探头式共聚焦激光显微内镜（pCLE）联合虚拟染色内镜I-Scan在体诊断消化道疾病的研究

发布时间：2017-04-14 07:02

  本文关键词：探头式共聚焦激光显微内镜（pCLE）联合虚拟染色内镜I-Scan在体诊断消化道疾病的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：研究背景：第一部分：探头式共聚焦激光显微内镜(pCLE)和I-Scan在体诊断食管鳞状细胞瘤变(ESN)的研究食管癌(Esophageal Carcinoma)在全球发病率位居第八,致死率在全球范围内居恶性肿瘤的第六位。食管癌患者的5年生存率仅有15%—25%,多数预后差的患者发现病变往往处于进展期,可能已经存在转移趋势,因此提高疾病的预后的关键在于疾病的早期发现。鳞状细胞癌(Squamous cell carcinoma, SCC)是最常见的组织学类型,其发病率有明显的区域性,在包括中国在内的亚洲地区发病率更高。普通白光内镜可以发现大多数的隆起型和凹陷型食管病变,但许多平坦型病变极易漏诊。普通白光内镜结合内镜下卢戈氏液染色被广泛应用于食管鳞状上皮内瘤变(Esophageal squamous intraepithelial neoplasia, ESIN)或早期SCC的早期发现,其检出率高,但碘对食道具有刺激性,特异性差,花费较多时间；虚拟染色内镜(Virtual chromoendoscopy)包括窄带成像技术(Narrow-band imaging, NBI)、 I-Scan和智能分光比色技术(Flexible spectral imaging color enhancement, FICE)。文献报道表明NBI和FICE具有取代卢戈氏液染色内镜的可能。目前尚无研究I-Scan与筛查食管病变的研究报道。共聚焦激光显微内镜(Confocal laser endomicroscopy, CLE)具有光学活检的特性。2012年,我们课题组提出诊断ESIN的镜下新标准--表面成熟度评分法(Surface maturation scoring, SMS),应用整合式共聚焦激光显微内镜(Endoscope-based CLE, eCLE)发现其有满意的诊断价值。但是SMS尚未应用于探头式共聚焦激光显微内镜(probe-based CLE, pCLE)。先前研究应用NBI和pCLE联合用于Barrett食管瘤变的早期筛查和诊断,我们设计此研究来验证I-Scan联合pCLE在发现、分辨食管鳞状细胞瘤变(Esophageal squamous neoplasia, ESN)方面的可行性。其中,I-Scan用于筛查作用以发现可疑病变,而pCLE用于辨别病变性质并指导活检。第二部分：探头式共聚焦激光显微内镜(pCLE)和虚拟染色内镜I-Scan在体诊断溃疡性结肠炎(UC)炎症活动度溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis, UC)是一种常见的慢性炎症性肠道疾病,粘膜炎症由肛侧蔓延至口侧。近年来发病呈上升趋势。Crohn和Rosernberg在1925年首次发现继发于溃疡性结肠炎的腺癌。在长期溃疡性结肠炎病史,其结直肠癌(Colorectal cancer, CRC)的发病率明显增加。现在广泛认为UC相关结直肠癌(UCACRC)的发生是通过炎性介质反应-非典型增生-癌变的顺序。先前的研究发现,炎症的严重程度是影响结直肠瘤变发生的重要危险因素,组织病理学中具有急性炎症细胞浸润的患者更有可能复发。因此,在长期溃疡性患者中,指南推荐定期进行结肠镜筛查。普通内镜对于有明显炎症表现的UC患者,判断活动性炎症多无困难。对隐藏的活动性炎症和平坦的上皮内瘤变容易漏诊。随着目前的各型新型内镜的出现,图像分辨率和对比度得到巨大提高,借助高分辨率放大内镜,还可以近距离更加清晰的显示粘膜的表面微细结构。染色内镜通过靛胭脂、美兰等染液对比剂可以更加清晰的显示病变部位的边缘和表面结构形态。新型虚拟染色内镜的出现,可以不利用染液进行粘膜细微结构的观察,如研究报道窄带成像技术(NBI)观察直肠粘膜的血管结构与病理结果高度相关,可以帮助分辨溃疡性结肠炎的炎症程度。目前单纯应用I-Scan进行UC炎症性程度的研究未见报道。共聚焦激光显微内镜(CLE)可以进行实时内镜及组织学观察,评估包括隐窝结构、细胞浸润、血管结构等。我们先前曾应用整合式共聚焦激光显微内镜(eCLE)提出简化的隐窝结构的四级程度分级系统进行急性炎症的预测,证明与组织病理学炎症程度的一致性高,但其应用pCLE证实。研究目的：(1)评价探头式共聚焦激光显微内镜(pCLE)下采用诊断标准SMS对诊断和分辨ESN方面的诊断价值；(2)验证是否虚拟染色内镜I-Scan在筛查并发现ESN方面的作用不劣效于卢戈氏液染色内镜。(3)探究探头式共聚焦激光纤维内镜(pCLE)和虚拟染色内镜(I-Scan)对溃疡性结肠炎炎症程度的评估价值,以病理组织学为金标准；评估隐窝结构四级分类法是否适用于pCLE。研究方法：第一部分：探头式共聚焦激光显微内镜(pCLE)和I-Scan在体诊断食管鳞状细胞瘤变(ESN)的研究2013年2月至2014年2月,前瞻性的纳入在山东大学齐鲁医院内镜室就诊的符合入组标准行内镜检查的患者。由2名有经验的内镜操作医师首先对患者进行上消化道白光内镜(Pentax)检查,而后换用虚拟染色内镜I-Scan对食管粘膜进行仔细筛查。I-Scan检查过后,换用pCLE小探头,仅对在I-Scan模式下发现的可疑病变进行进一步观察,辨别病变性质做出实时诊断,诊断标准为表面成熟度评分法(SMS)。最后,所有入组患者食管粘膜进行卢戈氏液粘膜喷洒,观察并记录粘膜失染区。检查结束后,所有发现的可疑病变及粘膜失染区均进行组织活检。以组织病理学诊断结果为金标准。2个月后,所有储存的患者pCLE视频信息由一名对共聚焦图像有经验的助手整理为5-10s的清晰视频,将视频顺序随机打乱。由一位有经验的内镜检查医师对所有视频进行盲法诊断。为了评估观察者间一致性和观察者内一致性,我们邀请2名内镜医师对储存的随机pCLE视频进行独立诊断,标准同样为表面成熟现象评分法。2周后,将pCLE视频再次随机打乱,2名内镜医师再次对这些病变处的pCLE视频进行诊断。第二部分：探头式共聚焦激光显微内镜(pCLE)和虚拟染色内镜I-Scan在体诊断溃疡性结肠炎(UC)炎症活动度2013年3月至2014年10月,前瞻性的纳入在山东大学齐鲁医院内镜室就诊的符合入组标准行内镜检查的患者。纳入标准为(1)年龄18-80进行结肠镜检查患者；(2)既往或本次结肠镜检查诊断为溃疡性结肠炎(UC)的患者。由2名有经验的内镜操作医师首先对患者进行常规下消化道普通白光结肠镜(Pentax)检查,对远端结肠(乙状结肠和直肠)肠粘膜进行白光内镜检查,选择病变最明显的部位进行分级,应用Baron分级系统进行分级；换用虚拟染色内镜I-Scan进行目标粘膜进行观察,观察微血管结构；后换用探头式共聚焦激光显微内镜(pCLE)对相应部位进行实时观察,判断病变性质,做出实时诊断,评估其炎症程度,诊断标准采用我们先前使用eCLE提出的简化的隐窝4级分类法；最后对观察部位取活检进行病理组织学检查,由有经验的组织病理学医师按照Geboes Index分级方法进行最终评价,组织病理学为金标准。将白光内镜结果、I-Scan和pCLE内镜结果与病理结果对照观察相关性。研究结果：第一部分：探头式共聚焦激光显微内镜(pCLE)和I-Scan在体诊断食管鳞状细胞瘤变(ESN)的研究最终,共有356名患者纳入最终的研究,男性患者240名(67.4%),平均年龄60.2岁(33-78岁)。在I-Scan和卢戈氏液染色内镜两种模式下,共在107名患者中发现117处可疑病变。其中81处被I-Scan和卢戈氏染色内镜发现；10处在I-Scan模式下发现的可疑病变经碘染后正常着色,未见明显失染区；另有26处卢戈液碘染粘膜失染区在I-Scan模式下未发现明显异常。I-Scan和卢戈氏染色内镜对发现食管病变的一致性显著,kappa值为0.751。本研究纳入的356名患者中,最终在42名患者中发现47处ESN,整体检出率为11.8%。I-Scan和卢戈氏染色内镜对ESN的检出率分别为10.4%和12.9%。虚拟染色内镜和染色内镜两组的检出率比较,p0.01,95%可信区间为-7.2%至2.2%,在预设的临界值内。在I-Scan发现的91处病变,pCLE实时诊断的灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为94.6%(95% CI,81.8-99.3),90.7%(95% CI,79.7-96.9)、87.5% (95% CI,73.2-95.8)和96.1%(95% Cl,86.5-99.5),诊断准确率为92.3%(95%CI,84.8-96.9)。pCLE盲法诊断的敏感度、特异度和准确度分别90.6%、89.1%和89.7%。观察者间一致性kappa值为0.699,观察者内一致性的kappa值为0.895,一致性均较高。联合应用1-Scan+pCLE和单独应用I-Scan的诊断结果比较,两种方法诊断的特异度、阳性预测值、阴性预测值和准确度分别为92.9%(95% Cl,84.1-97.6) vs.22.9% (95% CI,13.7-34.4),87.5%(95% CI,73.2-95.8)vs.40.7%(95% CI,30.5-51.5),84.4%(95%CI,74.4-91.7)vs.61.5%(95% CI,40.6-79.8)和85.5%(95% CO,77.8-91.3)vs.45.3% (95% CI,36.1-54.8),均有统计学差异(P0.001)。但是,两者联合应用的观察方式的敏感性令人不甚满意(74.5%[95% CI,59.6-86.1])。第二部分：探头式共聚焦激光显微内镜(pCLE)和虚拟染色内镜I-Scan在体诊断溃疡性结肠炎(UC)炎症活动度2013年3月至2014年10月,共有67名患者符合入组标准纳入本研究,有35名男性患者(52.2%)。患者平均年龄为42.6岁(年龄区间：18-68岁)。白光内镜下根据Baron评分法0分20人,1分16人,2分15人,3分16人。病理组织学诊断为非活动性炎症(Geboes分级≤3.0)的患者共有20人,而病理组织学切片中观察到活动性炎症(Geboes分级3.0)者有47人。Baron评分和Geboes指数表现低度相关(Spearman's r=0.330),其中内镜表现为炎症(Baron评分=1,2或3)和Geboes指数表现中度相关(Spearman's r=0.576)。67位UC患者中,在I-Scan下微血管观察清晰24人,微血管模糊或扩张者43人。在病理学诊断为非活动性炎症20位患者中,有16位在I-Scan下表现为微血管清晰,2位表现为模糊或扩张。病理组织学为活动性炎症的47位患者中,有8位表现为微血管清晰,39位表现为模糊或扩张。I-Scan评分和Geboes指数表现显著相关(Spearman's r=0.601)。在病理学诊断为非活动性炎症20位患者中,有18位在pCLE下表现为隐窝结构正常或慢性炎症(A级和B级)。病理组织学为活动性炎症的47位患者中,46位表现为隐窝结构C级或D级。pCLE实时诊断评分和Geboes指数表现高度相关(Spearman's r=0.856)。pCLE对UC炎症程度的盲法诊断与病理组织学高度相关(Spearman's r=0.929)。pCLE诊断UC炎症程度的观察者间一致性显著,kappa值为0.699；观察者内一致性显著,kappa值为0.895。研究结论：第一部分：探头式共聚焦激光显微内镜(pCLE)和I-Scan在体诊断食管鳞状细胞瘤变(ESN)的研究1. pCLE结合靶向活检在诊断和分辨食管鳞状细胞瘤变(ESN)中,不论是实时诊断还是盲法诊断,诊断结果均可靠。pCLE诊断ESN的观察者内和观察者间一致性好。2. eCLE诊断SCC和ESIN的新标准——表面成熟评分法(SMS)证明同样适用于pCLE。3.应用虚拟染色内镜I-Scan进行ESN的筛查,其疾病检出率非劣效于卢戈氏染色内镜。第二部分：探头式共聚焦激光显微内镜(pCLE)对溃疡性结肠炎炎症程度和瘤变评估价值的研究1. pCLE实时诊断及盲法诊断溃疡性结肠炎的炎症活动度与组织病理学显著相关。2.依据隐窝结构进行溃疡性结肠炎炎症活动度分级的方法同样适用于pCLE。3.虚拟染色内镜I-Scan评估UC炎症活动程度与病理学相关性好。研究意义：本研究第一次利用探头式共聚焦显微内镜(pCLE),证实表面成熟度评分法(SMS)诊断食管鳞状细胞瘤变(ESN)具有可靠的诊断价值,首次证实SMS的所有特征同样适用于pCLE。本研究首次证实虚拟染色内镜I-Scan在内镜筛查ESN方面,不劣效于卢戈氏液染色内镜。pCLE实时诊断及盲法诊断溃疡性结肠炎(UC)的炎症活动度与组织病理学显著相关,依据隐窝结构进行溃疡性结肠炎炎症活动度分级的方法同样适用于pCLE。证实虚拟染色内镜I-Scan评估UC炎症活动程度与病理学相关性好,优于白光内镜。
【关键词】：探头式共聚焦激光显微内镜(pCLE) I-Scan 食管鳞状细胞瘤变(ESN) 表面成熟度评分法(SMS) 溃疡性结肠炎(UC) UC炎症活动度
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R735.1
【目录】：

• 中文摘要6-12
• 英文摘要12-19
• 符号说明19-21
• 前言21-27
• 参考文献24-27
• 第一部分 探头式共聚焦激光显微内镜(pCLE)和I-Scan在体诊断食管鳞状细胞瘤变(ESN)方面的研究27-54
• 背景27-29
• 材料与方法29-35
• 结果35-37
• 讨论37-40
• 结论40-41
• 附图表41-48
• 参考文献48-54
• 第二部分 探头式共聚焦激光显微内镜(pCLE)和虚拟染色内镜I-Scan在体诊断溃疡性结肠炎(UC)炎症活动度54-76
• 背景54-56
• 材料与方法56-60
• 结果60-62
• 讨论62-64
• 结论64-65
• 附图表65-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-77
• 攻读学位期间发表的学术论文77-78
• 学位论文评阅及答辩情况表78-79
• 外文论文一79-106
• 外文论文二106-126

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本文编号：305426