肖 佳 郭愛元 黃 健 陳 靜
反射式共聚焦激光掃描顯微鏡在皮膚科的應用
肖佳郭愛元黃健陳靜
反射式共聚焦激光掃描顯微鏡(in vivo Reflectance Confocal Microscopy,RCM),是基于光學共聚焦原理的皮膚原位、在體、實時、動態三維計算機斷層成像技術。RCM以其獨特的優勢在皮膚病學方面的應用越來越廣泛,是近年來最具前景的無創性皮膚影像學方法之一。RCM主要應用于皮膚腫瘤、色素性皮膚病、炎癥性皮膚病、血管性皮膚病及其他皮膚病的診斷、鑒別診斷及療效監測。本文綜述了RCM的結構及工作原理、特點和優勢及其在皮膚科的應用。
顯微鏡; 共聚焦激光; 皮膚疾病
在結構上,反射式共聚焦激光掃描顯微鏡(in vivo Reflectance Confocal Microscopy,RCM)除了普通光學顯微鏡的基本結構外,還具有掃描系統、計算機采集、處理和控制系統以及顯示器。RCM以830 nm半導體激光作為點光源,逐層對皮膚表皮和真皮淺層進行激光聚焦動態掃描取樣,然后利用計算機技術獲得三維圖像信息,故又被稱作“皮膚CT”,是近年來具有臨床應用價值的無創性皮膚影像學技術。
RCM成像具有無創、原位、實時、動態的特點,與傳統組織病理學相比:①無創性是其最大的優點,一方面,無損傷、無瘢痕產生,同時維持了細胞組織的正常形態和生理功能;另一方面,不會造成腫瘤轉移,無痛苦;②能實時動態地對皮損進行監測;③迅速成像,數據易于儲存和輸出;④可沿矢狀面方向逐層深入掃描,立體反映皮損狀況[1]。
3.1在腫瘤性皮膚病中的應用
3.1.1黑素瘤(malignant malanoma,MM)與色痣(pigmented nevus,PN) MM是一種黑素細胞來源的惡性腫瘤。目前,RCM下MM的診斷標準基本建立,主要包括:黑素細胞的形態、結構和角質形成細胞的界限、樹突樣結構的分支類型以及黑素細胞明亮程度的均一性。其中前三項為主要參考標準。MM在RCM圖像中,表皮內出現異形較大的高折光細胞(Paget樣細胞)或異常的黑素細胞是最特異的結構圖像,該篩查指標的出現高度提示MM的可能。有研究[2,3]為評估RCM診斷黑素瘤的準確性,分析了近5萬個黑素瘤皮損的掃描圖像資料,發現與皮膚鏡相比,RCM具有較高的敏感性,但具有相似的特異性。在臨床上,MM需與PN進行鑒別。Langley等[2]較早描述了MM與PN在RCM下的圖像特征:MM細胞形態呈多形性,排列紊亂,細胞間隔缺失;而PN細胞呈單一形態,巢狀排列,細胞間隔較清晰。Pellacani等[4]對180例經病理確診的色痣進行RCM成像,發現其與病理結果具有高度一致性。可見RCM對MM和PN的診斷和鑒別具有較重要的應用價值。
3.1.2非黑素性皮膚腫瘤
3.1.2.1基底細胞癌(basal cell carcinoma,BCC)
BCC是一種起源于表皮及其附屬器基底細胞的惡性上皮細胞瘤。在RCM圖像上,典型BCC皮損表現為表皮細胞排列紊亂及大量單個核的癌細胞形成癌細胞島,其延長的細胞核沿同一軸線排列,即呈現出細胞極性,中央折光度較低的間質為黏蛋白,此外,還可見到迂曲擴張的血管及炎癥細胞。以上特征圖像在臨床上對BCC的診斷有重要參考價值。有研究[5]表明RCM對BCC診斷的敏感性可達100%,特異性為88.5%。由此可見RCM作為早期惡性腫瘤的診斷雖有不足之處,但是仍能夠提供重要輔助診斷信息。
3.1.2.2鱗狀細胞癌(Squamons cell carcinoma,SCC)與日光性角化病(actinic keratosis,AK) SCC是一種起源于表皮或附屬器角質形成細胞的一種惡性腫瘤,易發生于頭面部等日光曝曬部位。Rishpon等[6]分析總結了25例皮膚鱗癌患者RCM成像特征,發現表皮細胞排列紊亂,失去正常蜂巢樣結構;真皮淺層血管橫向擴張是診斷SCC的主要指標。AK是日光長期曝曬損傷皮膚所引起的一種癌前病變,部分患者可進展為SCC,故早期診斷尤為重要。Aghassi等[7]首先報道了AK在RCM圖像上的特點:角化不全,細胞排列紊亂,角質形成細胞呈多形性。其中,結構紊亂及細胞多形性能較好地提示AK。在臨床上,RCM能為SCC與AK的初步診斷和鑒別提供重要信息。
3.2Mohs手術 Mohs手術是一種常見的顯微外科手術。術中需經歷“腫瘤切除-制備冰凍切片-病理檢查”等步驟,過程復雜,多數病例需經2次或更多次的切除。而RCM能對可疑皮膚腫瘤進行篩查、診斷和指導活檢,同時可在術前和術中定位腫瘤邊緣以指導更好的手術切除[8]及監測療效。RCM可實時指導Mohs顯微外科,對醫患雙方都有益。
3.3在非腫瘤性皮膚病中的應用
3.3.1色素性疾病 黑素在RCM成像中折光率最高,通過比較黑素含量、檢測色素異常部位及動態變化,RCM能為色素性疾病的診斷、鑒別以及療效觀察提供重要線索。
3.3.1.1色素減退性皮膚病 白癜風是一種常見的色素減退性疾病,Kang等[9]對白癜風患者的皮損區及周圍正常皮膚區進行成像,并觀察患者NB-UVB治療后的反應情況,發現如下特點:①皮損區基底細胞層環狀乳頭結構缺失;②皮損周圍外觀正常皮膚呈現程度不同的折光異常,發現半環結構或扇貝邊緣樣環形;③NB-UVB治療后治療區毛囊外根鞘周圍出現明亮的樹枝狀細胞。劉華緒等[10]對白癜風及其他常見色素減退性皮膚病(包括無色素痣、貧血痣和老年性白斑等)的RCM圖像特點進行了分析總結,發現無色素痣RCM下呈現程度不等的色素減少,但不會出現色素完全缺失情況,貧血痣相對來說色素減退情況較輕,而老年性白斑色素可缺失,也可減退,但最大的特點是表皮突變平,失去了周圍正常皮膚的色素環狀結構。RCM在白癜風及其他色素減退性皮膚病的鑒別診斷上發揮著重要作用。
3.3.1.2色素增加性皮膚病 RCM能為常見色素增加性皮膚病的診斷、鑒別及療效監測提供依據。近年來,有關黃褐斑的RCM圖像報道已越來越多[11,12]。Liu等[13]把RCM成像系統與組織學對照,通過數百例患者對黃褐斑的組織分型進行了研究,未發現真皮型黃褐斑,這一結果與韓國的研究一致[14]。既往黃褐斑組織分型采用Wood燈和病理活檢,由于Wood燈是通過反映皮損的明暗度來劃分型別,因而其準確性尚待研究,而組織病理為有創傷性檢查,患者依從性差。RCM的問世為黃褐斑的無創組織分型提供了可能。同時,RCM還可通過檢測基底層黑素細胞形態來判斷患者皮損是否處于活躍狀態。
3.3.2炎癥性皮膚病 近年來,RCM已廣泛應用于炎癥性皮膚病的成像[15,16]。以下列舉了RCM在銀屑病和接觸性皮炎中的應用。
3.3.2.1銀屑病 是一種常見的慢性復發性炎癥性皮膚病,有研究表明其RCM圖像特征與組織病理學結果之間具有較高的一致性[17]。尋常型銀屑病進展期皮疹RCM圖像特點為:①角質層厚度明顯增加;②角化不全,出現分葉核炎癥細胞聚集(Munro微膿腫);③顆粒層缺如或顯著變薄,棘層增厚;④真皮乳頭內可見顯著扭曲擴張充血的血管、炎癥細胞浸潤;⑤銀屑病增生模式;⑥基底層色素減少。上述成像特征直觀且敏感性高,可作為RCM診斷尋常型銀屑病的重要指標。另外,RCM還能動態觀察銀屑病皮損演變過程,監測療效。
3.3.2.2接觸性皮炎 根據發病機制的不同可分為刺激性接觸性皮炎(ICD)和變應性接觸性皮炎(ACD)。為了評估RCM診斷ACD的敏感性和特異性,16例參加者使用變應原和對照物進行斑貼試驗并于72 h內通過RCM成像,所成圖像通過雙盲法評價。其評價參數包括:角質層裂解、角化不全、棘層和顆粒層細胞水腫以及細胞脫顆粒作用,所有共聚焦成像的特征均具有很高的特異性,在95.8%~100%之間,敏感性在51.9%~96.3%之間,其中棘層的細胞水腫和細胞脫顆粒作用的敏感性和特異性最高[18]。
3.3.3血管性皮膚病 RCM通過對皮膚血管進行三維分析,直觀、準確的分析血管直徑、血流速度等數據,可實時動態地監測血管性皮膚病的血流變化和療效。Astner等[19]采用RCM觀察多種血管性疾病(櫻桃狀血管瘤、蜘蛛痣、葡萄酒色斑等)的圖像特征。RCM能為血管性皮膚病的臨床診斷、療效監測提供重要依據,具有獨特優勢。
3.3.4其他皮膚病的應用 如:在真菌感染等皮膚病的診斷和治療監測中的應用。Zhong等[20]分析了55例體癬患者的RCM檢測結果并和真菌直接鏡檢進行比較。結果發現,RCM檢測陽性率為89.1%,直接鏡檢陽性率為80.0%。RCM在淺部真菌感染皮損的檢查上與真菌鏡檢具有較高的一致性。
3.4其他 RCM亦可用于測量表皮厚度、觀察和監測藥物或化妝品滲透皮膚的過程,為美白產品、防曬產品的使用提供重要的指導作用。
RCM作為一種新型的非侵入性光學成像儀器,有著快速、即時、動態、安全非侵入性的優點,在常見皮膚疾病的診斷、鑒別診斷及療效監測中已初步顯現出其優越性。但是,RCM僅能掃描到真皮淺層,非平坦部位不易檢測,該缺點限制了其在皮膚科的應用。然而,相信隨著科學技術的不斷發展和進步,這些不足之處將得到相應的解決。總之,RCM是一項極具臨床應用前景的技術。
[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]劉華緒,林燕,陳學超,等.白癜風及其他色素減退性皮膚病的RCM圖像特點[J].中國麻風皮膚病雜志,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
湖南省長沙市中南大學湘雅三醫院皮膚科,長沙,410013
陳靜,E-mail:43700351@qq.com