在此背景下，皮肤无创诊断技术应运而生，其中皮肤镜、共聚焦激光扫描显微镜和超高频超声最具代表性，可获取表皮至皮下组织的多维信息，显著提升皮肤疾病在早期识别、精准分型、边界界定、治疗监测及预后评估等方面的能力，尤其超高频超声凭借深层穿透能力和量化分析优势，可拓展无创诊断技术的应用场景。然而，当前研究多孤立阐述单一技术，既缺乏对其演进规律、固有局限及互补潜力的系统比较与总结，也未充分梳理高频超声新技术及人工智能在该领域的应用，导致技术间的协同价值难以充分挖掘。因此，本文对此进行综述，为完善皮肤病无创诊断体系提供依据。
一、皮肤镜
（一）技术原理
皮肤镜又称皮表透光显微镜，是目前临床应用最广泛的皮肤无创诊断技术，其核心原理为光学放大，通过偏振光过滤皮肤表面镜面反射光，或用浸润液（如矿物油）填充皮肤表面微小凹陷并匹配折射率以消除反射干扰，从而可视化表皮及真皮最浅层的微观结构，解析色素分布、血管构型等特征。该技术按设备形态可分为便携式、手持式及工作站式，按成像原理分为浸润型与偏振光型，后者又可分为接触式与非接触式。
（二）临床应用
（三）当前挑战
皮肤镜存在无法观察皮下组织的先天局限，虽部分新技术拓展了应用场景，但高级别循证证据仍需积累；诊断特异性不足，部分罕见病变与常见病变表现相似，易误诊漏诊［4］；图像质量及表现受年龄、皮肤类型、毛发遮挡等因素影响，无法单独作为确诊依据，需结合临床评估与组织病理学检查。
二、共聚焦显微镜
（一）技术原理
激光扫描共聚焦显微镜（confocal laser scanning microscope，CLSM）是共聚焦显微镜的主流类型，又称皮肤CT，是一种新型无创光学显微成像技术。其核心原理为激光逐点扫描与共轭聚焦技术，通过针孔光阑滤除非焦平面信号，在不同深度对皮肤进行在体、无创、实时、动态的逐层扫描，于水平面生成高分辨率灰度图像［13］。其独特优势是能以接近组织学显微镜的分辨率，清晰呈现表皮至真皮浅层（深度范围约0~350 μm）的微解剖结构，并通过三维重建技术构建立体模型，实现皮肤的“光学活检”。根据样本状态可分为体内和离体分析；按成像机制分为反射模式（reflectance confocal microscopy，RCM）和荧光模式（fluorescence confocal microscopy，FCM）。
（二）临床应用
（三）当前挑战
CLSM虽可通过提高激光功率增加成像深度，但易造成皮肤光损伤，因此其虽较皮肤镜能获取皮肤断层信息，却仍局限于浅层成像；且其以水平面冠状位成像为主，与传统组织学垂直切片不同，需借助三维重建技术；RCM图像为灰度，低折射率差异组织中对比度更低；FCM需外源性荧光染料，可能引发皮肤刺激或过敏反应；此外，设备笨重，视野较小，难以满足大规模人群筛查或大病灶快速评估需求。
三、超高频超声
（一）技术原理
超高频超声是皮肤无创成像领域的重要突破，核心原理为高频声波通过组织界面声阻抗差异产生反射信号，生成亚毫米级高分辨率二维或三维图像，其可动态显示皮肤各层及皮下结构（深度范围约0.5~7 mm）。当前高频超声与超高频超声的频率分类无统一标准，传统超声检查常用10~15 MHz的探头；高频超声的频率下限存在分歧，Bhatta等［23］认为＞10 MHz为高频、Polanska等［24］定为＞20 MHz、Shung等［25］定为＞30 MHz，也有表述将＞15 MHz归为高频、＞20 MHz 归为极高频；超高频超声的定义争议则集中于频率上限，频率下限至上限常见范围为30~70 MHz、30~100 MHz，或提及最高频率达50~70 MHz［26,27,28］。超声生物显微镜是基于声学显微镜发展而来的高频超声成像技术，工作频率多＞50 MHz，是早期皮肤病变诊断中的主流频率［29］。总之，与传统高频超声相比，超高频超声频率更高，分辨率显著提升；与超声生物显微镜相比，二者频率范围部分重叠，超声生物显微镜虽也可用于皮肤病变，但核心应用更偏向眼科，而超高频超声更兼顾皮肤全层及皮下组织的精细可视化［2］。
（二）临床应用
超高频超声在良恶性肿瘤的鉴别、分期及治疗中发挥关键作用。良性肿瘤中，Li等［32］发现皮肤混合瘤表现为真皮深部与皮下层间的异质性、边界清晰低回声肿瘤；Sechi等［33］指出甲乳头状瘤的甲床低回声带、甲板局灶高回声点等特征与组织学的棘层肥厚、乳头状增生等改变高度相关；Guérin-Moreau等［34］描述弹性假黄瘤的真皮中层椭圆形均匀低回声区与组织学改变范围匹配；Mlosek等［35］证实超高频超声可评估脂肪瘤大小、监测治疗反应，且超声引导注射为有效治疗手段。恶性肿瘤中，李娅荣等［36］发现，除了患者年龄，超声上测得的最大径、形态不规则及超声弹性成像评分≥3分是评估恶性皮肤肿瘤的独立危险因素；Chauvel-Picard等［37］发现超高频超声测量的基底细胞癌厚度与组织学估计值一致性极好（类间相关性≥0.80）；Janowska等［38］发现恶性黑色素瘤存在超声血管化及高瘤内信号强度，高频超声测量得到的厚度值与Breslow厚度显著相关。
超高频超声也广泛应用于非肿瘤性皮肤病中。炎症性皮肤病中，超高频超声可实时监测银屑病甲病早期药物反应的亚临床征象［39］，可识别白癜风表皮、真皮及毛囊单位的亚临床炎症模式［40］，也可有效衡量肉芽肿负荷，且皮肤肉芽肿病活性与临床严重程度评分及组织病理评估相符［41］；超高频超声还可作为静脉性腿部溃疡、坏疽性脓皮病等皮肤溃疡的有效成像工具［42］。在自身免疫性皮肤病中，超高频超声区分系统性硬化症患者与健康人的同时，可定量评估系统性硬化症患者真皮厚度，并能明确掌指动脉血管病变，为微循环评估提供补充［43］。在皮肤附属器疾病中，超高频超声结果与毛发镜及头皮活检一致，且能检出毛发镜难以评估的毛发生长周期、炎症、纤维化及皮下异常［44］；其可高精度显示化脓性汗腺炎的液体积聚、窦道及亚临床病变［45］，并为手术规划及边界确定提供支持，化脓性汗腺炎在超高频超声引导下广泛切除术后复发率仅10%［46］。在全身性疾病中，超高频超声可评估Graves病光疗效果及肢端肥大症皮肤改变［47］等皮肤表型。
（三）当前挑战
超高频超声面临的挑战在于其高频特性衍生的临床局限。超高频超声的穿透深度极浅，远低于常规高频超声，难以实现深层组织成像，无法满足全层靶区的检查需求；声波传导敏感性极强，皮肤角化、耦合剂薄层不均等细微因素，均易引发伪影并干扰微观结构辨识；缺乏相关诊断规范，现有标准多基于常规超声制定，难以适配其高分辨率图像的量化评估需求。
四、技术比较
皮肤镜、CLSM与超高频超声基于不同原理，构建了从表皮浅层到皮下组织的多层次诊断体系，三者在关键性能参数与临床定位上差异显著（表1）。
表1 皮肤无创诊断核心技术对比 |
| 比较维度 | 皮肤镜 | 共聚焦显微镜 | 超高频超声 |
|---|---|---|---|
| 核心原理 | 光学放大与偏振/浸润消除反射 | 激光共轭聚焦与光学切片 | 高频声波反射与声阻抗差异 |
| 成像深度 | 表皮及真皮最浅层 | 表皮至真皮浅层，部分可达真皮乳头层（0~350 μm[2]） | 表皮、真皮全层、皮下组织（0.5~7 mm[2，48]） |
| 横向分辨率 | ＜10 μm[2] | 0.5~1 μm[49] | 30~50 μm[50] |
| 成像方向 | 横向成像 | 横向成像，支持三维重建 | 纵向成像，支持三维重建 |
| 分类 | 按外观：便携式/工作站式 按原理：浸润型/偏振光型 偏振光型：接触式/非接触式 | 按场景：在体/离体 按模式：反射/荧光 | 按模态：灰阶成像/多普勒/弹性 多普勒成像：彩色/脉冲/能量 |
| 核心临床应用 | 色素性病变筛查 炎症性皮肤病评估 | 皮肤肿瘤全诊疗流程 炎症性/感染性疾病诊断 | 皮肤肿瘤鉴别与分期 非肿瘤性皮肤病的评估 病灶定位与边缘观察 |
| 主要优点 | 宏观视野、血管/色素模式可视化 | “光学活检”级细胞分辨率，接近组织病理水平 | 穿透深度大，可量化组织厚度和血流 |
| 主要局限 | 深度受限、受表皮状态干扰 | 视野小、扫描慢、深度浅 | 分辨率与穿透深度存在矛盾 |
| 适用领域 | 外观改变疾病 | 浅表、菲薄形态疾病 | 较厚或较深疾病 |
由于单一技术受限于固有属性，难以实现复杂病变的全面评估，将三种技术结合应用，有助于突破单一技术瓶颈。例如皮肤镜的宏观视野弥补CLSM的单视野局限，CLSM的细胞级分辨率解析超高频超声无法捕获的微观特征，超高频超声作为衔接浅表与深层诊断的关键纽带，延伸着前两者的探测边界。因此，临床应用中，三种不同技术之间并非相互竞争或者取代的关系，而是在各自适用范围为临床决策提供有价值的可视化信息。
五、高频超声新技术和人工智能
作为皮肤无创诊断技术中的后起之秀，高频超声领域的新技术蓬勃发展，涌现出光声成像（photoacoustic imaging，PAI）、超快速超声成像（ultrafast ultrasound imaging，UUI）、电容式微机械超声换能器（capacitive micromachined ultrasonic transducer，CMUT）等新技术，进一步拓展了无创诊断的功能边界；同时，人工智能技术在高频超声的自动化分析、病变分割及参数测量中展现出显著潜力，为技术协同应用提供了更高效的工具支持。
（一）PAI技术
PAI技术融合光学成像高对比度与超声深层成像优势，核心是通过光声能量转换实现成像。皮肤肿瘤中，Von Knorring等［51］借助PAI发现黑色素瘤中黑色素、脱氧血红蛋白、胶原蛋白和脂质浓度高于良性病变，且可同步评估这些物质的血流量与分布；Lara等［52］研发的新型手持式探头通过线性阵列光声成像能精确测量黑色素瘤厚度；Li等［53］基于多光谱光声断层扫描集成图像分割方法，可精确测量非黑色素瘤皮肤癌的尺寸，辅助术前肿瘤图谱和手术方案制定。炎症性皮肤病中，Li等［54］用多光谱光栅扫描光声介观镜评估结构和微血管功能成像指标，检测银屑病患者的皮肤状态及药物疗效。自身免疫性及瘢痕疾病中，Daoudi等［55］证实PAI联合高频超声可评估系统性硬化症、原发性雷诺现象患者和健康个体的皮肤氧合与增厚情况。此外，PAI能可视化血管解剖结构、氧合和流动特征，评估烧伤或溃疡等浅表软组织损伤，观察糖尿病合并症、甲状腺功能等相关的微血管变化［56］。
当前PAI因光声优势成为研究热点，但传统压电超声传感器在微型化与高性能化发展中存在瓶颈，而基于光学原理的超声传感器，尤其依托微型光学谐振腔的传感器以高灵敏度、宽带宽、小尺寸的特点，为PAI的发展提供新可能。
（二）UUI技术
UUI通过平面波成像或其他无聚焦声波实现广空间覆盖，以超过1000帧/s的高帧率捕捉动态现象，快速量化组织硬度、血流动力学及造影剂微泡运动，推动了剪切波弹性成像、超快速多普勒、功能超声、超快速超分辨成像等模式的应用。对于剪切波弹性成像，Teng等［57］联合高频超声量化过敏性紫癜患者的皮肤厚度和硬度，以评估皮肤受累程度及疗效；此外，该技术在痤疮瘢痕、银屑病、脂溢性角化病、基底细胞癌，下肢淋巴水肿等疾病中也有应用。对于超快速多普勒，Bhatti等［58］联合奇异值分解杂波滤波的成像框架，可视化皮肤真皮层的微脉管系统；对于超快速超分辨成像，Xia等［59］阐述了其在描绘微血管结构上的成像性能优于磁共振成像等传统技术，目前可用于乳腺、肝脏病灶及淋巴结的良恶性鉴别，有望清晰观测皮肤微血管，为皮肤病诊断、伤口修复监测与皮肤抗衰研究提供有力支持。然而，平面波成像提升帧率的同时降低了成像对比度与分辨率，目前可通过最小方差改善整体成像质量。
（三）CMUT
CMUT是基于微机电系统技术的核心超声器件，由金属化悬浮薄膜、刚性金属化基材及二者间的空腔构成，依托静电效应工作。相较于传统压电超声换能器，CMUT具备宽频带、高机电转换效率、高灵敏度、易实现大型阵列化与互补金属氧化物半导体集成、人体组织声阻抗匹配性优及成本低等优势，已成为超声技术领域的重要创新方向［60］。
当前CMUT面临高压驱动与体内长期可靠性等挑战，但随着低电压驱动、生物相容性封装等技术突破，其有望成为下一代智能医疗设备的核心部件，推动精准医学与微创治疗发展。
（四）人工智能驱动的自动化与深度分析
人工智能技术通过构建各类深度学习模型，在皮肤病诊断、病变分割、参数测量及成像优化等方面展现出显著价值。Zhu等［63］将其与临床联合构建深度多模态融合网络模型，对良恶性皮肤病和癌前病变等17种皮肤病的分类诊断性能优越；Czajkowska等［64］验证Deeplabv3+模型可自动分割高频超声图像中特应性皮炎、银屑病及非黑色素瘤皮肤癌病理区域，全数据集Dice指数达0.919（炎症性疾病超0.93）；Vergilio等［65］开发的人工智能模型可自动获取高频超声图像参数，准确预测皮肤回声强度与厚度，为皮肤抗衰研究提供技术支撑；Dai等［66］构建的Pre-FM CRDL模型在良恶性软组织肿瘤诊断中性能最佳，训练集与外部验证集的ROC曲线下面积分别为0.911、0.948；Lee等［67］基于超声图像在动物模型中建立了深度卷积神经网络对烧伤深度进行分类，ROC曲线下面积达0.99。
随着人工智能的不断演进，生成式人工智能在多模态、小样本及多分类数据分析中的效能进一步提升，其特性与皮肤疾病的特点高度适配，未来有望成为皮肤超声领域的关键解决方案。
六、小结与展望
皮肤无创诊断技术的快速发展和创新技术的引入为皮肤病诊疗带来革命性突破，显著提升了皮肤病的全流程管理能力。需说明的是，光学相干断层扫描（optical coherence tomography，OCT）虽同属皮肤无创诊断技术范畴，但受技术适配性与临床验证程度所限，当前应用范围较窄，暂未成为临床主流诊断手段，因此未纳入本文核心技术的重点讨论范畴。即便以皮肤镜、CLSM、超高频超声为核心的主流技术已取得显著进展，皮肤无创诊断领域整体仍面临多重挑战：多技术的协同成为必然趋势，但同时提升了从业者的学习门槛，相关人才培养尚缺乏成熟路径；新技术成本较高，尚需要大量研究降低成本以实现临床推广；新技术中，人工智能受限于高质量标注数据不足，且难以满足临床可解释性需求，影响关键诊疗环节的信任度。
随着技术体系的成熟、标准化的完善及智能化水平的提升，以超高频超声为代表的皮肤无创诊断技术将成为皮肤病精准诊疗的核心支撑，推动诊疗模式从经验驱动向智能驱动转型，减轻全球皮肤疾病的负担。