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超扩大细胞内镜(Endocytoscopy,EC)

 penazy 2019-08-24

概述

Olympus公司的Endocytoscopy系统(EC;CF-290ECI)是一种新型的内镜系统,包括一个520倍的接触式光学显微镜系统,它集成在结肠镜的末端。与普通放大内镜相比,EC的超放大能力允许对胃肠道病变进行细胞层面观察,EC有助于评价胃肠道病变组织病理学方面具有良好的一致性。超扩大放大功能也有助于诊断T1b癌时鉴别黏膜下浸润性时提供更高的准确性。根据以前的研究,EC对常规放大内镜在预测T1b癌的组织学方面提供了额外的诊断价值。此外,利用人工智能的自动化诊断系统正在开发中,以支持内镜医师的诊断。

前言

内镜成像技术的新进展,如放大内镜和窄带成像改变了结肠镜的常规诊断方法。这些影像技术,有时被称为“光学活检”,大大提高了大肠肿瘤诊断的准确性,并允许对病变的组织病理学特征进行评估。然而,只能间接的评估的隐窝或血管的形态,其准确性各不相同。因此,组织病理学仍然是可靠的诊断的金标准。

EC是一种新兴的内镜系统。EC的超放大能力不仅可以观察结构异型性,而且可以观察细胞异型性。基于这些优点,EC在评估胃肠道病变的组织病理学方面表现出良好的一致性,在鉴别腺瘤时显示了94%-100%的诊断准确性。也有助于在鉴别浸润性黏膜下癌(T1b癌)时提供较高的诊断准确性。因此,EC有望在提高内镜治疗T1期癌的质量方面发挥重要作用。

设备

EC显微镜有一个接触式光学显微镜系统(520倍放大,聚焦深度为35μm,视野570×500μm),整合在正常结肠镜的末端(图1)。在NBI模式或1.0%亚甲蓝染色模式下,EC范围可提供标准白光和EC图像,使用手操作杆,也可用于内镜治疗。

图1 endocytoscope(CF-H290ECI)

EC对结直肠黏膜下癌的诊断价值

十多项临床研究表明,包括一项前瞻性研究和一项随机试验,以阐明EC在大肠病变诊断的能力。在EC法检测大肠病变时,宜采用染色方式的EC分级和NBI模式的EC-V分类。EC对T1b癌的组织学诊断具有较高的诊断价值;EC对NBI模式的诊断准确率为95.7%,染色方法对此类病变的诊断准确率为96.3%。因此,EC在鉴别T1b癌方面的诊断能力比以前的放大内镜等方法有更高的诊断价值。

EC分类

EC分类是用来支持内镜图像的精确染色方法。在确定分类时,我们也参考组织病理学诊断:结构和细胞异型性。因此,EC分类被定义为集中在管腔和细胞核的形态的EC图像。非肿瘤性病变分为EC1a和EC1b,肿瘤病变分为EC2、EC3a和EC3b。

肿瘤性病变

有关分类的详情如下:EC1a,相当于正常大肠粘膜,呈圆形管腔,胞核大小均匀。EC1b显示狭窄的锯齿状腔和密集的小圆形核,与增生性息肉相对应。

从低到高级的腺瘤组织病理组织图像所显示的肿瘤特征为被归类为EC2,由狭缝状光滑的管腔和规则的梭形核或圆形核构成。不规则、粗糙的管腔和大量被亚甲基蓝染色的圆形核被归类为EC3a,与高级别腺瘤或浸润性黏膜下癌(T1A)相对应。最后,用亚甲蓝染色的变形核的腺体形成和聚集不清楚的图像被归类为EC3b。

大多数EC3b肿瘤表现出T1b癌或更差的癌的特征。所有正常黏膜均为EC1a增生性息肉均为EC1b。根据一项总计213例大肠病变的前瞻性研究,腺瘤主要分为EC2类,而有转移可能性的T1b癌主要是EC3b。假设EC1b分类对增生性息肉具有诊断价值,我们能够区分非肿瘤性病变和肿瘤性病变(P<0.05),敏感性和特异性均为100%。假设EC3b分类可以诊断出T1b癌或更严重的肿瘤,那么我们就能够将T1b癌与其他肿瘤病变(腺瘤和T1a癌)区分开来,敏感性为90.1%,特异性为99.2%(P<0.05)。

EC-V分类

EC-C分类的目的是支持内镜图像的NBI模式提供精确的解释,将EC-V模式分为三组:EC-V1、EC-V2和EC-V3。增生性息肉的微血管较细,不明显(EC-V1模式)。管状腺瘤的微血管清晰可见,呈规则的血管网(EC-V2型)。浸润性癌微血管不规则(EC-V3型)

EC-V1  非肿瘤病变

EC-V2 肿瘤性病变

EC-V3 肿瘤性病变

对不规则微血管的定义是:口径异常大,扭曲,或单一血管壁边缘或口径不规则。EC-V1对增生性息肉的诊断敏感性为95.5%,特异性为99.4%,准确性为99.0%。EC-V3对浸润性癌的诊断敏感性为74.6%,特异性为97.2%,准确性为88.6%.

病例举例

图a 直径为10mm的轻度凹陷病变(IIa+IIc型)

图(b)NBI模式超扩大细胞内镜图像 EC3b

图(c)染色方式的超扩大内镜图像 EC-V3

图 (d)人工智能预测这种病变的病理表现为浸润性癌。

病例详细解释

EC图像的例子如图所示a–c.该病变是直径10mm的T1b癌(图a)。EC图像显示NBI模式的厚而不规则的血管(图b)。染色超扩大细胞图像中可见大的扭曲核,胞腔不清(图c)。这些EC的发现是T1b肿瘤的特征,尽管它的范围不大但是EC的发现有助于诊断为T1b癌。根据EC和EC-V的分类(图b)相当于EC3b,而(图c)相当于EC-V3。

AI辅助EC

近年来,实时计算机辅助诊断(CAD)用于内镜图像的研究引起了人们的关注,因为它具有解决精度问题和降低结直肠病变光学诊断的漏诊。使用CAD技术,非内镜专家可以更容易地达到足够的精确度,以满足光学活检的需要。根据报道,CAD连接的EC对腺瘤性组织学诊断的敏感性超过90%。在CAD系统应用于临床之前,必须通过前瞻性试验来评估其可重复性。

结论

EC可以通过提供实时细胞图像来实现真正的光学活检。EC对结肠疾病的诊断价值可能高于放大内镜检查。此外,借助人工智能技术,无论内镜操作技术如何,EC的好处都能够被更广泛地接受。

参考文献

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