作者：赵迎 北京医院

我们首次使用太赫兹(THz)传感技术对湿疹和银屑病患者进行了体内临床研究。湿疹和银屑病患者在使用润肤霜之前和之后都使用手持THz扫描仪进行测量。我们发现THz感应可以区分身体不同部位的干燥皮肤和健康皮肤。此外，还可以使用THz光来观察和潜在地评估在皮肤上涂抹保湿剂的影响。

皮肤是人体最大的器官，起着保护屏障的作用。它是包括(从最外面到最里面)表皮、真皮和皮下组织的分层结构。表皮的最外层是角质层(SC ),在它上面有一层薄的皮脂层。形成表皮干细胞的细胞在皮肤周期中脱落，它们是最古老的细胞，比其下剩余表皮中的细胞更干燥。为了清楚起见，在本文中，我们将SC下面的剩余表皮简称为表皮。湿疹是一种常见的干性皮肤疾病，影响着4 %的人口。通常，这种情况会导致皮脂层开裂，从而使过敏原和污垢进入皮脂层，进而导致皮肤进一步发炎，引起瘙痒和进一步损伤。根据严重程度，这可能会导致皮肤发红和起泡。

银屑病是另一种影响2-3 %人口的常见疾病。银屑病是一种免疫介导的疾病，可导致皮肤和关节出现症状。对于皮肤上患有银屑病的人来说，皮肤替换过程加快，使得通常需要21-28天的皮肤周期只需要几天就可以替换皮肤细胞。这导致皮肤细胞积累并在皮肤上形成凸起的“斑块”，这些斑块也可能是片状、鳞状和发痒的。在白种人的皮肤上，它们可能会变红，并在较暗的肤色上形成较暗的斑块。

诸如湿疹和银屑病的干性皮肤状况通常通过眼睛来诊断，并且基于患者报告和视觉检查来评估治疗的成功。拉曼光谱等方法可用于显示干燥皮肤的水合作用曲线，但这是不切实际的，因为这些设备体积大、价格贵，而且不适合测量耳后或鼻侧等小区域。这意味着需要一种便携式、廉价和快速的方法来诊断和监测干燥皮肤状况的治疗:在这里，我们研究了太赫兹(THz)感测的潜力。

THz光是非电离的，因此作为筛查或监测程序的一部分，用于扫描患者是安全的。此外，它对水含量高度敏感，因此有可能检测到生物组织水合作用的细微变化，如皮肤角膜和其他上皮衬里，包括结肠。对切除组织的早期研究表明，患癌组织的光学特性不同于健康组织。阿什沃斯等人报道了高达2 THz的乳腺癌的频率依赖性特性，并显示了复折射率的统计显著差异。类似地，发现切除的基底细胞癌比健康皮肤具有更高的折射率。

Taylor等人使用分层介质理论来模拟眼睛角膜上的水浓度梯度。在这种方法中，角膜被模拟为具有不同水合值的多个薄层。我们在测量300名志愿者的研究中应用分层介质理论来模拟皮肤，并展示了THz传感如何用于量化皮肤含水量和厚度的变化。研究中的一些志愿者报告说，他们患有皮肤干燥症，他们的THz数据通常会导致较低的SC水合值，但是其他因素，如锻炼和使用润肤霜也会影响结果。

先前的研究表明，THz传感可用于预测猪皮肤模型烧伤的愈合结果，也可通过透皮贴剂探测皮肤的水合作用。Qi等人最近的工作显示了使用非接触式QCL窄带THz系统对各种皮肤病和癌症进行体内成像。然而，这是在实验室环境下完成的，病人志愿者被带到大学的THz系统中。迄今为止，尚未进行临床体内研究。在这里，我们报告了第一次太赫兹设备已被带到医院测量皮肤干燥的病人。我们关注银屑病和湿疹患者，因为我们已经测量了38个这样的病例(24个银屑病和14个湿疹)。

作为SINATRA研究的一部分，总共测量了38名干性皮肤患者:用太赫兹扫描进行皮肤水合作用评估。在不同条件下测量的患者数量的细分。使用手持反射装置以4 Hz的速率连续进行60秒的THz测量。使用压在皮肤表面的石英成像窗口，将每个患者的感兴趣区域(ROI)与THz光学器件对准。

皮肤在频域中的光学特性的基本变化导致在时域中测量的反射THz信号中也可以看到差异。时域信号也给出了关于皮肤结构的信息——不同的层，例如SC，将引起反射，可以分析这些反射来推断作为深度的函数的水合作用和厚度。MacPherson小组在过去二十年中进行了大量的皮肤研究，通常使用脉冲响应函数来分析数据，因为这可以消除任何系统波动，并提供一种方法来直接比较不同对象在不同日期进行的测量。脉冲响应函数还使我们能够理解样本结构，这反过来影响我们可以进行的后续假设和计算。由于干燥皮肤中的多层，在没有进一步处理步骤的情况下呈现频域数据是没有意义的，并且我们为健康皮肤开发的模型不能直接应用。因此，在本文中，我们着眼于脉冲响应函数，通过绘制峰峰值与测量时间的函数关系图，观察它们在测量过程中的变化。从我们以前的工作中我们知道，较低的反射峰和较平的遮挡曲线可以表明较大的水合作用。

银屑病的症状因人而异。不同患者的银屑病，其严重程度。每个患者的皮肤结构明显非常不同。