皮肤病诊断多以形态学为基础,随着科学技术与临床应用的密切结合,皮肤影像学作为皮肤性病学一个新兴的亚专业应运而生,皮肤影像学是无创性影像学技术与皮肤性病学的有机融合,涉及皮肤病手工与电脑绘图、摄影与摄像、伍德灯、反射式共聚焦显微镜、VISIA皮肤分析仪、皮肤高频超声、光学相干断层扫描成像等,其特点是通过对皮损组织进行在体、无创、实时、快速、动态地观察,帮助医护人员诊断和评估病情的严重程度,亦可用于皮肤美容评估。皮肤镜作为皮肤影像学的重要组成部分,因其使用方便、快捷而备受皮肤科医生的关注,在临床实践中呈现越来越广泛的应用前景。
皮肤病是以视觉诊断为主的一门学科,既往皮损的检查主要依靠医生裸眼检查和评估。1590年荷兰眼镜制造商H.Jansen和其子Z.Jansen发明了显微镜;1663年用JC.Kohlhaus首次使用显微镜观察甲襞毛细血管并以“skin surface microscopy”表述皮肤镜这一术语;1893年G.Unna首次使用“diascopy”表述皮肤镜;1923年J.Saphier首次用德语“dermatoskopie”表述皮肤镜;1925年德国学者Hans Hinselmann发明了阴道镜(colposcope),1933年Hans Hinselmann用阴道镜诊断皮肤溃疡和肿瘤;1951年L.Goldman用单目皮表透光显微镜分析了恶性黑色素瘤和色素痣,并于1958年发明了第一台便携式皮肤镜观察色素性皮损并以“dermascopy”表述皮肤镜这一概念;1971年Rona MacKie首次证实了皮肤镜在色素性皮损良恶性鉴别诊断上具有很好的实用价值。1981年P.Fritsch和R.Pechlaner用皮肤镜观察了良恶性黑色素皮损的色素网特征;1987年H.Pehamberger等以“epiluminescence microscopy(ELM)”表述皮肤镜并建立了色素性皮损的皮肤镜模式分析法;1989年HP.Soyer等诠释了皮肤镜特征与皮肤病理的关联性;1989年第一届国际皮肤镜会议在德国汉堡召开并首次规范了皮肤镜诊断用语,后续又建立国际皮肤镜协会的网站;1991年J.Kreusch和G.Rassner联合主编了第一部《皮肤镜图谱》专著。2001年美国研制出了第一台偏振光皮肤镜。2003年国际皮肤镜协会发表了第一个色素性皮损皮肤镜诊断的国际专家共识(详见第五章)。2007年又发表了皮肤镜报告的规范化建议,具体如下:①病人的年龄,皮损相关病史,有关的个人和家族史(推荐);②病变临床描述(推荐);③皮肤镜两步法鉴别诊断黑色素细胞源性与非黑色素细胞源性肿瘤(推荐);④使用标准化术语描述皮肤镜下所见结构,对于新的术语,宜给出定义(推荐);⑤应提及所使用的皮肤镜诊断方法(可选);⑥应提供成像设备名称及放大倍数(推荐);⑦应同时出具肿瘤的临床和皮肤镜图像(推荐);⑧诊断或鉴别诊断(推荐);⑨关于疾病处理的建议(建议);⑩需切除和进行组织学检查时,应为病理科医生提供具体建议(可选)。2016年又发表了皮肤镜标准化术语国际共识(详见第二章)。随着时间的推移,皮肤镜设备不断推陈出新,皮肤镜诊断技术和流程也日臻完善。
中国的皮肤镜临床应用虽然较欧美国家起步晚,但发展势头十分可喜,近些年来相继成立了包括中国中西医结合学会皮肤性病专业委员会皮肤影像学组(邹先彪教授任组长)、中国医疗保健国际交流促进会皮肤科分会皮肤影像学组(刘洁教授任组长)等多个学术组织,并以各大皮肤影像中心牵头成立了华夏皮肤影像人工智能协作组(HSIAIC)、中国人群皮肤影像资源库(CSID)、皮肤病人工智能发展联盟等皮肤影像及人工智能协作组织。2014年中山大学附属第一医院皮肤科章星琪教授主编并出版了《色素性和毛发疾病皮肤镜图谱》;2015年北京协和医院皮肤科孙秋宁和刘洁教授联合主编并出版了《协和皮肤镜图谱》,全面介绍了皮肤镜的临床应用;全国多个皮肤影像学学组发布了十余篇皮肤镜诊断的专家共识;多位专家翻译出版了数部国外皮肤镜学专著。其间北京协和医院皮肤科、北京大学第一医院皮肤科、空军特色医学中心皮肤科、中国人民解放军总医院第四医学中心皮肤科等多家国内皮肤影像学基地举办了全国性的皮肤镜诊断学习班,多个国内生产厂家也研发了国产的皮肤镜诊断设备,2018年北京协和医院皮肤科刘洁教授当选国际皮肤镜协会理事及亚洲唯一执委,同年5月成立的华夏皮肤影像人工智能协作组,专注于推动这一领域发展,并与国际接轨。同年11月华夏皮肤影像云学院上线,其中《协和皮肤影像在线课程》介绍了皮肤镜的基础及应用。近几年,国内皮肤科专业学术会议上均设有皮肤影像学专场,皮肤镜诊断亦被纳入2019年全国高等学校教材第9版《皮肤性病学》中,以皮肤镜诊断和临床诊断为主的皮肤病AI诊断雏形APP也面世,相信未来的中国皮肤镜诊断临床实践发展必将更为广泛和普及。
历经百年发展,皮肤镜的英文命名有许多种,如“epiluminescence microscopy,amplified surface microscopy,dermascopy,dermoscopy,surface microscopy,incident light microscopy,diascopy,cutaneousmicroscopy,dermatoscopy,diascopy和skin microscopy”等。尽管皮肤镜的名称众多,但就目前已经发表的文献而言,多用“dermoscopy”和“dermatoscopy”,Friedman等于1991年首次使用“dermoscopy”来表述皮肤镜并得到了绝大多数皮肤科医生的认同。Juliana Berk-Krauss等用PubMed检索“dermoscopy”和“dermatoscopy”,发现使用前者3 900篇,而使用后者仅500篇,2016年第三届国际皮肤镜会议上,与会专家未就这两个名词的规范化使用达成一致性的意见,故在皮肤镜共识中将两词并列使用。此外,由皮肤镜的诊断病种或作用的不同还衍生出了不少新的命名,如用于炎症性皮肤病诊断的皮肤镜称之为炎症镜(inflammoscopy),用于寄生虫检查的皮肤镜称之为昆虫镜(entomodermoscopy),用于头皮和毛发的皮肤镜称之为毛发镜(trichoscopy),用于指甲检查的皮肤镜称之为甲镜(onychoscopy),用于甲襞毛细血管镜检查的皮肤镜称之为毛细血管镜(capillaroscopy,通常需具有放大50倍和200倍以上的功能),用于口腔或生殖器黏膜检查的皮肤镜称之为黏膜镜(mucoscopy),用于互联网远程医疗诊断的皮肤镜称之为远程皮肤镜(teledermoscopy)。但使用最多的名称依然是“dermoscopy”。
皮肤镜作为无创性、可视化的皮肤病诊断工具,具有便携、快捷和图像可储存的优点,其作用类似于检耳镜、检眼镜、喉镜的功能,具有放大的功能,是裸眼的延伸,同时能够滤掉反射光,比普通放大镜的观察能够更为深入,可以观察到表皮、真皮网状层的色素改变及真皮浅中层血管的改变。因此,皮肤镜有皮肤科医生的“听诊器”的美誉。
尽管最新研究显示人眼极限分辨率可以检测到光的最小单位是光子,但一般意义上说,正常视力的人眼在明视距离25cm处的分辨率为0.1mm,即人眼在1mm单位内可以分辨出10个像素。通常情况下,人眼分辨率一般在0.25~0.30mm,即1mm单位距离内人眼能分辨3~4个像素,而色素痣中典型色素网的网格线及皮肤毛细血管袢的宽度则在0.05mm以下,肉眼无法观察到这些亚微观结构。而借助皮肤镜的放大功能可以观察到这些细微结构,则可对临床诊断和防治策略提出有益的指导意见。
皮肤表面的角质层具有一定的透光性,在结构上呈层叠状紧密排列,而表面的角质细胞和油脂膜对照明光线可产生镜面反射效应,角质层的折射率(1.55)比空气高(1.0),大部分入射光被皮肤表面反射掉,故仅凭裸眼无法观察到表皮深层及真皮的颜色和结构改变。光线可以通过光滑有油性的表皮,而达到更深层次的真皮,利用这一原理,早期的非偏振光(浸润式)皮肤镜(nonpolarized dermoscopy,NPD)需要橄榄油、矿物油、耦合剂、乙醇和甘油,甚至水作为介质以便消弭反射光,改善皮肤的透光性,深度可达0.05~0.1mm(图1-1)。但也因需接触皮损的缘故,有交叉感染的可能性,而偏振光皮肤镜的问世很好地解决了这一问题。
图1-1 皮肤镜成像原理
我们知道光是一种电磁波,和所有的电磁波一样是一种横波。而振动方向和传播方向构成的平面叫做振动面,光的振动面只限于某一个固定方向的称为平面偏振光或线偏振光。一般的光源发出的光,其振动面不限于一个固定方向而是方向均匀分布的,这种光叫做自然光。偏振光皮肤镜(polarized dermoscopy,PD)是通过两个偏振片来实现交叉极化的,偏振片对自然光的作用是将具有各方向均匀分布的振动面的自然光变成只有一个振动方向的偏振光。偏振光皮肤镜观察深度可达表皮下层、真表皮交界和真皮乳头层,而皮表至60~100μm是偏振光皮肤镜观察的盲区。偏振光皮肤镜在不接触皮损的情况下让光线透过偏振片以防止交叉感染,但存在光照强度降低和分辨率差的缺点。偏振光皮肤镜又有接触式(polarized contact dermoscopy,PCD)和非接触式(polarized noncontact dermoscopy,PNCD)之分。偏振光皮肤镜同时使用浸润液,可以达到更好的成像效果,目前多数皮肤镜设备支持多种模式观察。非偏振皮肤镜和偏振皮肤镜成像各有优势,能够展示不同的皮肤镜下特征(表1-1),由于作用机制所致观察深度及层次不同,同时使用非偏振及偏振模式进行观察,可以更多地获取表皮、真表皮交界及真皮乳头层信息,便于做出准确诊断。
A.裸眼观察;B.浸润式皮肤镜观察
表1-1 非偏振皮肤镜与偏振皮肤镜的差异比较
注:NPD:非偏振皮肤镜(nonpolarized dermoscopy);PCD:偏振接触式皮肤镜(polarized contact dermoscopy);PNCD:偏振非接触式皮肤镜(polarized noncontact dermoscopy);加号越多观察效果越好
皮肤镜的优势是可以提高对恶性黑色素瘤的诊断准确性,皮肤镜诊断恶性黑色素瘤的敏感性为89.7%,特异性为92.0%,同时减少了对良性皮损不必要的活检或外科手术切除。美国全科医生皮损活检率为30%,不使用皮肤镜的皮肤科医生皮损活检率为15%,而使用皮肤镜的皮肤科医生皮损活检率仅为5%。此外,皮肤镜的使用逐渐拓展至非色素性皮肤病、毛发性疾病、甲病、免疫性疾病等领域,可以使临床诊断率提高5%~30%,具有重要的临床实用价值。
皮肤镜设备的分类尚无国际统一的标准,按结构可分为经典型手持式皮肤镜、可连接数码相机的手持式皮肤镜、自带图像采集配件的皮肤镜、可连接智能手机的皮肤镜、台式皮肤镜系统及全身偏振照相系统等六类(详见第十四章),大体上分为便携式和台式皮肤镜。便携式皮肤镜的基本构造由目镜、接触板、内置光源(卤素灯或LED灯)、电池、相机卡环等组成(图1-2),接触板由多硅涂层玻璃构成,有内置的刻度线以观察皮损大小。较小的接触面板便于观察指蹼、褶皱部位和甲床毛细血管。台式皮肤镜可连接工作台和影像数据存储分析系统。
图1-2 皮肤镜基本构造
皮肤镜早期使用始于恶性黑色素瘤的辅助诊断与鉴别诊断,相继发表不同诊断法则(详见第三章),如两步法(包括经典两步法和top-down两步法)、模式分析法、ABCD法、Menzies法、七分列表法、三分测评法、CASH法、修订的模式分析法、混乱和线索法、TADA法、无色素皮损预测法及色盘法。其中混乱和线索法是以简单的流程层层递进加以分析皮肤镜下的特征,具有实用性强、易于操作的特点和优势,具有较大的发展潜力。以上方法都以皮肤镜下的色泽、结构或血管等参数为分析要素。皮肤镜下色泽有黑、红、白、褐等之分(表1-2,图1-3);皮肤镜下结构有整体特征和局部特征之分(表1-3);皮肤镜下的血管形态有点状、团块、线状、盘绕状、袢状、蛇形、螺旋状、弯曲、单一形态、多形态之分;血管排列有皇冠状血管、串珠样、分支状血管、靶样血管之分(详见第二章)。皮肤镜下特征结合临床表现和病史特点可以使皮肤科医生快捷地获得临床诊断。
表1-2 皮肤镜下的色泽与色素所在位置
图1-3 皮肤镜下的色调由角蛋白、黑色素、血液、胶原和异物等不同组合产生,同时与色素所在位置深浅有关
表1-3 皮肤镜结构特征分析
皮肤镜和皮肤组织病理是两种不同性质的诊断方法。皮肤镜具有快捷辅助诊断、简便易学、实时无创、用途广泛的特点,可广泛地应用于色素性与非色素性、肿瘤性与非肿瘤性皮肤病的诊断。而皮肤组织病理则是皮肤肿瘤诊断的金标准,皮肤镜的诊断标准来源于对皮肤组织病理结构的对比分析,如皮肤镜下常见的色素网在皮肤组织学上对应于真表皮交界处的角质形成细胞或黑色素细胞内的黑色素颗粒。网络中色素较少的“孔”相当于真皮乳头顶部和上覆表皮的乳头。典型的色素网是延长的表皮突的基底细胞层有增多的黑色素细胞和黑色素颗粒形成的,表皮突的色素、宽度和间距大体一致。而不典型色素网增厚增宽的表皮突含有不典型的黑色素细胞孤立存在或沿着真表皮交界处排列成巢,表皮突的色素、宽度和间距不均匀。即真皮乳头横径越大、色素网的“孔”就越大,反之,真皮乳头横径越小、色素网的“孔”越小。但因皮肤镜诊断近年来在我国发展迅速,部分医生误认为可以取代皮肤病理,其实二者在皮肤病诊断上存在一定的区别(表1-4),也有一些相似之处,如描述形态时,都或多或少会用到一些形象化的隐喻性术语,如病理上的“气球样变”“海绵水肿”等,皮肤镜上的“脑回状模式”“粉刺样开口”等。皮肤镜提高了临床可疑皮损筛查的准确性,指导临床决策,有助于优化临床处理流程,但其观察皮损的深度有限,仅达真皮浅层或乳头层,而皮肤组织病理可深达皮下组织和脂肪层,故皮肤镜诊断并不能取代皮肤组织病理,皮肤肿瘤诊断的金标准依然是皮肤组织病理。
表1-4 皮肤镜与皮肤组织病理的区别
1.可用于恶性黑色素瘤的早期诊断及与色素痣的鉴别诊断。
2.动态随访图像监测疑似恶性黑色素瘤皮损,必要时可行活检证实。
3.辅助诊断非色素细胞来源皮肤良恶性肿瘤,如基底细胞癌、鳞状细胞癌、光线性角化病、附属器肿瘤、血管瘤和脂溢性角化病等疾病。
4.辅助诊断炎症性疾病,如扁平苔藓、银屑病、毛囊角化病(Darier病)、荨麻疹性血管炎等疾病。
5.辅助诊断寄生虫及感染性疾病,如阴虱、疥疮、虫咬皮炎、传染性软疣、皮肤疣、微小尖锐湿疣等。
6.辅助诊断和鉴别诊断毛发疾病,如斑秃、梅毒性脱发、头癣、拔毛癖、雄激素源性脱发等,可以观察毛囊密度和毛发质地及疗效评估。
7.辅助诊断和鉴别诊断色素性甲病变以区分甲下出血、甲黑色素瘤、甲扁平苔藓、甲周疣、甲真菌病等,对甲襞毛细血管的检查可资早期诊断和鉴别诊断风湿性疾病及其转归。
8.辅助确定皮肤肿瘤切除的边缘,动态监测术后复发情况。
9.监测皮炎、湿疹、银屑病等需要长期外用激素制剂的不良反应。
10.可用于建立人工智能辅助诊断和远程皮肤病会诊体系,有利于提高边远地区或基层医疗机构的皮肤病诊断水平。