徐輝雄，郭樂杭

上海市皮膚病醫(yī)院超聲醫(yī)學科，同濟大學醫(yī)學院超聲醫(yī)學研究所，上海 200443

1 皮膚高頻超聲的技術背景

1.1 皮膚高頻超聲的發(fā)展歷程

在20世紀中葉，Svata［1］將超聲技術應用于皮膚病學領域，但主要是利用超聲的生物學效應進行皮膚疾病的治療。20世紀70年代后期，有學者［2］提出利用超聲影像來測量皮膚厚度，開創(chuàng)了超聲影像在皮膚病學領域應用的先河。以此為起點，超聲成為皮膚無創(chuàng)診斷的重要方法，在皮膚腫瘤診斷、軟組織創(chuàng)傷（修復）評估、異物探測、炎性反應評估、醫(yī)學美容評估等皮膚病學的各個方面開展了一系列探索和實踐，為臨床提供了豐富的診斷信息。但需要指出的是，位置淺表（局限于表皮和（或）真皮，深度＜2 mm）、體積微?。▉喓撩准墑e）是皮膚疾病的特殊表現(xiàn)，對此，頻率相對較低（＜20 MHz）的傳統(tǒng)超聲無法提供病灶的皮膚層次侵犯、皮膚附屬器累及等關鍵細節(jié)。因此，相對于皮膚鏡等高清無創(chuàng)診斷技術，皮膚超聲并未成為主流。

近10年來，超聲探頭頻率不斷升高成為技術發(fā)展的一個重要趨勢，特別是≥20 MHz探頭的商用化，可清晰顯示亞毫米尺度的皮膚疾病，使人們具備準確分辨皮膚不同層次的能力。同時，彩色多普勒、彈性成像等新型成像模態(tài)在≥20 MHz探頭上的實現(xiàn)，不斷提升著皮膚高頻超聲的臨床價值。在這些新技術的支持下，皮膚超聲成為當前的一個研究熱點，有望成為皮膚疾病關鍵的輔助診斷手段。

1.2 皮膚高頻超聲的成像原理

皮膚組織在不同的生理狀態(tài)下，其基礎屬性（包括皮膚固有層次、軟組織平均密度，血管化程度，間質炎性反應，角蛋白、膠原蛋白和水含量等）將發(fā)生改變，其聲學特性也隨之相應改變。正是聲學特性的改變，使得通過向皮膚組織發(fā)射機械波，接受并分析回聲信號，來進一步反饋上述皮膚病生理改變的存在、邊界和形態(tài)成為可能。基于回聲信號的差異進行特定的編碼，將機械波信號轉換為灰階圖像，即完成皮膚結構的超聲可視化過程，形成皮膚超聲影像中最常見的灰階模態(tài)。

除灰階超聲提供皮膚組織的結構信息之外，彩色多普勒超聲及能量多普勒超聲還可提供皮膚結構的血流灌注信息。前者通過檢測聲波與紅細胞接近過程中的頻率變化來反映血流運動速度，并通過彩色編碼，實現(xiàn)血流信號的可視化及定量化。后者以紅細胞散射能量的總積分進行彩色編碼來反饋皮膚組織內的血流灌注情況。需要指出的是，由于能量多普勒具有更高的靈敏度，更適用于顯示皮膚毛細血管在內的微小血管，因此在皮膚超聲的應用中被優(yōu)先推薦［3］。

超聲彈性成像作為一種新型成像模態(tài)，反映了組織硬度這一物理特性，彌補了視覺診斷的不足，其價值在淺表器官及皮下軟組織疾病的診斷方面得到充分證明。近年來，該技術在皮膚疾病領域得到了初步探索和應用［4］。首先，在皮膚腫瘤的良惡性鑒別及侵襲性評估方面被認為具有潛在的臨床價值［5］。其次，在硬皮病、下肢淺表血管疾病、壓力性潰瘍、淋巴性水腫和皮膚老化等非腫瘤疾病的診斷方面也具有重要的臨床應用前景［6］。

1.3 皮膚高頻超聲的特點

頻率這一參數(shù)在皮膚的高頻超聲成像中尤為重要。20～25 MHz的超聲可顯示表皮、真皮、皮下軟組織及三者之間的交界，但在顯示細節(jié)方面仍然存在困難。50～100 MHz的超聲可用于觀察表皮及真皮淺層的細節(jié)，但其顯示范圍局限于表皮、表皮與真皮交界，無法顯示真皮深層及以下。隨著超聲波頻率的進一步提高，其生物學效應如熱損傷或空化效應逐漸顯現(xiàn)，可能對活體產生損害。例如，＞200 MHz的超聲被用于生物工程研究，如經皮給藥、空化抽脂及針對活檢標本的超高清成像，在此過程中均發(fā)現(xiàn)了生物組織損傷［7］。因此，鑒于存在成像深度和生物學效應相關損傷的局限性，一味提高頻率并不能增加診斷獲益。另一方面，觀察位于皮下軟組織的較深病灶，以及評估淋巴結狀態(tài)時，20 MHz以上探頭被認為無法勝任，此時需要犧牲分辨率以獲得足夠的成像深度，常選用頻率為10～18 MHz的探頭［8］。相比其他器官，檢測皮膚所應用的超聲頻率跨度較大，覆蓋10～100 MHz的范圍，經常需要配備多把探頭。其中20～25 MHz是最常用的范圍，應優(yōu)先配置該頻率探頭。

2 皮膚高頻超聲的臨床背景

2.1 皮膚高頻超聲診斷的臨床需求

皮膚覆蓋人體表面，與外界環(huán)境直接接觸，是抵御創(chuàng)傷、感染、輻射和污染等各種外來侵害的第一道防線，是人體遭受外部損傷最嚴重的器官［9］。同時，皮膚擁有復雜的神經體液調節(jié)系統(tǒng)，與全身各個系統(tǒng)的功能狀態(tài)密切關聯(lián)，因此皮膚也是體內各系統(tǒng)疾病最常累及的器官之一。此外，伴隨著角質層的脫落，以及真皮質細胞的更替，皮膚保持著動態(tài)的更新狀態(tài)，因而皮膚也是人體新陳代謝旺盛、細胞增殖活躍的器官之一。上述內外因素的疊加，決定了皮膚疾病的高發(fā)與復雜［10］。以世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）皮膚腫瘤分類（2018年）為例，皮膚腫瘤種類達數(shù)百種。皮膚疾病約6000多種，所有人種及人群均高發(fā)，人群現(xiàn)患病率超過25%。雖然皮膚疾病很少致命，但由于其超高的發(fā)病率，仍然給社會造成巨大的醫(yī)療負擔［11］。同時，隨著生活水平的提高，皮膚不再是單純的人體器官，更多地承載了美學、心理和社交屬性，其外觀、功能成為人們高度關注的重要特征。

為了實現(xiàn)對龐大皮膚疾病患者病例群的有效管理，皮膚的醫(yī)學檢測成為重大臨床需求。人類的肉眼視診及手感觸診是最基礎的檢測方式，但準確率較低，具有高度的主觀性，僅作為初篩方法。病理學診斷是金標準，然而活檢具有創(chuàng)傷性，可能造成疼痛、感染及瘢痕形成，同時成本高昂，過程費時費力，有時需要反復、多點取材［12］。因此，病理活檢并不能滿足絕大多數(shù)人群皮膚疾病的診斷需求。包括高頻超聲在內的“皮膚影像學”，具有無創(chuàng)、快速和經濟的特點，逐漸成為皮膚病學的重要發(fā)展方向。

2.2 皮膚高頻超聲成像的挑戰(zhàn)

相較人體其他器官，皮膚解剖形態(tài)具有2個特點，對皮膚的超聲成像提出了挑戰(zhàn)。首先皮膚具有“橫向尺度巨大，縱向尺度微小”的特殊形態(tài)，即擁有巨大的表面積（1.5 m2），但其厚度明顯“菲薄”（μm～mm級別）。相應的，皮膚疾病的縱向尺度亦十分微?。?3］，要求超聲具有更高的分辨率。其次，皮膚從淺到深具有表皮、真皮和皮下軟組織3個層次，以及表皮/真皮、真皮/皮下軟組織2條分界。病灶累及的層次和突破的分界是皮膚疾病診斷、鑒別及預后評估的重要依據(jù)，因此需要超聲具有足夠的探查深度來準確評估病灶與皮膚層次及分界的關系。

此外，由于與外界環(huán)境直接接觸，皮膚疾病的宏觀表現(xiàn)極易受到外部因素（如溫度、濕度、日光及人為干預等）的影響，導致皮膚疾病形態(tài)學表現(xiàn)高度復雜性，因此“同病異像”和“異病同像”兩大影像診斷的難題在皮膚疾病中尤為突出。對此，皮膚疾病的超聲診斷需要更多高水平、大樣本的臨床探索和總結，發(fā)掘潛在的診斷指標，明確技術適用的邊界［14］。

3 皮膚高頻超聲的臨床應用

3.1 正常皮膚的超聲表現(xiàn)

正常皮膚表現(xiàn)出明顯的分層形態(tài)。通過 50 MHz超聲探頭觀察，皮膚從淺到深依次表現(xiàn)為強回聲-高回聲-低回聲3個回聲帶，分別代表表皮、真皮及皮下軟組織。這3個回聲帶中，分布2條大致平行的分界線，分別為強回聲表皮/高回聲真皮分界、高回聲真皮/低回聲皮下軟組織分界。表皮的強回聲是由其表面光滑的物理形態(tài)及致密角質層導致聲束反射所致，其厚度菲薄，一般僅僅厚0.1～0.2 mm。表面可見不連續(xù)的斜行短線狀強回聲，為毛發(fā)回聲。需要指出的是，手掌及足底由于存在透明層，表現(xiàn)出特殊的“雙線征”，即兩條平行的強回聲細線。真皮組織較為疏松，表現(xiàn)為高回聲，內可見散在分布的點狀或線狀低回聲或無回聲區(qū)，為真皮內的皮膚附屬器及血管回聲。皮下組織層呈低回聲，內可見中高回聲條帶狀或網(wǎng)狀分隔帶，為纖維結締組織及脂肪組織回聲。使用20 MHz探頭觀察時，表皮的強回聲與真皮的高回聲經常無法區(qū)別，亦難以顯示毛發(fā)，透明層、皮膚附屬器等微小結構。而低于20 MHz超聲探頭，表皮、真皮及皮下軟組織經常融為一體，無論在病理還是生理狀態(tài)下，幾乎完全無法顯示內部結構［15］。

3.2 高頻超聲在皮膚惡性腫瘤診療中的價值

20世紀90年代，高頻超聲首次被應用于皮膚腫瘤的診斷，經過近30年的發(fā)展，在歐美等地已成為皮膚外科常用的無創(chuàng)檢測方法，廣泛應用于皮膚腫瘤的術前評估和術后監(jiān)測。盡管目前組織病理學檢查仍然是皮膚疾病診斷的金標準，但是特定的超聲表現(xiàn)有助于在無創(chuàng)條件下快速診斷皮膚腫瘤。

一般而言，大多數(shù)皮膚惡性腫瘤，如惡性黑素瘤、基底細胞癌和鱗狀細胞癌等，均表現(xiàn)為實性、不規(guī)則的低回聲區(qū)。各種疾病亦具有特征性表現(xiàn)，如基底細胞癌內存在散在或簇狀分布的點狀強回聲［16］，黑色素瘤始終保持顯著的深部侵犯趨勢，Paget病或Bowen病獨特的匍匐型生長形態(tài)［17］，隆突性皮膚纖維肉瘤侵犯脂肪形成的“漩渦征”，均是相關疾病的特征性表現(xiàn)。

除了用于惡性病變的診斷，高頻超聲還可為皮膚科醫(yī)師提供惡性腫瘤邊緣的重要信息。有研究［18］證實，高頻超聲在術前可準確勾畫基底細胞癌的形態(tài)輪廓，術前基于高頻超聲影像的腫瘤體積測量結果，與切除后基于組織標本的實際測量結果具有良好相關性。另一項研究［19］探討了高頻超聲在提高Mohs顯微外科手術精度中的作用，發(fā)現(xiàn)20 MHz的高頻超聲對體積較大（直徑 ＞1.74 cm）腫瘤的亞臨床侵犯更敏感。但對于更小和更隱蔽的腫瘤，其靈敏度尚不足以發(fā)現(xiàn)微小的亞臨床侵犯。Marmur等［20］認為，20 MHz的高頻超聲在評估腫瘤邊界中的作用并不優(yōu)于單獨的臨床評估。因此，臨床普遍認為20 MHz的高頻超聲所提供的信息更適合于大切口手術，而對于高度需求細節(jié)信息的Mohs顯微外科而言需要更高的頻率。隨著超聲高頻化的進一步發(fā)展，Guitera等［21］證實在平均0.4 mm厚的黑色素瘤病變中，頻率為75 MHz的高頻超聲的測值確實與Breslow厚度（顆粒層到腫瘤底部的距離）顯著相關。Chen等［17］發(fā)現(xiàn)50 MHz高頻超聲可顯示乳房外Paget病的層次累及和皮膚附屬器侵犯情況，為腫瘤的分期提供依據(jù)。因此我們認為，對于皮膚腫瘤的邊界的詳細評估，可能需要50 MHz以上的頻率。

此外，皮膚腫瘤還存在一些極端情況，如體積巨大的腫瘤，包括橫向大面積擴展的腫瘤，腫瘤雖然不深，但表面積遠遠大于探頭視野，此時需要多幅圖像的拼接，或者是寬景成像技術的輔助。但上述技術均無法克服圖像的失真與變形，需要參考體表的視診表現(xiàn)來確定疾病進展的程度。另一方面，對于往深部擴展的腫瘤，由于高頻超聲探查深度的局限性，觀察腫瘤延伸到皮下軟組織的部分可能存在極大困難。此時只能犧牲分辨率獲取觀察深度。對于該類腫瘤，臨床關注的重點已不是微小的亞臨床侵犯，而是深部的肌肉、淋巴結、淺表器官甚至骨骼是否累及，故推薦采用低頻超聲（15 MHz以下）觀察該類腫瘤。例如，有研究［22］發(fā)現(xiàn)20 MHz的高頻超聲可能無法顯示基底細胞癌底部的網(wǎng)狀皮膚累及，而在13～15 MHz頻率下能發(fā)現(xiàn)這些重要改變。

3.3 高頻超聲在皮膚良性腫瘤診療中的價值

皮膚良性腫瘤的發(fā)病率更高，往往會引起患者不必要的擔心，部分良性結節(jié)很容易通過高頻超聲成像加以鑒別。Kuwano等［23］對183例脂肪瘤、表皮囊腫和神經節(jié)病變患者進行了回顧性研究，發(fā)現(xiàn)與單純觸診相比，高頻超聲明顯提高了上述“柔軟結節(jié)”術前診斷的特異度。然而需要注意的是，相對于惡性腫瘤，皮膚良性腫瘤的高頻超聲表現(xiàn)更為多樣，同種疾病往往存在巨大差異。例如較深的脂肪瘤與脂肪組織表現(xiàn)為類似的低回聲，其周邊常見的包膜是區(qū)別于正常脂肪的主要特征。但較淺的脂肪瘤表現(xiàn)為截然相反的高回聲，周邊出現(xiàn)清晰包膜的情況較為少見。血管瘤的高頻超聲表現(xiàn)尤其復雜，因患者的年齡、生長部位、病灶深度、人為干預、病灶的血管化程度及血栓形成情況而異，存在高、等、低及混合等多種回聲。海綿樣的疏松結構及隨壓力改變而變化的血流信號強度為血管瘤的診斷提供診斷線索。單純性囊腫表現(xiàn)為典型的無回聲，存在后方回聲增強及因囊壁而產生的側后方聲影的典型征象。而單純性囊腫相對少見，臨床更多見內容物濃縮、感染、出血、破裂或機化的復雜性囊腫，后者表現(xiàn)出多種回聲模式，后方的回聲增強及包膜聲影亦可能消失［24］。此外，汗腺等皮膚附屬器來源的良性疾病種類繁雜，許多時候其病理學診斷難以取得一致意見，故該類腫瘤的高頻超聲特征尚需要總結。

由于大多數(shù)良性皮膚腫瘤不需要手術，故臨床并不強調高頻超聲影像對良性皮膚腫瘤邊界的評估能力。但仍有部分研究證實，高頻超聲對良性皮膚腫瘤術前規(guī)劃起到重要作用。Takemura等［25］發(fā)現(xiàn)高頻超聲成像有助于評估表皮樣囊腫壁的狀況，方便外科醫(yī)師更加精準地處理囊壁。血管瘤很少能形成一個有明確邊界的“腫瘤樣”病灶，多數(shù)時候是一個邊界模糊的雜亂回聲區(qū)，但對于病灶邊界的大致定位仍然能夠給予臨床醫(yī)師一定的提示，特別是有可能顯示其與深部血管的潛在聯(lián)系。

3.4 高頻超聲在皮膚非腫瘤疾病診療中的價值

高頻超聲成像也被用來評估皮膚炎性反應性疾病，其中“厚度測量”是最常用、最容易獲取的指標。近年來，超聲特征、血流評估及硬度測量等新指標也被用于臨床。Kreuter等［26］利用 20 MHz高頻超聲進行皮膚厚度測量，評估了硬皮病治療過程中真皮膠原的反應。Wortsman等［27］在手術切除前，用高頻超聲觀察化膿性汗腺炎亞臨床囊性病變的邊界及內部情況，提高了該類手術的治療效果。El-Zawahry等［28］應用高頻超聲測量了8種常見的皮膚疾病（局限性硬皮病、瘢痕疙瘩、扁平苔癬、慢性濕疹、牛皮癬、葡萄酒漬、脂溢性角化病和皮膚光老化）的真皮、表皮厚度，并描述各自的高頻超聲特征。另有學者［29］將30 MHz的高頻超聲應用于鑒別萎縮硬化性苔癬和硬皮病。除了灰階模態(tài)，有學者［30］將多普勒超聲用于局限性硬皮病的活動性評估，發(fā)現(xiàn)異常的組織回聲和血管密度水平都可以代表疾病的活性。Yang等［31］評價了超聲剪切波彈性成像在局限性硬皮病中的診斷價值，發(fā)現(xiàn)超聲剪切波彈性可以定量評估不同階段局限性硬皮病的硬度；同時，如果對皮膚厚度進行歸一化，其定量化結果還可幫助實現(xiàn)疾病的分期。Yang等［32］應用超聲剪切波彈性成像對系統(tǒng)硬化患者的皮膚硬度進行定量比較，證明彈性相關定量指標（剪切波速度）比高頻超聲（皮膚厚度）能更靈敏地反映皮膚病生理變化。

皮膚是人體感染和損傷最頻繁的器官，相關疾病也可以用高頻超聲來評估。有學者［33］證明了高頻超聲具備檢測外傷后軟組織中殘留異物的能力，如果未檢測到這些異物，可能會導致感染、過敏，甚至殘疾。另有學者［34］發(fā)現(xiàn)，便攜式高頻超聲可以幫助社區(qū)醫(yī)師快速而準確地在軟組織感染的患者中區(qū)分膿腫和蜂窩織炎，使得相關患者能夠在基層獲得合理治療，極大地提高基層醫(yī)療的服務質量。同樣利用便攜高頻超聲，對于囊腫破裂、血管瘤潰爛/血栓、化膿性汗腺炎、蜂窩織炎、蠅蛆病、甲下膿腫等癥狀顯著但判斷困難的感染性疾病都有很好的診斷作用，適用于醫(yī)療資源缺乏的區(qū)域，或者是院前急救等場景［35］。

4 總 結

高頻超聲已經在皮膚病學的臨床診療體系中扮演重要角色，隨著頻率的不斷提高，該技術將為皮膚科醫(yī)師提供更豐富、更精準的可視化信息，患者也將獲得無創(chuàng)、快捷和經濟的就醫(yī)體驗，具有光明的應用前景。但目前皮膚高頻超聲臨床推廣仍存在若干挑戰(zhàn)，主要的困難首先在于皮膚高頻超聲操作具有較長的學習曲線。傳統(tǒng)上，超聲科與皮膚科的交集極少，皮膚高頻超聲技術的開展基于這兩個學科的交叉融合，因此短時間內難以培養(yǎng)足夠的?？迫瞬拧ｋS著皮膚高頻超聲越來越受到重視，相信未來將有更多專業(yè)人員投入該領域。其次在于皮膚高頻超聲領域還缺乏統(tǒng)一的操作規(guī)范，許多疾病尚未建立可靠的診斷標準，起步較為困難。目前一些專家共識［36］、操作指南陸續(xù)頒布，相關專門教材正在編寫，未來將極大降低初學者的學習難度。