高分辨率显微内镜对结肠息肉成像探索研究

发布时间：2020-05-18 06:59

【摘要】：目的结直肠癌近年来在全球发病率逐渐升高,结肠癌的发生发展与息肉密切相关,对于息肉的鉴别诊断尤为重要,而腺瘤是结直肠癌最常见的癌前病变,早期对腺瘤性息肉进行切除,对降低结肠癌发病风险具有重大意义。普通白光内镜可检出较多息肉,但无法准确判断息肉的性质,仅能等待病理结果,有一定盲目性,容易漏诊,而且超过50%的息肉为炎性增生性,全部进行切除处理,不仅资源浪费、增加活检风险,更容易引发结肠镜检查的并发症。为了提高对息肉辨识能力,及时发现腺瘤性息肉,克服白光内镜下观察局限的缺点,需要新型成像技术的发展与应用。我们团队自主构建了能够实时获取消化道黏膜的虚拟组织图像的新型设备高分辨率显微内镜(high resolution microendoscopy,HRME),本研究应用高分辨率显微成像系统对不同病理类型的结肠息肉进行观察,提取图像特征,建立诊断标准,研究HRME对不同分型息肉的诊断价值与初学者对HRME学习的难易程度,制定HRME对上皮内瘤变的评分系统,探究HRME对腺瘤性息肉伴上皮内瘤变的分级诊断价值。方法1、选择2017年12月-2018年7月就诊于我院消化内窥镜中心在结肠镜检查中进行内镜下切除处理的145例息肉标本做为研究对象,所有患者检查前全部签署知情同意书,使用HRME对标本进行体外成像,保存清晰图像用于研究分析,本研究已得到医院伦理委员会批准。2、依照病理诊断结果将所储存的4699张HRME图像进行分类整理,经过仔细筛选后最终选取1563张图像纳入研究。由经验丰富的内镜医师与病理医师共同识别图像特点,选取20例结肠息肉的211张图像进行回顾分析,总结不同病理类型息肉的HRME图像特征,并建立HRME诊断标准。3、依据所建立的诊断标准,由两位经系统培训的医师对45例结肠息肉标本进行HRME成像,采集图像后做出诊断,将HRME诊断结果并与病理结果进行比对,评价HRME对不同分型息肉的诊断价值。4、选取前期研究中不同病理类型息肉的HRME图像作为初始学习集,包括炎性息肉、增生性息肉、管状腺瘤、绒毛状腺瘤、绒毛状管状腺瘤、锯齿状腺瘤各10张,共60张图像。选取40例息肉的HRME图像作为测试集,每例精选10张图像,共400张,将图像分别保存于40个文件夹中,随机分为4组。由一名经验丰富的HRME医师为两名初学医师(医师A、医师B)讲解学习集中HRME的图像特征与诊断标准,两位初学医师在规定时间内进行三阶段学习后作出诊断,记录正确诊断个数,根据两位医师三阶段的学习曲线,评价初学者对HRME掌握难易程度。5、以HRME诊断标准为基础,共40例腺瘤性息肉伴上皮内瘤变的433张图像被纳入上皮内瘤变分级研究。25例腺瘤性息肉伴上皮内瘤变的HRME图像用于分析并制定HRME评分标准,其中高级别上皮内瘤变13例,低级别上皮内瘤变12例,由两位医师(医师C、医师D)根据所制定的HRME评分标准进行评分,统计分析后得出评分最佳值。依据HRME评分标准,对病理结果明确的15例腺瘤性息肉伴上皮内瘤变的HRME图像进行评分,记录评分结果,根据评分值诊断分级情况,将诊断结果与病理结果比较分析,评估HRME对腺瘤伴高级别上皮内瘤变的诊断价值。结果1、根据结肠组织腺体形态结构、数量、腺上皮结构,杯状细胞、隐窝等变化情况,结合病理诊断结果,制定HRME对不同分型息肉的诊断标准。炎性息肉:腺体结构完整,隐窝呈圆形,排列较为均匀,隐窝数量减少,杯状细胞存在,腺上皮厚度匀均;增生性息肉可见:腺体结构完整,可见少部分腺体融合,隐窝体积增大,开口扩张,与正常隐窝结构相间,排列基本对称,杯状细胞存在,腺上皮厚度匀均;管状腺瘤可见:腺体结构不完整,无法见到正常隐窝结构,隐窝呈长管状扩张、分枝状改变,杯状细胞缺失;绒毛状腺瘤可见:腺体结构不规整,无正常隐窝结构,上皮可见大量长绒毛结构;绒毛状管状腺瘤可见:同时可见扭曲扩张的管状、分支状隐窝结构与呈绒毛样刷状缘外观的上皮,杯状细胞缺失;锯齿状腺瘤可见:腺体结构轻度紊乱,隐窝开口扩张,隐窝开口处可见锯齿状结构改变。2、45例结肠息肉活检标本中,HRME诊断为炎性息肉12例,增生性息肉5例,管状腺瘤10例,绒毛状腺瘤3例,绒毛状管状腺瘤12例,锯齿状腺瘤3例。病理诊断为炎性息肉13例,增生性息肉6例,管状腺瘤8例,绒毛状腺瘤3例,绒毛状管状腺瘤11例,锯齿状腺瘤4例。HRME对不同分型息肉诊断的敏感度、特异性、准确性、PPV、NPV分别为炎性息肉(85.6%、95.4%、92.5%、90.5%、94.3%)、增生性息肉(74.4%、95.1%、91.2%、77.8%、92.6%)、管状腺瘤(73.2%、93.7%、88.5%、82.6%、90.3%)、绒毛状腺瘤(72.7%、95.9%、92.9%、72.7%、95.9%)、绒毛状管状腺瘤(75.8%、96.9%、95.4%、88.6%、95.1%)、锯齿状腺瘤(77.0%、94.6%、89.2%、84.4%、92.5%)。3、两位临床医师经过阶段性反复学习,医师A在三个阶段学习后正确诊断息肉的例数依次为26、34、37。医师B在三个阶段学习后正确诊断息肉的例数依次为30、35、39。初学者通过学习后可在短时间内掌握并熟练的应用HRME做出诊断。4、两位医师对腺体低级别上皮内瘤变的评分低于腺体高级别上皮内瘤变,采用ROC曲线图分析两位医师的评分,两位医师的最佳截点值(Cut off值)均为8,即当评分大于等于8时,可诊断为腺体高级别上皮内瘤变。医师C的敏感度、特异性为84.62%、75%,医师D的敏感度、特异性为84.62%、83.33%。两位医师的Kappa指数为0.67,评分具有中度一致性。5、依据所制定的评分标准对病变进行分级诊断,HRME诊断高级别上皮内瘤变9例,低级别上皮内瘤变6例,病理结果高级别上皮内瘤变8例,低别上皮内瘤变7例。HRME诊断为高级别上皮内瘤变的敏感度、特异性、准确性、PPV、NPV分别为87.5%、71.4%、80.0%、77.8%、83.3%,与病理诊断的一致性为0.62。结论1、HRME可以准确的对不同病理类型息肉成像且具有较高的诊断价值,对指导临床治疗预防癌变具有重要意义。2、初学者能够在短时间内完成对HRME图像特征以及诊断标准的学习,对病变的诊断正确率较高且提升速度较快,充分展现了HRME简单易学、便于应用的优点,适合转向临床应用。3、HRME根据腺体结构、腺上皮厚度、细胞排列情况制定上皮内瘤变的评分系统,初步实现对上皮内瘤变进行分级诊断,为深入诊断病变奠定基础。
【图文】：

成像系统

图1 HRME成像系统图注:a HRME成像系统组成部件;b HRME操作应用实物图（二）试剂1、黏液杂质清洗剂：由0.9%生理盐水(辰欣药业股份有限公司)与链霉蛋白(北京泰德制药股份有限公司)混合配置后使用。成像前将配置好的清洗剂冲表面，清除表面泡沫与杂质，对细微组织结构的观察提供清晰的视野。2、荧光染色剂：由浓度为0.05%吖啶黄盐酸盐(美国Sigma公司)与0.9%生(辰欣药业股份有限公司)混合配置后使用。将吖啶黄盐酸盐喷洒至黏膜表面1～2min，染色剂与细胞充分结合后可被细胞吸收，实现对细胞核与细胞像。（三）HRME成像操作过程1、预处理标本：为保持标本新鲜清洁，防止标本的自溶变质，应立即对所

结肠,黏膜,白光,炎性息肉

图 2 白光内镜下正常结肠黏膜、HRME 下正常结肠黏膜图像、病理对照炎性息肉：腺体结构完整，隐窝呈圆形，数量减少，排列较为均匀，杯状胞存在，腺上皮厚度匀均，见图 3。图 3 白光内镜下炎性息肉图像、HRME 下炎性息肉图像、病理对照增生性息肉：腺体结构完整，可见少部分腺体融合，，隐窝体积增大，开口张，与正常隐窝结构相间，排列基本对称，杯状细胞存在，腺上皮厚度匀均，图 4。
【学位授予单位】：锦州医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R574.62

【参考文献】