作者:王冬梅,向 茜,杨裕佳,四川大学华西医院超声科
皮肤主要由表皮、真皮及皮下组织构成,含有神经、血管、淋巴管及皮肤附属器等。人体皮肤厚度平均为1~4mm,在不同部位有所不同,且于不同性别或年龄之间存在差异。皮肤镜、MRI及高频超声(high-frequency ultrasound,HFUS)等可用于皮肤结构成像,为诊断皮肤疾病的主要手段。皮肤镜对于面积过大、色素沉着或角化严重病灶有一定局限性;MRI费用高且检查时间长。
HFUS具有经济、实时、操作方便、可双侧对比观察等优点,其软组织分辨率可媲美MRI,且能通过灰阶和多普勒成像提供皮肤厚度、回声及血流等信息,但无法反映其硬度。超声弹性成像技术极大地扩展了传统超声的成像维度,由此开发出了应变弹性成像(strain elastography,SE)、声脉冲辐射力成像(acoustic radiation force impulse,ARFI)和剪切波弹性成像(shear wave elastography,SWE)等技术;其中SE无法定量评估皮肤硬度,且具有操作者依赖性,SWE 测量皮肤硬度的效能优于ARFI,且可灵活调整ROI大小和位置。本文就SWE用于皮肤疾病的研究进展进行综述。
1. SWE测量正常皮肤弹性
通过SWE计算的杨氏模量值(E)可评估组织硬度,其公式为E=3ρC2(ρ为组织密度,C 为剪切波速度),但前提条件是被测组织具有各向同性,即剪切波在组织各个方向上的传播速度无明显差异。XIANG等发现健康人多数部位皮肤在横断面与纵断面上的弹性无显著差异;而LOU 等针对18名健康志愿者测量前臂掌侧和背侧真皮层剪切波速度,发现其真皮层剪切模量具有明显各向异性。目前对于可否以杨氏模量值评估皮肤弹性仍存在争议;且SWE剪切波波长大于或约等于皮肤厚度,故平板波效应可影响皮肤弹性测值。
已有研究证实采用SWE 测量健康人皮肤弹性的可行性及可靠性,观察者内和观察者间测量结果的相关性系数为0.62~0.98。YANG等测量90名健康志愿者不同部位正常皮肤弹性,结果显示手指处皮肤杨氏模量值为12.1~48.4kPa,前臂处为3.5~26.0kPa,胸壁处为6.6~28.9kPa,腹壁处为3.5~15.5kPa;皮肤杨氏模量值与部位、性别及年龄相关,而与体质量指数和皮肤厚度无明显相关性。SUN等测量腹壁、胫骨前侧和胫骨外侧皮肤弹性,发现靠近骨骼处皮肤的杨氏模量值较高。
2. SWE评估银屑病
银屑病是遗传与环境因素共同诱发的免疫介导的慢性、复发性、炎症性皮肤病,所致典型皮肤损伤表现为局部或广泛分布的鳞屑性红斑或斑块。SWE 可用于测量不同分期银屑病
GUAZZARONI等以SWE观察银屑病皮肤损伤,发现经
3. SWE评估硬皮病
硬皮病是慢性自身免疫性结缔组织病,由皮肤和真皮下组织中胶原蛋白过度积聚所致,临床主要表现为皮肤增厚和纤维化;可分为局限性硬皮病(localized scleroderma, LS)和系统性硬皮病(systemic scleroderma,SSc)。SWE不仅可定量评估SSc皮肤受累范围及程度,还有望作为治疗随访的评价手段。
既往研究发现成人和儿童LS病变处皮肤的杨氏模量值高于其他处皮肤及健康对照组。YANG等基于SWE发现SSc病变处皮肤杨氏模量值明显高于健康人,且该值与改良Rodnan 皮肤评分(modified Rodnan skin score,mRSS)的相关性大于后者与高频超声所测皮肤厚度,间接表明SWE 定量评估SSc 病变处皮肤硬度的效能优于高频超声。SOBOLEWSKI等认为SWE评估SSc皮肤病变随病情进展而变化的敏感度优于mRSS,且重复性更好。
4. SWE诊断皮肤肿瘤
HFUS现已广泛用于诊断皮肤肿瘤,但其鉴别皮肤良、恶性占位性病变的价值有限。SWE不仅可用于鉴别皮肤良恶性肿瘤性病变,还有助于评估肿瘤侵袭性,为临床制定治疗方案提供参考。韩小华等发现皮肤良、恶性病变的杨氏模量值分别为(20.3±3.3)kPa、(38.3±9.2)kPa,差异有统计学意义(t=2.541,P<0.05);也有学者建议以SWE 所测杨氏模量值30.5kPa或以病灶与周围非病变皮肤杨氏模量值比值4.00为截断值鉴别皮肤良、恶性病变;但现有相关研究病种较单一,且样本量较小。
脂溢性角化病是老年人常见皮肤良性肿瘤,常见于阳光照射部位皮肤。冯明初等以SWE 评估32例单发脂溢性角化病患者,发现病变处皮肤的杨氏模量值<30.0kPa,与周围非病变皮肤杨氏模量值的比值<4.0。
研究发现侵袭性基底细胞癌病变处杨氏模量值高于非侵袭性基底细胞癌,且浸润深度越深,则病变处皮肤的杨氏模量值越大;以SWE 诊断基底细胞癌的效能优于HFUS点状强回声计数法(hyperechoic spot scount,HSC)。ALFAGEME等报道,侵袭性基底细胞癌病灶边缘硬度高于非侵袭性基底细胞癌。
5. SWE诊断淋巴
淋巴水肿是由多种原因导致淋巴液回流受阻引发的慢性疾病,富含蛋白质的组织液异常积聚于皮肤和皮下组织,引起其一系列功能和结构的病理改变;可根据病因分为原发性和继发性,后者常见于癌症治疗后。国际淋巴水肿学会将淋巴水肿分为4期:0期,亚临床期,水肿不明显;Ⅰ期,可逆凹陷性水肿;Ⅱ期,非可逆凹陷性水肿,纤维化开始形成;Ⅲ期,橡皮肿,纤维化显著。对于肢体淋巴水肿,临床多通过测量周长和体积等评估其程度,易受诸多因素影响。SWE可用于诊断淋巴水肿、评估其临床分期及治疗效果。
POLAT等发现SWE可用于诊断亚临床期
6.其他
受年龄、遗传和环境等因素的影响,人体皮肤的形态结构和生理功能逐渐发生变化,主要表现为皮肤逐渐粗糙、厚度及弹性下降等,以面部皮肤变化最为明显。AMBROZIAK 等基于SWE 发现面部皮肤弹性随年龄增长而下降,推测SWE 可作为衡量人体真实生物学年龄的手段之一;也有学者提出SWE可作为评估面部年轻化治疗效果的可靠方法。瘢痕疙瘩是皮肤内结缔组织过度增生引起的皮肤病变,表现为瘢痕明显隆起并超过原损伤部位,可进行性生长,手术治疗后易复发;瘢痕疙瘩处皮肤硬度显著增加,且与温哥华瘢痕量表评分呈高度正相关。
HUANG等以SWE评估43例瘢痕疙瘩患者共76处病灶,发现治疗前瘢痕疙瘩与非病变皮肤、治疗前与治疗后瘢痕疙瘩处皮肤的杨氏模量值和剪切波速度均存在显著差异。陈燕旋等认为SWE有助于鉴别诊断瘢痕疙瘩与肥厚性瘢痕。
7.小结与展望
SWE用于诊断和评估皮肤相关疾病具有良好应用前景,但目前多数研究仅针对较小样本,且尚无统一的相关诊断标准,有待累积病例开展大规模、多中心研究进一步观察。
来源:王冬梅,向茜,杨裕佳.剪切波弹性成像用于皮肤疾病研究进展[J].中国医学影像技术,2023,39(05):781-784.
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