报道已越来越多[11,12]。Liu等[13]把RCM成像系统与组织学对照,通过数百例患者对黄褐斑的组织分型进行了研究,未发现真皮型黄褐斑,这一结果与韩国的研究一致[14]。既往黄褐斑组织分型采用Wood灯和病理活检,由于Wood灯是通过反映皮损的明暗度来划分型别,因而其准确性尚待研究,而组织病理为有创伤性检查,患者依从性差。RCM的问世为黄褐斑的无创组织分型提供了可能。同时,RCM还可通过检测基底层黑素细胞形态来判断患者皮损是否处于活跃状态。

3.3.2炎症性皮肤病 近年来,RCM已广泛应用于炎症性皮肤病的成像[15,16]。以下列举了RCM在银屑病和接触性皮炎中的应用。

3.3.2.1银屑病 是一种常见的慢性复发性炎症性皮肤病,有研究表明其RCM图像特征与组织病理学结果之间具有较高的一致性[17]。寻常型银屑病进展期皮疹RCM图像特点为:①角质层厚度明显增加;②角化不全,出现分叶核炎症细胞聚集(Munro微脓肿);③颗粒层缺如或显著变薄,棘层增厚;④真皮乳头内可见显著扭曲扩张充血的血管、炎症细胞浸润;⑤银屑病增生模式;⑥基底层色素减少。上述成像特征直观且敏感性高,可作为RCM诊断寻常型银屑病的重要指标。另外,RCM还能动态观察银屑病皮损演变过程,监测疗效。

3.3.2.2接触性皮炎 根据发病机制的不同可分为刺激性接触性皮炎(ICD)和变应性接触性皮炎(ACD)。为了评估RCM诊断ACD的敏感性和特异性,16例参加者使用变应原和对照物进行斑贴试验并于72 h内通过RCM成像,所成图像通过双盲法评价。其评价参数包括:角质层裂解、角化不全、棘层和颗粒层细胞水肿以及细胞脱颗粒作用,所有共聚焦成像的特征均具有很高的特异性,在95.8%~100%之间,敏感性在51.9%~96.3%之间,其中棘层的细胞水肿和细胞脱颗粒作用的敏感性和特异性最高[18]。

3.3.3血管性皮肤病 RCM通过对皮肤血管进行三维分析,直观、准确的分析血管直径、血流速度等数据,可实时动态地监测血管性皮肤病的血流变化和疗效。Astner等[19]采用RCM观察多种血管性疾病(樱桃状血管瘤、蜘蛛痣、葡萄酒色斑等)的图像特征。RCM能为血管性皮肤病的临床诊断、疗效监测提供重要依据,具有独特优势。

3.3.4其他皮肤病的应用 如:在真菌感染等皮肤病的诊断和治疗监测中的应用。Zhong等[20]分析了55例体癣患者的RCM检测结果并和真菌直接镜检进行比较。结果发现,RCM检测阳性率为89.1%,直接镜检阳性率为80.0%。RCM在浅部真菌感染皮损的检查上与真菌镜检具有较高的一致性。

3.4其他 RCM亦可用于测量表皮厚度、观察和监测药物或化妆品渗透皮肤的过程,为美白产品、防晒产品的使用提供重要的指导作用。

4 小结

RCM作为一种新型的非侵入性光学成像仪器,有着快速、即时、动态、安全非侵入性的优点,在常见皮肤疾病的诊断、鉴别诊断及疗效监测中已初步显现出其优越性。但是,RCM仅能扫描到真皮浅层,非平坦部位不易检测,该缺点限制了其在皮肤科的应用。然而,相信随着科学技术的不断发展和进步,这些不足之处将得到相应的解决。总之,RCM是一项极具临床应用前景的技术。

[1]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.

[2]Langley RG,Rajadhyaksha M,Dwyer PJ,et al.Confocal Scanning laser microscopy of benign and malignant melanocytic skin lesions in vivo[J].J Am Acad Dermatol,2001,45(3):365-376.

[3]Gerger A,Hofmann-Wellenhof R,Samonigg H,et al.In vivo confocal laser scanning microscopy in the diagnosis of melanocytic skin tumours[J].Br J Dermatol,2009,160(3):475 -481.

[4]Pellacani G,Scope A,Farnetani F,el al.Towards an in vivo morphologic classification of melanocytie nevi[J].J Eur Acad Dermatol Venereol,2014,28(7):864-872.

[5]Ulrich M,Lange-Asschenfeldt S.In vivo confocal microscopy in dermatology:from research to clinical application[J].J Biomed Opt,2013,18(6):212.

[6]Rishpon A,Kim N,Scope A,et al.Reflectance confocal microscopy criteria for squamous cell carcinomas and actinic keratoses[J].Arch Dermatol,2009,145(7):766-772.

[7]Aghassi D,Anderson RR,González S.Confocal laser microscopic imaging of actinic keratoses in vivo:a preliminary report[J].J Am Acad Dermatol,2000,43(1 Pt 1):42-48.

[8]Ardigo M,Cota C,Berardesca E,et al.Concordance between in vivo reflectance confocal microscopy and histology in the evaluation of plaque psoriasis[J].J Eur Acad Dermatol-Venereol,2009,23(6):660-667.

[9]Kang HY,le Duff F,Passeron T,et al.A noninvasive technique,reflectance confocal microscopy,for the characterization of melanocyte loss in untreated and treated vitiligo lesions[J].J Am Acad Dermatol,2010,63(5):e97-100.

[10]刘华绪,林燕,陈学超,等.白癜风及其他色素减退性皮肤病的RCM图像特点[J].中国麻风皮肤病杂志,2012,28(3):192-196.

[11]Tsilika K,Levy JL,Kang HY,et al.A pilot study using reflectance confocal microscopy(RCM)in the assessment of a novel formulation for the treatment of melasma.See comment in PubMed Commons below[J].Drugs Dermatol,2011,10(11):1260-1264.

[12]Kang HY,Bahadoran P,Suzuki I,et al.In vivo reflectance confocal microscopy detects pigmentary changes in melasma at a cellular level resolution[J].Exp Dermatol,2010,19(8):e228-233.

[13]Liu H,Lin Y,Nie X,et al.Histological classification of melasma with reflectance confocal microscopy:a pilot study in Chinese patients[J].Skin Res Technol,2011,17(4): 398-403.

[14]Kang WH,Yoon KH,Lee ES,et al.Melasma:histopathological characteristics in 56 Korean patients[J].Br J Dermatol,2002,146(2):228-237.

[15]Liu H,Chen S,Zhang F,et al.Seborrheic keratosis or verruca plana?A pilot study with confocal laser scanning microscopy[J].Skin Res Technol,2010,16(4):408-412.

[16]Liu H,Chen S,Shi Z,et al.In vivo imaging of lichen nitidus with confocal laser scanning microscopy[J].Arch Dermatol,2011,147(1):142.

[17]Wolberink EA,van Erp PE,Teussink MM,et a1.Cellular features of psoriatic skin:imaging and quantification using in vivo reflectance confocal microscopy[J].Cytometry B Clin Cytom,2011,80(3):141-149.

[18]Astner S,Gonzalez E,Cheung A,et a1.Pilot study on the sensitivity and specificity of in vivo reflectance confocal microscopy in the diagnosis of auergie contact dermatitis[J].J Am Acad Dermatol,2005,53(6):986-992.

[19]Astner S,Gonzalez S,Cuevas J,et al.Preliminary evaluation of benign vascular lesions using in vivo reflectance confocal microscopy[J].Dermatol Surg,2010,36(7):1099-1110.

[20]Zhong LS,Jin X,Quan C,et al.Diagnostic applicability of confocal laser scanning microscopy in tinea corporis.International[J].J Dermatol,2013,52(10):1281-1282.

(收稿:2015-09-16 修回:2015-11-14)

The application of in vivo Reflectance Confocal Microscopy in dermatology

XIAO Jia,GUO Aiyuan,HUANG jian,CHEN Jing.
Department of Dermatology,Third Xiangya Hospital,Central South University,Changsha 410013,China Corresponding author:CHEN Jing,E-mail:43700351@qq.com

[Abstract]In vivo Reflectance Confocal Microscopy(RCM)is a kind of three-dimensional CT imaging technology based on the confocal optical principle,with in-situ,in-vivo,real-time and dynamic features. RCM has been widely applied in the field of dermatology because of its special superiorities,which is one of the most promising non-invasive skin imaging methods in recent years.RCM is mainly used in the diagnosis,differential diagnosis and efficacy monitoring of dermatoma,pigmented dermatoses,inflammatory dermatoses and vascular dermatoses so on.The structure and working principle,characteristics,advantages,and application in dermatology of RCM were reviewed in the article.

microscopy;confocal laser;dermatologic diseases

湖南省长沙市中南大学湘雅三医院皮肤科,长沙,410013

陈静,E-mail:43700351@qq.com

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