高频超声在皮肤创面评估中的应用

吴晓瑾; 姜美娟; 陈剑

doi:10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2023.12.019

中华医学超声杂志（电子版） >

2023 , Vol. 20 >Issue 12: 1320 - 1322

DOI: https://doi.org/10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2023.12.019

综述

高频超声在皮肤创面评估中的应用

吴晓瑾 ,
姜美娟 ,
陈剑 ^,¹^,^†

展开

^1.322000，义乌，浙江大学医学院附属第四医院超声医学科
^2.310006　杭州，浙江大学医学院附属妇产科医院超声科

通信作者：陈剑，Email：chenjianzuj4h@zju.edu.cn

Copy editor: 汪荣

收稿日期: 2023-03-14

网络出版日期: 2024-03-05

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Application of high frequency ultrasound in skin wound assessment

Xiaojin Wu ,
Meijuan Jiang ,
Jian Chen ^,^†

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Received date: 2023-03-14

Online published: 2024-03-05

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摘要

超声可用于探查不同的组织，其发出声波的频率不同。通常，用于探查浅表四肢血管的探头频率为6~12 MHz。随着超声探头频率的增加，声波波长逐渐缩短。较低的声波频率可以探查更深层的组织器官，但图像分辨率会随深度增加而降低；较高的声波频率虽然穿透深度有限，但可提供更好的图像分辨率，观察更细微的结构。因此，高频超声（high-frequency ultrasound，HFUS，>15 MHz）应运而生，并逐步运用于浅表器官的探查，以及皮肤组织相关病变的诊断与研究。20世纪70年代末，Alexander和Miller首次应用超声评估皮肤厚度，发展至今，超声已可用于多种皮肤病变的诊断和治疗，如银屑病、特应性皮炎、硬皮病、黑色素瘤等。

本文引用格式

吴晓瑾 , 姜美娟 , 陈剑 . 高频超声在皮肤创面评估中的应用[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2023 , 20(12) : 1320 -1322 . DOI: 10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2023.12.019

超声可用于探查不同的组织，其发出声波的频率不同。通常，用于探查浅表四肢血管的探头频率为6~12 MHz^［1］。随着超声探头频率的增加，声波波长逐渐缩短。较低的声波频率可以探查更深层的组织器官，但图像分辨率会随深度增加而降低；较高的声波频率虽然穿透深度有限，但可提供更好的图像分辨率，观察更细微的结构^［2］。因此，高频超声（high-frequency ultrasound，HFUS，>15 MHz）^［3］应运而生，并逐步运用于浅表器官的探查，以及皮肤组织相关病变的诊断与研究。20世纪70年代末，Alexander和Miller首次应用超声评估皮肤厚度^［4］，发展至今，超声已可用于多种皮肤病变的诊断和治疗，如银屑病、特应性皮炎、硬皮病、黑色素瘤等^{［5,6,7,8］}。

目前，临床多采用温哥华瘢痕评估量表（vancouver scar scale，VSS）等方式对创面的色泽、柔软性、厚度、疼痛、瘙痒等进行临床评估。但这些评价指标均较为主观，存在较大的观察者间差异。组织病理学是目前诊断皮肤相关疾病、评价创面愈合情况的金标准，但因其存在有创、费用较高、周期较长等弊端，并未成为临床评估皮肤相关疾病及创面愈合情况的首选方法。

超声检查具有无创、便捷、性价比高等特点，尤其HFUS可用于评估创面愈合不同阶段的大小、血流、硬度等的变化情况。因此，本文针对高频灰阶超声、高频多普勒超声和剪切波弹性成像在皮肤创面评估中的应用做一综述，探索HFUS评价皮肤创面愈合情况的价值。

一、高频灰阶超声及其在皮肤创面评估中的应用

在过去二十年中，随着超声仪器设备及技术水平的不断进步，HFUS在皮肤疾病诊断评估中的应用范围越来越广泛，包括测量皮肤厚度、药物疗效的评估、皮肤烧伤的鉴别、皮肤肿瘤的评估、皮肤结构的可视化以及组织深层的厚度变化、皮肤机械性能的测量和皮肤损伤的监测等^{［7，9,10,11］}。有研究表明，HFUS在20~25 MHz频率的情况下，扫查浅表皮肤时，可以获得不同层次的二维灰阶图像，区分表皮、真皮、皮下脂肪和肌肉，在测定皮肤各层次的厚度方面有较高的准确性^［12］。超高频超声（>30 MHz）因频率更高，研究报道其可以辨别皮肤角质层及表皮层^［13］。

张永存^［14］使用22 MHz高频线阵探头对SD大鼠的烧伤创面进行超声探查，发现HFUS测量的断层皮片、痂皮的厚度均与其病理测量结果基本一致。Mohafez等^［15］研究发现，在使用20 MHz探头扫查的二维灰阶图像中，创面内新生肉芽组织呈低回声，当肉芽组织成熟且伤口强度因胶原纤维沉积而增加时，该区域变为高回声，这与创面内的组织学观察结果相符合，可用于判断创面内肉芽组织的生成情况。Dyson等^［11］的研究中，将X线摄影与20 MHz的HFUS扫查进行对比，观察创面发生后一定时期内的变化，结果表明，HFUS可以观察人体表皮、真皮、皮下组织、深筋膜以及肌腱和韧带，并对伤口表皮以下的结构，如创面底部宽度等的变化进行定量评估。此外，X线摄影与HFUS存在互补关系，两者在创面愈合的无创评估中均起到一定的作用。另有研究表明，在创面的愈合过程中，HFUS可以根据创面深度、肉芽组织厚度、新形成表皮的存在与否及其厚度、伤口附近表皮的厚度以及表皮下低回声带的厚度来监测其愈合情况，并且发现表皮下低回声带在组织病理学上与真皮的乳头层一致。Krauze等^［16］应用HFUS测量肉芽组织厚度、表皮下低回声带厚度、新生表皮的迁移及创面深度等参数，从而检测创面的愈合情况。

诸多研究证实了HFUS可准确、客观地分辨出正常皮肤各层次结构，并能够评估创面形成后皮肤及皮下组织各层次随时间变化的厚度及水肿程度，创面肉芽组织的形成及成熟情况，新形成的表皮的存在与否以及创面周围组织的变化情况。

二、高频彩色多普勒超声及其在皮肤创面评估中的应用

高频彩色多普勒超声已广泛用于获取有关心血管系统的信息^［17-18］。使用高于20 MHz频率的探头，可以观察到直径小至200 μm的血管^［19］。为获取不同深度的心血管系统的清晰图像，需要平衡空间分辨率和穿透深度之间的关系，病变位置越表浅，获取的相关信息越丰富^［20］。因此，高频彩色多普勒超声也成为皮肤病学浅表应用领域适宜的观察方式。

Gnyawali等^［21］的研究，探索了超声图像与激光散斑灌注测量相结合的应用，其可非侵入性地监测创面的愈合过程，以及测量组织的弹性和微循环情况^［3］。研究使用频率为3~18 MHz线阵探头的彩色多普勒成像获取创面内部及其周围血流的彩色图像。然后通过脉冲多普勒成像识别血管，并测量血管内的血流速度，获得创面供血血管的收缩和舒张速度曲线，然后采用伯努利修正血流动力学方程计算动脉压，用于评估创面内部及周围的新生血管及其血流速度的变化，进而判断创面的愈合情况。

Chen等^［22］提出了一种新型的高频彩色多普勒超声图像采集方法——皮肤扫描技术，该方法能对皮肤创面及肿瘤的不规则轮廓进行自动分割，从而准确检测血流的灌注情况。研究证明了即使创面轮廓不规则，也可以通过无创方式获取浅表血管灌注及形态等信息，是一种有效的皮肤创面评价方法。Goertz等^［19］使用聚偏氟乙烯（PVDF）传感器，改变超声图像的分辨率，在50 MHz的中心频率下进行实验，证实了其可以对直径不足15~20 μm的血管进行检测。研究对小鼠肿瘤进行超声扫查，成功地实现了肿瘤微循环中微血管形态的可视化。Lenasi等^［23］对比了高频彩色多普勒超声和激光多普勒评估正常志愿者体育锻炼后皮肤微循环中的血流动力学参数，如血流方向、血流密度、血流速度等，结果发现高频彩色多普勒超声与激光多普勒具有良好的相关性。该研究也表明，对于皮肤微循环的评估，高频彩色多普勒超声可以作为激光多普勒的替代方法，用于估计血流量，其在皮肤微循环的临床实践中具有潜在价值。

综上，高频彩色多普勒超声可用于监测皮肤创面内微循环，包括新生血管、血流速度及动脉压等的变化情况。高频彩色多普勒超声还可用于监测创面的组织灌注情况，与组织病理学具有良好的相关性^［21］。此外，有研究表明高频能量多普勒通过彩色编码红细胞散射能量的总积分来反映血流的灌注情况，在显示皮肤毛细血管等微小血管方面较高频彩色多普勒超声具有更高的敏感度^［24］。

三、剪切波弹性成像及其在皮肤创面评估中的应用

剪切波弹性成像通过彩色编码可直观地显示组织硬度，通过弹性模量值（杨氏模量）可定量评价组织的硬度。使用基于颜色的视觉评分系统或使用弹性成像软件中提供的应变率测量也能获得有关组织硬度的数据^［25］。Xiang等^［26］使用频率为4~15 MHz的探头扫查志愿者的手指、前臂、前胸和前腹部皮肤的杨氏模量，发现剪切波弹性成像在测量正常皮肤的弹性方面具有良好的观察一致性。Lee等^［27］采用西门子14L5线阵探头扫查硬化性皮肤病与正常皮肤的相同部位，检测平均声辐射力脉冲位移幅度和剪切波速度，发现剪切波弹性成像在区分硬化性皮肤病与正常真皮方面具有更好的辨别能力和更小的变异度。Gnyawali等^［21］的研究证实了在皮肤病变中，病理的变化通常与组织硬度的变化有关。通过将剪切波弹性成像与循环拉伸测试进行对比，发现创面中的皮肤在第14天时比第42天时更柔韧、更有弹性，硬度更低；与正常皮肤相比，第42天创面中成熟胶原纤维的密度较低。研究还绘制了创面的皮肤硬度随着时间的推移而变化的图表，使闭合后创面的可视化和量化成为可能，且结果与组织学发现非常一致。

四、小结

综上所述，高频灰阶超声、高频彩色多普勒超声以及剪切波弹性成像对于皮肤创面评估具有较高的应用价值。而随着临床实践中高频超声设备的不断进步，在不切换探头的情况下，可以同时获取病变的灰阶图像、微循环血流及其弹性特征，综合进行超声特征的分析可能更有利于皮肤创面愈合情况的评估及相关疾病的诊治。对创面愈合过程中厚度、回声、面积、血流速度及组织弹性变化情况等参数进行综合评估，以期制定出评价创面愈合的超声诊断标准。此外，超声影像学联合X线摄影、皮肤镜检查、组织病理、实验室检查等结果，未来有望确立可用于识别和量化皮肤创面愈合情况的客观标准，为下一步新药或新的治疗方法的疗效评估提供简便易行、经济、无创且较为客观的评估方法，以促进创面的机制研究及新型药物的研发。

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原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序

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