联动成像内镜的原理及临床应用现状

北京权雨内窥镜维修中心 2022-01-10 10:32:21


来源丨医脉通消化科


导读

近年来,消化道肿瘤的发病率和死亡率在世界范围内呈逐渐上升趋势,尽管非手术治疗方式如化疗方案已取得重大进展,但手术切除仍然是消化道肿瘤的主要治疗措施。目前消化专科医师致力于发现消化道早癌及癌前疾病,为消化道肿瘤患者创造早期手术机会,从而降低肿瘤的发病率及死亡率。


内镜技术在消化道肿瘤的诊治过程中发挥着举足轻重的作用,消化道早癌或癌前疾病的发现主要通过识别微小病变颜色及形态的变化。图像增强内镜(image-enhanced endoscopy,IEE)的不断发展,显著地提高了早癌及癌前疾病的诊断率。目前IEE包括窄带成像内镜(narrow-band imaging,NBI)、智能电子分光技术、蓝激光成像(blue laser imaging,BLI)、联动成像(linked color imaging,LCI)等,其中新近问世的LCI内镜极有可能为我们呈现出一个崭新的画面。基于现有的文献报道,对其工作原理和临床应用进展总结如下。



一、LCI内镜原理

由于以前利用传统白光内镜观察黏膜表层微细血管时具有一定的局限性,2012年9月,日本富士公司发售了世界上第一款激光内视镜系统LASEREO。该内镜系统联合激光照明技术和独有的图像处理技术,可以对黏膜表面的微血管、结构变化进行更为细致的观察。为了能够更加容易地区分黏膜色调差别,又首次将LASEREO系统专用的色彩强调功能LCI模式应用到内镜系统中。LCI通过增加激光光源中的“滤光板”选择出特定短波长窄带光,与白光观察用激光同时平衡进行照射,一次性获得黏膜表层血管、表层构造的信息以及通常的白光观察所获得的信息。为了更好的识别获得图像黏膜色彩周围的微小色差,LCI模式对色彩进行再度配置,使得带有红色的部分变得更红,白色的部分变得更白,同时进行颜色的加深和变浅,提高了对食管、胃肠道细微病变的识别性。



二、LCI在消化道癌前疾病中的临床应用

1. 幽门螺杆菌(HP)感染胃炎


HP与慢性胃炎及肠上皮化生之间紧密相关,而肠上皮化生是胃癌发生的危险因素,无HP感染的胃黏膜很少发生胃癌。据报道,胃癌患者中超过70%的病例合并有HP感染。日本学者镰田智有等通过白光、BLI、LCI 3种模式观察未感染HP、现感染HP、感染后根除HP的胃黏膜。普通白光观察未感染HP的胃黏膜,可见排列规则的集合细静脉(regular arrangement of collecting venules,RAC)、胃底腺息肉、条状发红等表现,BLI-bright模式下RAC清晰可见,而在LCI模式下由于RAC的色彩被强调而更容易观察。伴有HP感染的胃黏膜可出现如胃固有腺萎缩、肠上皮化生等慢性黏膜改变,利用普通白光内镜可观察到萎缩,胃体部到穹窿部出现点状发红和弥漫性发红、肠上皮化生、皱襞异常、鸡皮样黏膜等改变,但针对萎缩边界、弥漫性发红、平坦型肠上皮化生,普通白光难以对其进行诊断。BLI-bright模式下萎缩黏膜的青白色调被强调,肠上皮化生黏膜呈绿色。采用LCI模式观察发现白色调被强调后,更容易观察到萎缩边界。此外,在LCI模式下肠上皮化生呈淡紫色调,与红色调的非肠上皮化生黏膜的色彩明显不同,因而LCI模式也可应用于肠上皮化生的诊断。与白光相比,LCI模式下更易观察到胃黏膜弥漫性发红区域,有助于帮助诊断白光难以判断的轻微炎症。根除HP的患者,白光观察胃体可见多发白色扁平隆起病变,BLI-bright模式及LCI模式下背景黏膜色调被强调后,能更准确地诊断病变。Dohi等回顾性分析了利用白光及LCI观察的60例HP感染患者,其中30例已根除HP并检测为阴性,研究发现白光诊断HP感染准确率、敏感度、特异度分别为74.2%、81.7%、66、7%,而LCI为85.8%、93.3%和78.3%,其准度率和敏感度要显著高于白光内镜(P=0.002和P=0.011),因而,LCI更有利于诊断HP感染胃炎。


2. 溃疡性结肠炎(UC)


UC患者是发生结直肠癌的高危人群。文献报道UC发生癌变的危险程度差异较大,有报道认为病程超过10年以上的UC患者出现癌变的累积发生率为2%。其发生癌变的病理机制主要通过异型增生发展到结直肠癌,在病程8~10年以上的患者中通过结肠镜筛查UC伴异型增生对于防治结直肠癌有非常重要的意义。仅仅使用普通白光结肠镜对UC患者进行观察并随机活检,其异型增生的检出率为0~0.2%,其敏感度和特异度均较差。LCI内镜能够识别黏膜颜色细微的差别,有利于对UC患者结肠黏膜炎症的准确评估,并指导多点活检。Uchiyama等使用装有激光内镜系统的EG-L590WR内镜对UC患者进行观察,LCI模式下将所观察的结肠黏膜颜色分为3组,分别为非红色组、红色可见血管组、红色未见血管组,对各组进行活检和病理组织学检查,发现LCI与病理Matts评分有着高度的一致性,因而LCI可作为一种实用的方法去评估UC患者肠黏膜炎症程度,推测LCI能够显著提高UC患者异型增生的检出率。


3. 结直肠腺瘤型息肉


利用结肠镜筛查并切除腺瘤型息肉,能够有效降低结直肠癌发病率。Kamin'ski研究发现白光内镜与IEE在腺瘤型息肉检出率之间并无显著差异。由于NBI观察远处病变图像偏暗,不利于发现结肠远处病变,与此同时,对于平坦型病变的漏诊率明显高于带蒂型病变。LCI将窄带波激光联合白光用激光,这样获得清晰而明亮的内镜图像,以便观察远处病变,此外,由于LCI强调色调上的差别而更易识别黏膜中的细微变化,因此推断LCI在没有放大情况下也能容易检测出平坦型结肠腺瘤。Okada等报道了1例使用LCI和BLI观察侧向发育型腺瘤,发现与白光相比,LCI模式下病变呈明亮的红色,更加显眼易于观察。通过BLI放大后观察诊断为腺瘤型息肉,最终内镜切除后组织病理证实。但由于LCI问世时间较短,目前临床上关于此方面研究局限在个案报道,遂期望有更多的多中心临床研究进一步证实LCI在结直肠腺瘤型息肉方面的应用价值。



三、LCI在消化道早癌中的临床应用

1. 早期胃癌


由于大部分胃癌常常伴随着慢性炎症的黏膜背景,即使使用高分辨率内镜也很难诊断早期胃癌,IEE内镜系统通过观察黏膜微血管和微结构来筛查早期胃癌,推测在某种程度上是有效的,但其具体的诊断有效性还没有得到很好的确定。肠上皮化生是胃癌的高危标志,通常环绕在恶性病变周围,传统白光内镜观察胃肠上皮化生特征之一是发现灰白色结节样改变,但敏感度不高,有时很难鉴别恶性病变及肠上皮化生。LCI观察肠上皮化生黏膜呈紫色调,隆起型癌呈红色或白色,由于黏膜表面的色彩不同被强调,更易识别早期病变。Fukuda等报道了1例传统白光内镜漏诊0-Ⅱb型早期胃癌。在白光内镜下,0-Ⅱb型早癌与局限性胃炎鉴别困难,而LCI能够清晰显示病变与周围黏膜的界限,发现胃体下部、幽门部两个直径分别为0.3cm、0.1cm的平坦型病变,切换成BLI模式观察后发现病变表面结构不规则,ESD后送病理组织学检查提示为高级别上皮内瘤变,可见,LCI明显优于普通白光内镜对早期胃癌的观察。


2. 早期结直肠癌


目前研究报道,IEE能够通过识别结直肠上皮表面腺管开口类型及微血管形态,判断病变为肿瘤性、非肿瘤性,并预测病变浸润深度,其有效性已得到证实。与传统IEE相比,LCI因独特的色彩强调功能,使白色腺管开口和红色的微血管结构显示得更加清晰。Suzuki等使用LCI模式对3例早期结直肠癌患者进行了研究。首先在病变处喷洒结晶紫,分别使用传统放大内镜和LCI模式进行高倍放大观察,通过比较术前内镜诊断图像与治疗后组织病理学结果来评估这两种模式的有效性。结果发现在2例直肠癌患者中,传统放大内镜观察病变表面微结构不规则,且中心可见凹陷性改变,提示为黏膜下癌可能。使用LCI模式观察虽然也可以看到不规则微结构和网状微血管,但不存在缺失情况,遂考虑为黏膜内癌,通过EMR进行根治性切除及术后病理证实。在乙状结肠癌的一个案例中,放大内镜联合结晶紫染色观察到病变区呈现浅染区,腺管开口为Vn型,考虑浸润深度为SM2。LCI模式能够清晰地观察到浅染区腺管微结构及微血管,仍考虑为黏膜内癌,最终也通过EMR进行根治性切除及术后病理证实。因此,LCI高倍放大内镜结合结晶紫染色提供图像接近组织病理学结果,有望提高对早期结直肠癌浸润深度判断的准确性。



四、发展前景

随着IEE的不断发展与更新,新进发展起来的LCI内镜系统应用范围较以往IEE更加广泛,不仅应用于胃肠道早癌的筛查,还应用在如HP感染胃炎、UC及结直肠腺瘤等癌前疾病的诊断与观察中。本中心的一项初步研究已证实LCI能够有效提高胃肠黏膜病变诊断的有效性及准确率。此外,目前国内应用胃癌诊断体系为VS分类系统,即通过描述微血管结构和表面微结构进行判定。鉴于LCI的独特色彩强调功能,能否在此基础上增加对病变表面色彩强度的描述,提高早期胃癌诊断的准确率,需要进一步临床研究证实。由于此技术问世时间短,目前相关研究局限于小样本或个案报道,期待将来能有多中心、随机对照试验去证实其确切的临床应用价值。


来源:谢聪颖, 刘岩. 联动成像内镜的原理及临床应用现状[J]. 中华消化内镜杂志, 2017, 34(8).



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