2021年皮膚超聲的最新研究進展

單丹丹，郭樂杭, ，徐輝雄

1.同濟大學附屬第十人民醫(yī)院超聲醫(yī)學科，上海 200072；

2.同濟大學附屬皮膚病醫(yī)院超聲科，上海 200443；

3.復旦大學附屬中山醫(yī)院超聲科，上海 200032

皮膚超聲技術從1980年代萌芽，早期由于空間分辨力的限制，在皮膚疾病的診斷體系中長期處在邊緣地位。在臨床龐大患者群巨大需求的牽引及超高頻超聲技術突破的推動下，皮膚超聲自2012年起終于迎來了快速發(fā)展的十年。在過去的2021年里，新冠肺炎疫情雖然阻擋了人們遠行的腳步，但皮膚超聲的發(fā)展從未停下。

本文就2021年皮膚超聲領域的重大進展進行盤點和回顧。

1 皮膚超聲在腫瘤性病變診療中的進展

2021年，超聲在皮膚腫瘤方面的應用不再局限于單純的良惡性鑒別，越來越多地應用到皮膚腫瘤的管理之中。在良性腫瘤方面，唐遠姣等［1］的研究發(fā)現(xiàn)，相較于正常皮膚（厚度約為1.8 mm），焰色痣皮損厚度（約為2.0 mm）及血流分級均較高，且不同部位焰色痣厚度無差別，這將有助于評估疾病的進展。值得指出的是，該研究所用的探頭頻率為5～12 MHz（常規(guī)高頻超聲）。Wang等［2］使用超高頻超聲（20和50 MHz）可以清楚地顯示黑素細胞痣的大小、輪廓、深度和內部結構，并對黑素細胞痣進行分類（交界痣、皮內痣和復合痣），發(fā)現(xiàn)超聲征象與臨床分型有較強的相關性。

在皮膚惡性腫瘤的診斷方面，Zhu等［3］對“日光性角化病—鮑恩病—鱗癌”這一容易混淆的疾病連續(xù)體進行評估，首次發(fā)現(xiàn)病灶的高頻超聲特征，包括表面形態(tài)、基底形態(tài)和受累層次等，可以作為鑒別的依據(jù)。對于基底細胞癌，Wang等［4］通過建立一個基于高頻超聲特征的預測模型，對侵襲性和非侵襲性的兩組亞型加以區(qū)分，準確度可以高達84%。高危型基底細胞癌與皮膚鱗癌外觀相似，臨床鑒別是一大難題，Chen等［5］通過病灶的大小、厚度、內部高回聲點、后方聲影及血流特征建模，實現(xiàn)對兩者的區(qū)分，準確度高達89.5%。在乳房外Paget病的診斷方面，Ma等［6］的研究發(fā)現(xiàn)，高頻超聲（最高頻率50 MHz）可于術前預測乳房外Paget病的病理學侵襲深度，受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線的曲線下面積達0.833。皮膚腫瘤的彈性超聲研究也是一個熱點，梁鍵鋒等［7-8］的研究發(fā)現(xiàn)，剪切波彈性成像有助于高風險和低風險基底細胞癌的鑒別。同時該團隊還發(fā)現(xiàn)，位于真皮質的隆突性皮膚纖維肉瘤硬度明顯大于位于脂肪層的瘤體［9］。國外，Wortsman等［10］的研究發(fā)現(xiàn)，71 MHz的高頻超聲可以更清楚地顯示并區(qū)分皮膚結節(jié)性假性淋巴瘤底部的球狀和淚滴狀體征。

由此看出，皮膚腫瘤管理的臨床需求紛繁復雜，與具體腫瘤特征存在高度關聯(lián)。超聲可提供縱向尺度信息以彌補腫瘤深部及毗鄰信息的空白，越來越受到臨床醫(yī)師的重視。

2 皮膚超聲在炎癥性疾病診療中的進展

高頻超聲可以提高皮膚炎癥性疾病診斷和鑒別的準確度。Marti-marti等［11］及Vanhaecke等［12］的研究發(fā)現(xiàn)，高頻超聲可用于硬皮病的評估和監(jiān)測。沈艷敏［13］通過與23名健康成年人對照，發(fā)現(xiàn)皮膚厚度和楊氏模量的聯(lián)合使用可以很好地鑒別硬皮病，特別是近端指尖關節(jié)處的局限性硬皮病。賈坤等［14］的研究也發(fā)現(xiàn)，高頻超聲與剪切波彈性超聲聯(lián)合可以提高診斷準確度（高達96%）。Daoudi等［15］的研究發(fā)現(xiàn)，通過測量皮膚增厚聯(lián)合光聲測量的指尖氧合程度可區(qū)分早期硬皮病和原發(fā)性雷諾現(xiàn)象。Yang等［16］的研究發(fā)現(xiàn)，高頻超聲可以發(fā)現(xiàn)早期銀屑病關節(jié)炎患者的關節(jié)、附著點和指甲病變。

高頻超聲還可以用于皮膚炎癥性疾病的管理。Giavedoni等［17］通過一項前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，高頻超聲是脂膜炎活動性評估的有效輔助工具，可用于指導治療決策。他們還證明多普勒超聲是評估硬皮病樣慢性移植物抗宿主病炎癥活動及轉歸的有用工具［18］。在丘疹膿皰型酒渣鼻治療評價方面，Bustos等［19］通過多普勒超聲發(fā)現(xiàn)，96.3%的患者表現(xiàn)為面部真皮及皮下血管增生，51.9%的患者表現(xiàn)為鼻翼軟骨血管增生。治療后，患者的外觀表面雖有改善，但超聲發(fā)現(xiàn)病灶深部改變不明顯，說明局部用藥的效果僅局限于外觀改善。

在定量檢測方面，2021年英國巴斯大學藥理學系的Flower等［20］使用高頻超聲（14 MHz）剪切波彈性成像技術評估系統(tǒng)性硬化癥患者皮膚纖維化程度。來自法國圖爾大學的Mofid等［21］利用該團隊自主研發(fā)的高頻瞬時彈性成像與超高頻超聲結合，通過聲彈性參數(shù)（acousto-elastographic parameter，PRL）和皮膚厚度兩者結合評判皮膚纖維化程度，該研究認為高頻瞬時彈性成像可以作為一種無創(chuàng)診斷工具來確定皮膚纖維化的程度。

總之，高頻超聲在皮膚炎癥性疾病中的應用具有廣闊的空間，能填補既往許多定量檢測的空白。

3 人工智能（artificial intelligence，AI）在皮膚超聲中的應用

目前在皮膚病學領域，AI的研究和應用集中于臨床圖像、皮膚鏡圖像、皮膚病理圖像等視覺來源模態(tài)，針對皮膚超聲模態(tài)的AI相關研究尚為數(shù)不多。Czajkowska等［22］首次將卷積神經網(wǎng)絡應用于高頻超聲皮膚圖像分類，主要側重于高頻超聲圖像中的正常狀態(tài)皮膚和病理狀態(tài)皮膚（包括皮膚炎癥性病變和腫瘤性病變）的鑒別，結果顯示出良好的準確度（大于0.93）。Laverde-Saad等［23］用經組織學證實的235個皮膚良惡性病變超聲圖像訓練的EfficientNet B4構架對病變良惡性進行分類，其靈敏度和特異度分別為80%和86%，診斷準確度達77.1%，與在皮膚超聲方面有5年以上經驗的醫(yī)師（74.1%）比較，差異無統(tǒng)計學意義。Czajkowska等［24-25］的研究引入了一個全自動化的級聯(lián)深度學習框架，該框架具有模糊連通性支持，可用于快速、強健、準確地分割表皮質。研究結果認為深度學習框架對炎癥性和腫瘤性皮膚病變都能達到較好的診斷效果。Faita等［26］的研究則認為，使用機器學習工具箱Matlab分析超聲圖像可以無創(chuàng)、快速地區(qū)分良惡性皮膚疾病，如黑色素瘤和非典型黑素細胞痣。

需要指出的是，相對于超聲AI在其他器官中的應用，皮膚超聲AI才剛剛起步，但已經成為一個充滿希望的熱點領域。

4 基礎研究

在基礎研究方面，Pu等［27］針對惡性黑色素瘤開展了一系列超聲治療學相關基礎研究。該團隊開發(fā)了一種可被酪氨酸酶激活的氧化應激放大平臺，以實現(xiàn)對黑色素瘤的特異性治療。通過將無毒前藥對乙酰氨基酚（APAP）封裝在中空的PEG/HMnO2納米結構當中，成功構建了APAP@PEG/HMnO2復合納米藥物。該藥物與腫瘤微環(huán)境中積聚的過氧化氫反應而生成大量氧氣，可顯著改善黑色素瘤乏氧微環(huán)境。與此同時，微酸性的腫瘤微環(huán)境會促進APAP藥物釋放，進而在氧氣存在的條件下受酪氨酸酶催化，產生具有細胞毒性的苯醌類代謝物（AOBQ）。隨后，AOBQ可進一步促發(fā)活性氧生成和谷胱甘肽消耗，放大瘤內氧化應激水平，從而在體內外顯著地誘導黑色素瘤細胞凋亡和抑制腫瘤生長。

雖然以上研究尚處于基礎研究階段，但為聲動力等相關療法的發(fā)展和應用奠定了理論基礎。

5 皮膚超聲規(guī)范化培訓和推廣

2021年，皮膚超聲的規(guī)范化應用受到高度重視。2021年9月，上海市超聲診療工程技術研究中心暨同濟大學附屬皮膚病醫(yī)院超聲醫(yī)學科舉辦的皮膚超聲學習班以皮膚超聲為專題，全方位展示了高頻超聲在皮膚及相關軟組織疾病診斷方面的臨床價值和前沿進展，吸引了上萬人次觀看學習。另外，在5月舉辦的全國中西醫(yī)結合皮膚性病學術年會上首次開辟了皮膚超聲專場，反映皮膚超聲已獲得全行業(yè)的關注。12月舉辦的上海市光醫(yī)學皮膚無創(chuàng)診斷論壇，以及7月舉辦的2021華夏皮膚影像AI峰會，皮膚超聲均作為重要內容登場宣講。

2022年，國內第一本皮膚超聲英文專著Diagnostic Ultrasound in Dermatology［28］由Springer出版社正式出版并上線，該書由同濟大學附屬皮膚病醫(yī)院和同濟大學附屬第十人民醫(yī)院超聲醫(yī)學科組織編寫，其中文版《皮膚超聲診斷學》［29］已于2020年出版，是國內第一部皮膚超聲的專著。該專業(yè)書籍的出版，不僅為全世界皮膚超聲的規(guī)范化和普及作出了貢獻，也標志著中國皮膚超聲培訓已建立一套成熟的體系，能向海外輸出中國專家的智慧，并有能力接受來自全世界同行專家的檢驗。皮膚超聲不僅日益受到超聲科醫(yī)師的重視，也引起了皮膚科醫(yī)師的關注，北京大學第一醫(yī)院皮膚科的李航等［30］于2021年編寫出版了《皮膚超聲臨床應用圖析》專著，進一步豐富了皮膚超聲的內涵和應用場景。

回顧2021年，超聲在皮膚疾病診療中的應用場景令人目不暇接，其臨床價值逐漸受到肯定。更可喜的是，中國學者在皮膚超聲領域已經和正在走上國際舞臺的中央。同時我們也必須清醒地認識到大部分皮膚超聲的應用仍處于探索階段，很多皮膚疾病的超聲診斷標準尚未確立，診斷流程尚未統(tǒng)一，與臨床的聯(lián)系還需進一步加強。據(jù)悉，由中華醫(yī)學會超聲分會組織編寫的《皮膚超聲診斷專家共識》也正在編撰中，將為皮膚超聲的普及和規(guī)范化提供重要支撐。今后，仍需要廣大超聲醫(yī)學同仁一起開展更多大隊列、前瞻性、高證據(jù)級別的臨床研究，充分發(fā)揮皮膚高頻超聲的技術優(yōu)勢，造福廣大皮膚病患者。