二、皮肤镜的工作原理及分类

皮肤镜作为无创性、可视化的皮肤病诊断工具,具有便携、快捷和图像可储存的优点,其作用类似于检耳镜、检眼镜、喉镜的功能,具有放大的功能,是裸眼的延伸,同时能够滤掉反射光,比普通放大镜的观察能够更为深入,可以观察到表皮、真皮网状层的色素改变及真皮浅中层血管的改变。因此,皮肤镜有皮肤科医生的“听诊器”的美誉。

尽管最新研究显示人眼极限分辨率可以检测到光的最小单位是光子,但一般意义上说,正常视力的人眼在明视距离25cm处的分辨率为0.1mm,即人眼在1mm单位内可以分辨出10个像素。通常情况下,人眼分辨率一般在0.25~0.30mm,即1mm单位距离内人眼能分辨3~4个像素,而色素痣中典型色素网的网格线及皮肤毛细血管袢的宽度则在0.05mm以下,肉眼无法观察到这些亚微观结构。而借助皮肤镜的放大功能可以观察到这些细微结构,则可对临床诊断和防治策略提出有益的指导意见。

皮肤表面的角质层具有一定的透光性,在结构上呈层叠状紧密排列,而表面的角质细胞和油脂膜对照明光线可产生镜面反射效应,角质层的折射率(1.55)比空气高(1.0),大部分入射光被皮肤表面反射掉,故仅凭裸眼无法观察到表皮深层及真皮的颜色和结构改变。光线可以通过光滑有油性的表皮,而达到更深层次的真皮,利用这一原理,早期的非偏振光(浸润式)皮肤镜(nonpolarized dermoscopy,NPD)需要橄榄油、矿物油、耦合剂、乙醇和甘油,甚至水作为介质以便消弭反射光,改善皮肤的透光性,深度可达0.05~0.1mm(图1-1)。但也因需接触皮损的缘故,有交叉感染的可能性,而偏振光皮肤镜的问世很好地解决了这一问题。

我们知道光是一种电磁波,和所有的电磁波一样是一种横波。而振动方向和传播方向构成的平面叫做振动面,光的振动面只限于某一个固定方向的称为平面偏振光或线偏振光。一般的光源发出的光,其振动面不限于一个固定方向而是方向均匀分布的,这种光叫做自然光。偏振光皮肤镜(polarized dermoscopy,PD)是通过两个偏振片来实现交叉极化的,偏振片对自然光的作用是将具有各方向均匀分布的振动面的自然光变成只有一个振动方向的偏振光。偏振光皮肤镜观察深度可达表皮下层、真表皮交界和真皮乳头层,而皮表至60~100μm是偏振光皮肤镜观察的盲区。偏振光皮肤镜在不接触皮损的情况下让光线透过偏振片以防止交叉感染,但存在光照强度降低和分辨率差的缺点。偏振光皮肤镜又有接触式(polarized contact dermoscopy,PCD)和非接触式(polarized noncontact dermoscopy,PNCD)之分。偏振光皮肤镜同时使用浸润液,可以达到更好的成像效果,目前多数皮肤镜设备支持多种模式观察。非偏振皮肤镜和偏振皮肤镜成像各有优势,能够展示不同的皮肤镜下特征(表1-1),由于作用机制所致观察深度及层次不同,同时使用非偏振及偏振模式进行观察,可以更多地获取表皮、真表皮交界及真皮乳头层信息,便于做出准确诊断。

图1-1 皮肤镜成像原理

A.裸眼观察;B.浸润式皮肤镜观察

表1-1 非偏振皮肤镜与偏振皮肤镜的差异比较

注:NPD:非偏振皮肤镜(nonpolarized dermoscopy);PCD:偏振接触式皮肤镜(polarized contact dermoscopy);PNCD:偏振非接触式皮肤镜(polarized noncontact dermoscopy);加号越多观察效果越好

皮肤镜的优势是可以提高对恶性黑色素瘤的诊断准确性,皮肤镜诊断恶性黑色素瘤的敏感性为89.7%,特异性为92.0%,同时减少了对良性皮损不必要的活检或外科手术切除。美国全科医生皮损活检率为30%,不使用皮肤镜的皮肤科医生皮损活检率为15%,而使用皮肤镜的皮肤科医生皮损活检率仅为5%。此外,皮肤镜的使用逐渐拓展至非色素性皮肤病、毛发性疾病、甲病、免疫性疾病等领域,可以使临床诊断率提高5%~30%,具有重要的临床实用价值。

皮肤镜设备的分类尚无国际统一的标准,按结构可分为经典型手持式皮肤镜、可连接数码相机的手持式皮肤镜、自带图像采集配件的皮肤镜、可连接智能手机的皮肤镜、台式皮肤镜系统及全身偏振照相系统等六类(详见第十四章),大体上分为便携式和台式皮肤镜。便携式皮肤镜的基本构造由目镜、接触板、内置光源(卤素灯或LED灯)、电池、相机卡环等组成(图1-2),接触板由多硅涂层玻璃构成,有内置的刻度线以观察皮损大小。较小的接触面板便于观察指蹼、褶皱部位和甲床毛细血管。台式皮肤镜可连接工作台和影像数据存储分析系统。

图1-2 皮肤镜基本构造