结直肠癌是全球第三大常见癌症,也是癌症相关死亡的第二大原因。近年来随着我国饮食结构和生活方式的西方化,结直肠癌发病率与患病率迅速升高,已逐渐成为最常见的消化系统恶性肿瘤,其发病率和死亡率在恶性肿瘤中分别居于第2位和第5位。
研究报道70%的散发性结直肠癌通过“腺瘤-癌”的途径发展而来,因此切除腺瘤是预防结直肠癌的重要手段。虽然结肠镜检查是早期筛查结直肠癌的重要手段,但并不能完全避免肠癌发生,肠镜后仍有47%的患者有患肠癌的风险,即所谓的间期结直肠癌。大量研究数据表明,腺瘤漏诊是发生间期结直肠癌的主要原因。同时,近期有研究报道,结直肠癌癌变机制除了传统腺瘤癌变途径之外,以无蒂锯齿状病变为主的锯齿状病变也可通过锯齿状途径发生癌变,这占到结直肠癌的15%~30%,并且也是间期结直肠癌发生的原因之一。因此,提升结肠镜检查质量,从而提高腺瘤与无蒂锯齿状病变检出率,降低漏诊率,对结直肠癌防治具有重要意义。
临床实践中,结肠镜检查质量受多种因素影响,如内镜设备、操作者经验、肠道清洁度等。随着电子染色内镜技术的发展,结肠镜检查在质量控制方面取得了重大进展。目前,临床上常用的电子染色内镜或技术主要包括:窄带光成像(narrow band imaging,NBI)技术、富士智能分光染色内镜(Fujinon intelligent chromoendoscopy,FICE)、高清智能电子染色内镜(I-Scan)、蓝光成像(blue laser imaging,BLI)技术、联动成像(linked color imaging,LCI)技术、构造与色彩强调成像(texture and color enhancement imaging,TXI)技术、光电复合染色成像技术(versatile intelligent staining technology,VIST)和分光染色成像(compound band imaging,CBI)技术等。本文就电子染色内镜及技术在结肠镜质控领域的研究进展作一综述。
一、高质量结肠镜检查
高质量结肠镜检查是提高早期结直肠癌及其癌前病变检出的关键。为优化结肠镜检查质量,美国胃肠病学会(American College of Gastroenterology,ACG)发布了结肠镜检查质控指标,包括腺瘤检出率、盲肠插管率、退镜时间等。腺瘤检出率是指接受结肠镜筛查的一般风险人群中腺瘤检出的比例,是结肠镜检查的核心质控指标,其他腺瘤指标有结肠镜平均腺瘤数和阳性结肠镜平均腺瘤数。研究表明,内镜医师的腺瘤检出率每增加1%,间期结直肠癌的发生风险可降低3%,致死性间期结直肠癌降低5%。目前ACG临床指南建议最低腺瘤检出率男性为30%,女性为20%。尽管腺瘤检出率是反映结肠镜检查质量的一个公认指标,但仅依据其进行质量控制还不够全面,腺瘤检出率不能区分进展期腺瘤或非进展期腺瘤,而进展期腺瘤具有更高的结直肠癌发生风险,且两者的随访监测策略也有所不同。
间期结直肠癌可从锯齿状病变发展而来,而腺瘤检出率不包含锯齿状病变的检出情况。近年来,有学者提出可将近端锯齿状息肉检出率作为结肠镜检查质量指标。来自荷兰的一项人群大规模研究表明,内镜医师的近端锯齿状息肉检出率与结肠镜检查后间期结直肠癌风险成反比,近端锯齿状息肉检出率每增加1%,结肠镜检查后间期结直肠癌风险降低7%(HR=0.93,95%CI:0.90~0.95,P<0.001)。一项来自奥地利的纳入229729例肠镜筛查者的回顾性研究显示,腺瘤检出率与近端锯齿状息肉检出率均与间期结直肠癌死亡率显著相关,在高腺瘤检出率的基础上进一步提升近端锯齿状息肉检出率可能改善筛查人群间期结直肠癌风险。目前尚未进行大型前瞻性研究来证实锯齿状息肉检出率与结肠癌风险之间的关系,锯齿状息肉检出率是否可作为潜在的结肠镜质控指标仍需进一步研究证实。
二、电子染色内镜技术
1. NBI:NBI是目前应用最广泛的电子染色技术之一。该技术利用滤镜将普通光线中的红光过滤,只保留415 nm的蓝光和540 nm的绿光,以增加血管的对比度,能清晰显示组织毛细血管。NBI使光照深度局限在组织浅层,故对黏膜层和黏膜下层的结构可以清晰显示。
第一代NBI于2006年推出,由于亮度较低,生成的图像并不理想。一项纳入7项研究2936例患者的荟萃分析显示,第一代NBI与白光内镜(white light endoscopy,WLE)在腺瘤检出率方面的差异无统计学意义(36% vs. 34%, RR=1.06,95%CI:0.97~1.16)。第二代NBI提供了比第一代亮2倍的图像,因此提高了黏膜的可见性。在一项随机对照试验(randomized controlled trial,RCT)中,Leung等使用高清白光内镜(high definition white light endoscopy,HD-WLE)和第二代NBI进行串联结肠镜检查,结果显示,与HD-WLE相比,第二代NBI(HQ190)能显著提高腺瘤检出率(48.3% vs. 34.4%,P=0.01)。一项包含11项研究的荟萃分析中,有3项研究使用了第二代NBI技术,结果表明,与WLE相比,第二代NBI的腺瘤检出率显著增加( OR=1.14,95%CI:1.01~1.29,P=0.04),尤其是当肠道准备充分时,NBI观察对于发现腺瘤更加有帮助。
一项荟萃分析的亚组分析结果显示,NBI对包括无蒂锯齿状病变在内的非腺瘤性息肉的镜下诊断具有积极意义( OR=1.35,95%CI:1.05~1.74,P=0.02)。此外,在一项比较NBI与LCI的RCT中,NBI组的息肉检出率(71.3% vs. 55.9%,P=0.008)和锯齿状病变检出率(34.6% vs. 22.1%,P=0.05)更高。然而,最近一项主要终点设定为无蒂锯齿状病变检出率的RCT提示,NBI相较于WLE有提高近端结肠无蒂锯齿状病变检出率趋势,但差异无统计学意义(51% vs. 39%,P=0.085),可能是由于受到了样本量的限制。因此,目前的证据表明,NBI可以作为WLE的一种重要的辅助工具,来提高无蒂锯齿状病变检出率。
欧美及日本专家提出NBI国际结直肠息肉内镜分型(NICE分型),因具有不依赖于放大内镜、简便易操作和准确率高的特点而受到广泛关注。尽管NICE分型的诊断准确率很高,但仅在一小部分病例中有用。因此,日本NBI专家小组分类(JNET分型)进一步将腺瘤性病变(NICE分型Ⅱ型)细分为2A型和2B型,以统一和促进全球公认的分类,其中2A型为低级别上皮内瘤变,2B型包括高级别上皮内腺瘤和浅层黏膜下浸润癌。NBI作为一种先进的内镜成像技术,可增强黏膜表面结构和微血管细节的可视化。第三代NBI的推出是当前内镜实践的突破,需要建立进一步的证据。
2. FICE:FICE系统基于光谱图像处理技术,从视频处理器获取普通的内镜图像,并对给定波长介于400~695 nm之间的光进行处理。FICE系统具有10个预编程设置,内镜医师可以根据病变情况选择最佳波长。
目前FICE对于结肠息肉检出方面的相关研究较少。尽管在一项研究中FICE对所有息肉的漏诊率明显低于WLE(24% vs. 46%,P=0.03),但在大多数研究中,与WLE相比,FICE并未显著提升腺瘤检出率或降低腺瘤漏诊率。Chung等纳入1650例受试者,进行了一项随机串联结肠镜试验,研究结果表明,与WLE相比,NBI和FICE并没有明显增加腺瘤检出率(37% vs. 35% vs. 36%,P=0.591),3组间腺瘤漏诊率差异也无统计学意义(22.9% vs. 26.0% vs. 20.8%,P=0.300)。Omori等探索了FICE与第二代结肠胶囊内镜结合用于结直肠息肉和肿瘤检查的效果,结果表明,FICE与第二代结肠胶囊内镜结合提高了除腺癌、≥10 mm息肉和隆起息肉之外的所有结直肠息肉和肿瘤的检出率。一项在越南进行的研究测试了FICE在区分肿瘤性息肉和非肿瘤性息肉方面的诊断能力,研究表明,FICE的敏感度为92.1%,特异度为68.5%,准确率为88.3%。FICE技术可以改善息肉组织鉴别,避免不必要的活检,从而降低整体医疗负担和成本。综上所述,在提高息肉、腺瘤检出方面,FICE相较于WLE、NBI没有明显优势,但在预测息肉组织学性质方面,与NBI相当。
3. I-Scan:I-Scan是PENTAX新开发的图像增强内镜技术,提供与内镜图像的数字对比度。与FICE类似,I-Scan通过图像后处理提供黏膜表面和血管的增强图像,图像保持与传统WLE一样明亮。与NBI不同,红色仍然是所有I-Scan模式中的主要血管颜色。
一项纳入2747例患者的荟萃分析发现,与高清结肠镜相比,任何模式下I-Scan的腺瘤检出率都有增加(43.4% vs. 39.7%,RR=1.20,95%CI:1.06~1.34,P=0.003)。Kidambi等也得出相同结论,与HD-WLE相比,I-Scan组腺瘤检出率提高了9.4%,这种效果主要是由于其对右侧腺瘤、微小息肉和扁平息肉的检测有所提升。然而,Hong等的一项RCT将各种I-Scan模式与高清白光结肠镜进行了比较,结果显示腺瘤检出率没有明显改善。
Lee等比较了I-Scan和NBI在预测结直肠中-大型息肉的组织学方面的准确率,结果显示2种技术结果相当(75.8% vs. 73.7%,P=0.744)。目前大部分研究都是采用为NBI技术开发的组织学分类系统来进行I-Scan的息肉组织学诊断。为了在使用I-Scan进行息肉的体内诊断时获得更准确的结果,需要开发标准化的组织学分类系统。同时,有必要进行更多的大型前瞻性研究评价使用I-Scan检测其他结直肠病变的作用,如锯齿状病变和右半结肠病变。
4. BLI和LCI:日本富士公司开发的蓝激光内镜系统,搭载2种不同波长的激光束,改变2个激光束的强度可以形成多种观察模式:BLI模式、亮蓝光成像(blue laser imaging-bright,BLI-bright)模式、LCI模式和WLE模式,从而可提供更明亮、清晰、具有立体感的图像,满足临床精细筛查、诊断的需求。
NBI不能清晰显示病变的微结构。FICE可以产生更明亮的图像,但肿瘤表面的微血管图案没有NBI那么清晰。BLI弥补了这两种技术的局限性,产生了结直肠肿瘤微血管和微结构的明亮、详细的图像。Rondonotti等的研究表明,BLI在实时预测直径小于10 mm息肉的组织病理学方面优于HD-WLE。BLI腺瘤锯齿状息肉国际分类(BLI adenoma serrated international classification,BASIC)已在人工环境中创建和验证,显示出90%的高置信度息肉表征准确率。Rondonotti等的纳入333例接受结肠镜检查受试者的研究中,BASIC可对直径小于5 mm的息肉以89%(95%CI:85.9%~90.6%)的准确率进行分类。Koehn等的研究发现,BLI的总体诊断准确率可从培训前的74.7%提升至培训后的85.4%(P<0.01)。一项随机串联试验指出,BLI-WLE组腺瘤漏诊率明显低于WLE-WLE组(1.6% vs. 10.0%,P=0.001),但2组的腺瘤检出率相当。目前,BLI在鉴别结直肠肿瘤与非肿瘤性病变方面具有良好的应用价值,但在提升腺瘤检出率方面还需进一步研究。
LCI是LASEREO内镜系统具有色彩增强功能的模式,采用与BLI-bright相同的短波长光,与白光相结合照射在黏膜表面,还可对色彩进行再度配置,从而更好识别微小色差。这种预处理和后处理的组合增强了结直肠病变和周围正常黏膜之间的色差。LCI显示息肉和炎症呈红色,而周围正常黏膜呈白色。故LCI可提高对结直肠细微病变的辨识度,有效减少漏诊和误诊。一项对静态图像进行的研究比较了LCI、WLE以及BLI-bright模式,研究表明,LCI改善了平坦型结直肠病变的可见性,LCI、BLI-bright和WLE的可见度评分分别为(3.36±0.72)分、(2.94±0.97)分和(2.74±1.08)分。最近,Suzuki等发表了一项大型多中心RCT的结果,结果显示,LCI组的腺瘤检出率较WLE组明显改善(58.7% vs. 46.7%,P<0.01)。一项前瞻性随机串联试验研究表明,LCI组腺瘤漏诊率明显低于WLE组,尤其是小型腺瘤(23.4% vs. 35.1%,P<0.001)和非息肉样病变(25.6% vs. 37.9%,P<0.001)。无蒂锯齿状病变多位于右半结肠,呈无蒂或扁平形态,更易漏诊,内镜切除风险高,易残留,恶变进展快。与WLE相比,LCI显示无蒂锯齿状病变的可见性评分较高(3.07分 vs. 2.36分,P<0.001)。Suzuki等的研究报道,与WLE相比,LCI的无蒂锯齿状病变检出率明显增加(4.8% vs. 2.8%,P<0.01)。Li等纳入844例患者的RCT报道了相似结果,LCI组无蒂锯齿状病变检出率明显高于WLE组(11.3% vs. 5.9%,P=0.004)。总之,以上研究可以看出,LCI在检测结直肠病变,特别是息肉和腺瘤方面的有效性,尤其可提高扁平病变、无蒂锯齿状病变的检出率。
5. TXI:TXI是奥林巴斯新开发的一种图像增强内镜技术,对图像进行分割后分别增强其纹理和亮度,然后再将单独的图像重新合并在一起,附加的色调增强可以更清楚地界定细微的组织差异。其中TXI-1模式使用色调增强,TXI-2模式使用纹理增强和亮度增强。通过使用图像处理来校正WLE的暗部分,并突出显示凹凸的结构和颜色变化,从而优化白光图像的颜色、结构和亮度,提高了病变(包括炎症、扁平或凹陷病变)的可见性。
Tamai等研究表明,与WLE和NBI相比,TXI能够更好地观察结直肠病变,尤其是扁平病变。Nishizawa等报道TXI对锯齿状结直肠息肉(包括无蒂锯齿状病变)的可见性高于WLE。Sakamoto等的多中心观察性研究中纳入了410例患者,结果显示TXI组腺瘤检出率和扁平息肉检出率分别为58.2%(95%CI:51.7%~64.6%)和66.2%(95%CI:59.8%~72.2%),WLE组则为46.8%(95%CI:40.2%~53.4%)和49.8%(95%CI:43.2%~56.4%),表明TXI提高了结直肠息肉和肿瘤性病变的检出率,尤其是非息肉样病变。在澳大利亚进行的一项多中心RCT中,相比WLE组,TXI组能增加腺瘤检出率(54.60% vs. 40.99%,P=0.01)及平均腺瘤检出个数(1.71个 vs. 0.94个,P<0.01),尤其是对扁平息肉和右侧息肉的检出,对于扁平息肉,TXI组平均腺瘤检出个数为0.58个,而WLE组为0.24个(P<0.01),对于右侧息肉,TXI组平均腺瘤检出个数为1.13个,而WLE组为0.73个(P=0.03)。在Antonelli等开展的一项国际多中心RCT中,得出与前者相同的结论。
从理论而言,TXI可以提升图像亮度和对比度,有助于改善对细微和混浊样病变的检出,有望提高无蒂锯齿状病变检出率。然而,在目前研究中,TXI组的无蒂锯齿状病变检出率有高于WLE组的趋势(10.4% vs. 6.8%),但差异无统计学意义。在一项观察性研究中,相比WLE组,TXI组无蒂锯齿状病变的漏诊率比WLE更低,然而,由于样本量有限,置信区间范围非常宽,并且2组之间重叠,未能提供更多有价值的结论。一项荟萃分析显示,TXI在无蒂锯齿状病变检测方面优于WLI( RR=1.44,95%CI:1.02~2.02)。目前仍需多中心的大型RCT来得出明确结论。
6. 国产内镜的电子染色技术:近年来,国产内镜也得到了高速发展,在光学诊断方面进步显著。开立医疗VIST在强调浅层黏膜结构的同时,保证照明亮度和提升浅层微血管与中层血管颜色对比度,使病变边界更清晰,适于在近距离下进行病灶精确观察,有助于结直肠病变的检出。张林等以200例患者为观察对象,分析评估了VIST对于结直肠直径小于2cm的息肉样病变的诊断价值,结果显示,VIST组对于管状腺瘤、绒毛状腺瘤、上皮内瘤变和早期癌等的病理诊断符合率显著高于WLE组(P<0.05)。澳华CBI通过440 nm波长蓝光和540 nm波长绿光结合的复合光实现对血管和浅表纤维结构的光学染色,使内镜医师在常规白光观察时也不会错过细小的早期病变,原理与NBI技术相似。国内一项研究报道,CBI内镜应用NICE分型诊断结直肠微小肿瘤性息肉的准确率、敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为83.6%、79.3%、86.7%、81.5%和85.1%。何小建等以307例患者为观察对象,比较CBI组和WLE组患者息肉检出率,结果显示,CBI组患者结肠息肉总体检出率为44.2%,明显高于WLE组的30.5%(P=0.013)。
三、结语
结肠镜检查是结直肠癌筛查的重要手段,高质量结肠镜检查对改善腺瘤检出率和降低间期结直肠癌的发生率至关重要。因此,结肠镜检查质量控制应该作为结直肠早期癌筛查工作的重点方向之一,伴随着结直肠癌发病率的升高,更应当加强结肠镜检查质量控制。国内外多项研究提示电子染色内镜技术在结直肠腺瘤、无蒂锯齿状病变等癌前病变的检出和鉴别方面具有一定的改善作用,对提升结肠镜质量具有重要意义。但电子染色内镜技术在改善结肠镜质控的优势还存在争议,仍需进一步开展多中心、大样本研究来为临床实践提供依据。随着人工智能的出现以及与电子染色内镜技术的结合,在此领域有更多的研究在开展,可能会显著影响筛查和监测结肠镜检查的未来。
引用本文:卫佳慧,徐庶怀,张桓伟,等. 电子染色内镜技术提升结肠镜检查质量的研究进展[J]. 中华消化内镜杂志,2025,42(09):741-745.
转自:消化科空间
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