光声成像在皮肤疾病诊断中的应用

二、光声成像在皮肤疾病诊断中的应用

光声成像在皮肤疾病的诊断中应用广泛，涉及黑素瘤、鲜红斑痣、血管瘤、基底细胞癌、鳞状细胞癌及硬皮病等诸多皮肤疾病。其中，鉴于光声对血管的高度敏感性，对人体皮肤血管的结构与功能和血管增生进行成像是近年来光声成像在皮肤疾病影像学诊断中较为热门的应用，例如，利用光声成像成功实现了对手掌中血管结构和功能的成像。Viator等对鲜红斑痣进行了光声成像，发现采集到的图像可清晰地呈现鲜红斑痣的血管深度和皮损厚度。也有研究者通过光声成像与光学相干断层扫描技术的联合，实现了对基底细胞癌的检测，并得到了其血管模式和胶原基质。由于血管模式和胶原基质是基底细胞癌分类的两个关键参数，所以通过对比血管模式和胶原基质有望实现基底细胞癌的早期诊断。

光声成像在皮肤疾病诊断方面的另一个重要应用是黑素瘤的诊断和评估。由于具有较强的吸光特性，黑素在组织光声成像中与周围其他组织呈现极高的对比度，而黑素瘤是非常典型的色素相关皮肤癌。研究结果表明，基于光声成像，通过检测肿瘤内源性黑素可实现皮肤黑素瘤的诊断和监测黑素瘤的生长及其转移。目前，光声成像在黑素瘤中的应用主要表现在以下几个方面。

1.测量黑素瘤厚度

厚度测量在黑素瘤的诊断中至关重要，肿瘤厚度在很大程度上决定了将采取何种治疗手段及预后。Oh等将光声成像技术用于体内皮肤黑素瘤的成像。结果表明，该技术可以对黑素瘤顶部和底部边界进行清晰成像（图5-10），且测量得到的黑素瘤的厚度与实际值是高度一致的。此外，方便的手持设计使得光声成像系统在黑素瘤厚度的研究中有很好的应用前景。

2.检测黑素瘤增长率

有研究表明，与肿瘤厚度相比，黑素瘤的增长率特征可能是更为可靠的诊断指标。黑素瘤可能有不规则的形状，为了准确量化其体积，需要可视化整个边界。最近，基于光声计算机断层成像的线性传感器阵列系统可以用来测量黑素瘤体积和增长率，该系统可以成像体内的整个黑素瘤，成功地测量黑素瘤的厚度和体积，并且可以直接计算出黑素瘤的增长率，这在很大程度上促进了黑素瘤的精准检测（图5-11）。

3.前哨淋巴结的定位(https://www.daowen.com)

光声层析成像可以实现对前哨淋巴结的定位和活检，并可以实现较高的对比度和分辨率，使更精确的前哨淋巴结活检和转移性黑素瘤诊断成为可能。例如，有研究者将从美国临床阵列系统改进而来的手持探针用于前哨淋巴结检测。结果表明，光声成像可用于高精度的前哨淋巴结活检的图像引导，且具有较高的临床可行性。

4.前哨淋巴结的筛查

继血氧素和肌素染色后的活检是评估转移性黑素瘤在前哨淋巴结中的护理标准。然而，对前哨淋巴结的不完全检查可能会错过黑素瘤细胞，从而导致转移性黑素瘤的误诊。光声层析成像在黑素瘤成像中具有较高的灵敏度，可以实现对前哨淋巴结的完整评估和筛查。已有研究发现，光声层析成像可以检测人类前哨淋巴结黑素瘤转移的能力，如非侵入性多光谱光声成像可检测出被切除的人类淋巴结中的黑素瘤转移（图5-12）。

5.监测循环肿瘤细胞

黑素瘤的高死亡率主要归因于其高转移倾向，而循环肿瘤细胞的出现可作为早期黑素瘤转移的预测因素。因此，有研究人员利用近红外高脉冲激光器辅助的超高速光声流式细胞术实现了对人类黑素瘤细胞的信号监测。此外，随着光声流式细胞术的进一步发展和成熟，其对循环肿瘤细胞监测的灵敏度将大幅提高，这将极大地促进光声成像在转移性黑素瘤诊断中的应用。

此外，光声成像在移植皮肤、热烧伤等方面也有较多的应用。随着光声成像的深入研究和技术的进一步发展，光声成像在皮肤疾病中的应用从单纯的成像诊断拓展至治疗领域。Kim等将光声成像应用在黑素瘤切除手术中，发现其可以更加精准地确定黑素瘤的边缘，这有利于黑素瘤的完全切除，大大降低了术后复发率。此外，He等利用双波长光声流式细胞术对黑素瘤细胞进行体内的无标记成像，并进一步结合纳秒脉冲激光技术产生精确定位的热效应，实现对黑素瘤细胞的特异性杀伤，这对监控和预防黑素瘤的早期转移具有极为重要的意义。目前，光声成像在皮肤疾病中的应用还存在着分辨率不够、成像速度较慢等不足，但随着光声成像技术的不断发展和成熟以及联合其他成像技术，其在皮肤疾病领域的研究将不断拓展和完善，并将逐渐从单纯的诊断成像升级到诊疗一体化。