電子支氣管鏡智能分光比色技術對中央型肺癌診斷價值探討*

黃潔麗，周 航，王江紅,2△

（1.重慶市腫瘤研究所/醫院/癌癥中心內鏡治療中心 400030；2.廣西醫科大學研究生學院，南寧 530021）

·論著· doi:10.3969/j.issn.1671-8348.2017.30.001

電子支氣管鏡智能分光比色技術對中央型肺癌診斷價值探討*

黃潔麗1，周 航1，王江紅1,2△

（1.重慶市腫瘤研究所/醫院/癌癥中心內鏡治療中心 400030；2.廣西醫科大學研究生學院，南寧 530021）

目的研究智能分光比色技術（FICE）對中央型肺癌的觀察效果，選出最佳波長組合，探討FICE對中央型支氣管肺癌的診斷價值。方法2016年1-10月在重慶市腫瘤醫院進行支氣管鏡檢查，資料保存完整，有明確病理組織學診斷的患者146例納入研究。分別用白光支氣管鏡（WLB）及FICE觀察，FICE 10組波長組合分別對毛細血管形態進行評分，選出最佳波長組合，分別鉗取活檢，最終以病理結果作為金標準對比研究。結果FICE 10組波長組合對病灶觀察效果差異有統計學意義（P<0.01），波長組合8[紅（R）=540（2）、綠（G）=505（4）、藍（B）=420（5）,波長（nm，增益值）]在觀察病灶血管紋理方面優于其他波長組合（Rank%=9.74）。FICE對病灶性質的判斷準確率為88.4%，結合WLB對中央型肺癌的檢出率為96.6%，與單獨WLB比較，檢出率差異有統計學意義（P<0.01）。結論FICE波長組合8[R=540（2）、G=505（4）、B=420（5）,波長（nm，增益值）]對觀察中央型肺癌病變組織的黏膜淺表毛細血管形態效果較為理想。

比色法；肺腫瘤；支氣管鏡；智能分光比色技術；中央型肺癌

肺癌發病率和病死率在世界各國家和地區都逐年增加[1]。根據2015年中國癌癥統計數據，在各種惡性腫瘤中，肺癌的發病率和病死率也都占據首位[2]。因此，肺癌的早期診斷是提高肺癌患者生存率的首要途徑也是研究熱點，尋找并通過一些無創或微創的手段，盡早診斷出肺癌，以及正確指導肺癌的分期，將使患者獲益更多[3]。在惡性腫瘤早期均伴有不同程度的血管增生情況，肺癌等實體腫瘤的癌變一般從黏膜上皮層開始，腫瘤發展過程需要滋養血管，表現為病變組織表面血管的延伸、擴張、扭曲或新生等改變。內鏡智能分光比色技術（fuji intelligent chromoendoscopy，FICE）主要應用于觀察黏膜表面的腺管開口及毛細血管形態，增強黏膜表面血管的可見度，FICE下腫瘤血管具有某些典型特征如點狀、扭曲狀血管或突然中斷等[4]。目前FICE已較廣泛應用在胃腸鏡檢查中，但在支氣管鏡檢查方面少有研究。Fujinon EB-470T電子內鏡為每位操作者預存了10組不同組合的波長[5]，可以方便地在白光支氣管鏡（white light bronchoscopy，WLB）和FICE之間切換，提高了診斷的效率，而常規的電子支氣管鏡檢查難以觀察到5級以上的支氣管，因此，對于中央型肺癌的診斷具有更重要的意義。筆者觀察了146例行支氣管鏡檢查的患者，現將結果報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇重慶市腫瘤醫院2016年1-10月進行支氣管鏡檢查的患者。納入標準：痰細胞學檢查陽性或胸部CT提示有肺或支氣管病變（包括結節、腫塊、氣道狹窄等）。排除標準：（1）一般情況差，體質衰弱不能耐受支氣管鏡檢查者；（2）精神不正常不能配合檢查者；（3）有嚴重心臟病、心律失常、主動脈瘤及血壓高于160/100 mm Hg者；（4）有慢性呼吸系統疾病伴嚴重呼吸功能不全、氧分壓低于50 mm Hg者；（5）麻醉藥物過敏，不能用其他藥物代替者；（6）有嚴重出血傾向及凝血機制障礙者。最終選擇資料保存完整且有明確病理組織學診斷的患者146例納入本研究，其中男121例，女25例，年齡30～81歲，平均（58.9±9.7）歲。本研究獲得重慶市腫瘤醫院倫理委員會批準，所有患者均簽署支氣管鏡檢查知情同意書。

1.2研究設備 所有患者均采用Fujinon EPX-4450HD主機，EB-470T電子支氣管鏡，主機擁有10組波長組合的FICE系統（表1）。

表1 FICE 10組預設波長組合

1.3方法

1.3.1術前準備 所有患者術前檢查胸部CT、心電圖、血常規、凝血功能及傳染病指標，術前禁食4 h，禁水2 h。術前30 min肌內注射苯巴比妥鈉0.1 g。

1.3.2操作步驟 所有患者支氣管鏡檢查均由同1名經驗豐富的高年資內鏡醫師進行操作。2%利多卡因咽喉及氣道局部麻醉，術中予心電、氧飽和度（SaO2）監測，經鼻腔進鏡后依次檢查氣管、主支氣管、左右支氣管樹，均先在WLB下確定病灶部位，并采集多幀圖片，再在FICE下確定病灶部位，記錄FICE下的黏膜和血管異常情況并采集多幀圖片。FICE是否為陽性病灶由檢查者和另一名高年資醫師共同判斷，存在爭議的病例不納入統計。對于WLB及FICE下可疑病灶分別使用同一型號不同的活檢鉗靶向取活檢。同一部位活檢3～4塊，活檢標本以10%甲醛固定切片行蘇木精-伊紅（HE）染色，由有經驗的病理科醫師進行診斷。

1.3.3結果判定 檢查過程中通過面板開關轉換FICE模式，應用預先設定的10組RGB波長組合分別觀察病灶，并對毛細血管結構圖像清晰度進行評分[6]，并將結果進行分析：看不清，1分；模糊可辨，2分；較清晰，3分；非常清晰，4分。WLB下黏膜出現增厚、結節、息肉和腫塊定義為陽性；FICE下黏膜表面毛細血管袢生成、點狀血管、血管扭曲、增粗、走行紊亂或出現突然中斷為陽性。

1.4統計學處理 采用SPSS 22.0軟件進行分析。對FICE波長的篩選統計方法采用非參數統計（K個獨立樣本檢驗）。對肺癌的判定，分別計算WLB和FICE敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值，比較兩種方法對中央型肺癌的檢出率采用配對設計χ2檢驗（McNemar檢驗）。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1WLB和FICE檢查情況 146例患者分別經過WLB和FICE檢查，并分別進行了活檢。檢查時間為20～35 min，時間長短取決于患者的配合程度及活檢的難易程度等，少數患者在檢查過程中有咳嗽、少量出血、一過性SaO2下降，經對癥處理后好轉。

2.2最佳波長組合的選擇 10組波長對病灶黏膜毛細血管觀察清晰度評分，各波長組合對病灶黏膜毛細血管網觀察效果差異有統計學意義（P<0.01，表2，圖1、2），波長組合8優于其他波長組合（Rank%=9.74）。

表2 10組波長對病灶表面黏膜毛細血管觀察清晰度評分（n）

A：WLB；B：FICE波長組合8[R=540（2）、G=505（4）、B=420（5），波長（nm，增益值）]
圖1右肺上葉病變圖像對比

A：WLB；B：FICE波長組合8[R=540（2）、G=505（4）、B=420（5），波長（nm，增益值）]
圖2隆突淺表血管異常圖像對比

A、B：61歲男性，右肺上葉開口處新生物，病理診斷為鱗癌；B：FICE下病變圖像，病灶顯示更清晰，可見典型的腫瘤血管。C、D：53歲男性，病理診斷小細胞未分化癌；D:FICE下可見血管增粗，表現為扭曲的條索、蛇形
圖3支氣管腔內惡性病變WLB和FICE圖像對比

A、B：36歲男性，右肺中葉見一隆起，病理診斷為平滑肌瘤；B：FICE下病變圖像，未見明顯特征性腫瘤血管。C、D：73歲男性，病理診斷氣管黏膜慢性炎伴間質水腫；D：為FICE下病變圖像，黏膜表面結構細微改變，未見明顯特征性腫瘤血管
圖4支氣管腔內良性病變WLB和FICE圖像對比

2.3FICE及WLB對病灶性質的判斷與病理學相比較 146例患者中，最終病理結果判斷惡性病例116例，良性病例30例。116例惡性病例中病理學診斷鱗狀細胞癌56例，腺癌18例，小細胞未分化癌35例，腺鱗癌3例，病理類型不明確的癌4例。在FICE模式下，判斷陽性病例115例，陰性病例31例。FICE對中央型肺癌診斷的敏感度和特異度分別為92.2%（107/116）和73.3%（22/30）；陽性預測值和陰性預測值分別為93.0%（107/115）和71.0%（22/31）；總體的準確率為88.4%（129/146）。在WLB模式下，判斷陽性病例108例，陰性病例38例。WLB對中央型肺癌診斷的敏感度和特異度分別為81.9%（95/116）和56.7%（17/30）；陽性預測值和陰性預測值分別為88.0%（95/108）和44.7%（17/38）；總體的準確性為76.7%（112/146）。兩種方法陰性預測值差異有統計學意義（P=0.029）。

2.4FICE與WLB對中央型肺癌檢出率的對比 在116例病理結果陽性的患者中，對WLB和FICE模式下腫瘤性病變進行比較（表3，圖3、4），單獨WLB下檢出肺癌95例，檢出率81.9%，單獨FICE模式下為107例，檢出率92.2%，兩者檢出率比較，差異有統計學意義（P=0.017），FICE結合WLB檢出率為96.6%（112/116），與單獨WLB比較，兩者檢出率差異有統計學意義（P<0.01）。

表3 116例患者中WLB與FICE陽性檢出率比較（n）

3 討 論

FICE目前在臨床的應用為：（1）用于發現扁平病變并觀察黏膜小凹分型；（2）用于觀察黏膜及黏膜下血管紋理。FICE可以顯示出支氣管黏膜表層清晰的血管圖像，并通過組織照射顯示黏膜形態的細微結構。通過光學增強創建更清晰的目標組織圖像，并提高黏膜表面的對比度，從而減少檢查時間，提高活檢陽性率。由于黏膜層的血管中含有大量的血液及血紅蛋白，血液作為媒介傳播和擴散光，血紅蛋白有分光吸收特性，故對光的吸收和反射具有非同步的散射性和波長依賴性。而血紅蛋白對可見光的吸收峰主要位于藍光波段（415 nm左右），在這個波段的藍光穿透力弱，對于黏膜表面的表淺血管觀察效果非常好。目前使用較廣泛的熒光支氣管鏡多采用波長442 nm的單束藍光照射。本研究對146例中央型肺癌患者分別用10組波長組合進行觀察，并進行清晰度比較發現：10組波長組合在觀察中央型肺癌腫瘤表面黏膜毛細血管清晰度差異有統計學意義（P<0.01），以波長組合8[R=540（2）、G=505（4）、B=420（5），波長[nm]（增益值）]優于其他波長組合（Rank%=9.74）。隨著FICE的應用日趨廣泛，內鏡醫師也在日常診療研究過程中發掘出了更多、更有效的波長組合應用于不同部位，對不同病變進行觀察診斷。這些波長組合可由操作者在內鏡主機上自行設定，大大增加了其靈活性和實用性。

FICE與病理結果相比較時發現， 對中央型肺癌診斷的準確率為88.4%，敏感度為92.2%，但特異度為73.3%，可能與病灶表面壞死組織較多，清理不完全，病灶暴露不充分有關。FICE與WLB陰性預測值分別為71.0%和44.7%，差異有統計學意義（P=0.029），表明FICE對良性病變的判斷優于WLB，可能與良性病變通常沒有明顯的血管異常改變相關。基于電子染色內鏡在血管觀察方面的優勢，電子染色內鏡技術可以用于某些良性病變的診斷，如引起咯血癥狀的遺傳性出血性毛細血管擴張癥等[7]。

此外，本次研究中單獨WLB下檢出肺癌95例，檢出率81.9%，單獨FICE下為107例，檢出率92.2%，兩者檢出率差異有統計學意義（P<0.05）。FICE結合WLB檢出率為96.6%，較單獨WLB檢查明顯升高，兩者檢出率差異有統計學意義（P<0.01），提示FICE結合WLB檢查對氣道黏膜病灶進行活檢有助于提高肺癌的檢出率。目前關于窄帶成像支氣管鏡的研究表明，基于對支氣管上皮內血管網細微形態變化的觀察，使之成為中央型氣道黏膜早期癌癥病變的有效檢測手段[8-10]。那么，同樣作為電子染色技術，將FICE結合WLB運用于早期癌癥的檢出上是否具有更大的價值，將有待進一步研究[11-12]。但是考慮到WLB下陰性表現，僅在FICE下存在血管異常表現的病例很少，數據收集有一定困難，因此在本研究設計中并沒有以此作為研究重點，有待進一步收集數據分析。

最近有相關研究顯示，腫瘤血管特征與肺癌的病理類型存在相關性，點狀血管常與肺腺癌相關，曲折和突然中斷的血管則多提示肺鱗狀細胞癌[13]。同時筆者在資料收集過程中也注意到肺腺癌在FICE下的血管異常表現程度高于肺腺癌，這可能與肺腺癌具有高度浸潤和破壞性生長、易于侵犯血管和淋巴管壁，相較于其他肺癌類型更早出現血行及淋巴轉移等病理生理特征有關，但其具體機制和相關數據收集分析尚需進一步研究得出結論[14]。FICE下血管的特征與病理分型的相關性也是下一步的研究方向。

本研究的局限性在于這是一項新興技術，相關的研究不多，FICE模式下支氣管肺癌黏膜表層的細微血管結構、形態分期及分類缺乏統一的共識標準，參考了相關文獻及專家學者公認公用的陽性標準，在對陽性表現判斷方面由兩名高年資醫師共同判斷，存在爭議的病例不納入統計。另外，支氣管黏膜急性、慢性炎癥，肉芽組織，富含血紅蛋白的毛細血管，黏膜損傷等情況，局部FICE下觀察黏膜表面血管形態易與非典型增生或早期肺癌相混淆，需要仔細觀察血管形態的變化情況。尤其在操作的整個過程中，要盡可能小心，氣管鏡不能損傷支氣管黏膜，以避免造成假陽性。

綜上所述，FICE操作簡便、圖像直觀，在應用中體會到,波長組合8[R=540（2）、G=505（4）、B=420（5），波長（nm,增益值）]對觀察病灶血管紋理較為理想，能清晰顯示癌性病變淺表毛細血管形態結構，有效指導靶向活檢，結合WLB能提高肺癌的活檢陽性率，值得臨床推廣應用。而FICE技術與現有的支氣管檢查技術，如熒光支氣管鏡、放大內鏡、超聲內鏡等的聯合應用，以及FICE下黏膜血管特點與病理類型的相關性等值得進一步研究[15]。

[1]Jemal A,Bray F,Center MM,et al.Global cancer statistics[J].CA Cancer J Clin,2011,61（2）:69-90.

[2]Chen W,Zheng R,Baade PD,et al.Cancer statistics in China,2015[J].CA Cancer J Clin,2016,66（2）:115-132.

[3] Andolfi M,Vaccarili M,Crisci R,et al.Management of tracheal chondrosarcoma almost completely obstructing the airway:a case report[J].J Cardiothorac Surg,2016,11（1）:101.

[4]Shibuya K,Nakajima T,Fujiwara T,et al.Narrow band imaging with high-resolution bronchovideoscopy:a new approach for visualizing angiogenesis in squamous cell carcinoma of the lung[J].Lung Cancer,2010,69（2）:194-202.

[5]Coriat R,Chryssostalis A,Zeitoun JD,et al.Computed virtual chromoendoscopy system （FICE）:A new tool for upper endoscopy?[J].Gastroenterol Clin Biol,2008,32（4）:363-369.

[6]黃留業，劉運祥，吳承榮，等．FICE技術在大腸病變腺管開口分型及毛細血管形態觀察中的價值[J]．世界華人消化雜志，2008，16（26）：2952-2958．

[7]Weisberg M，Garza E，Tabor M， et al.The use of narrow band imaging in patients with benign disease:hereditary hemorrhagic telangiectasia [J].J Bronchology Interv Pulmonol，2011，18（4）：352-354.

[8]Xiong LQ,Cao FW,Cao XM,et al.Long-Term-Stable Near-Infrared polymer Dots with ultrasmall size and Narrow-Band emission for imaging tumor vasculature in vivo[J].Bioconjug Chem,2015,26（5）:817-821.

[9]Nosaka S,Kurimoto N,Morita K,et al.Endocytoscopy and narrow band imaging for superficial extension of squamous cell carcinoma[J].Ann Thorac Surg,2014,98（3）:1117.

[10]Nakamura Y,Sato M.Diagnostic bronchoscopy[J].Kyobu Geka,2014,67（8）:702-709.

[11]Zhang P,Dong WG,Tang SQ.Comparative research of the electronic endoscopy technology between narrow-band imaging and Fuji intelligent chromo endoscopy[J].China Med Dev,2009,24（11）:55-61.

[12]Bojan Z，Heinrich DB，Branislav P，et al.Narrow band imaging videobronchoscopy improves assessment of lung cancer extension and influences therapeutic strategy[J].Jpn J Clin Oncol，2009，39（10）：657-663.

[13]Zaric B,Perin B,Stojsic V,et al.Relation between vascular patterns visualized by Narrow Band Imaging （NBI） videobronchoscopy and histological type of lung cancer[J].Med Oncol,2013,30（1）:374.

[14]Ishida A,Ishikawa F,Nakamura M,et al.Narrow band imaging applied to pleuroscopy for the assessment of vascular patterns of the pleura[J].Respiration,2009,78（4）:432-439.

[15]Zaric B,Stojsic V,Sarcev T,et al.Advanced bronchoscopic techniques in diagnosis and staging of lung cancer[J].J Thorac Dis,2013,5（Suppl 4）:S359-370.

Diagnosticvalueofelectronicbronchoscopyintelligentspectroscopiccolorimetrictechniqueincentraltypelungcarcinoma

HuangJieli1，ZhouHang1，WangJianghong1,2△

（1.EndoscopicDiagnosisandTreatmentCenter,ChongqingMunicipalTumorInstitute/Hospital/CancerCenter,Chongqing400030，China；2.CollegeofPostgraduate,GuangxiMedicalUniversity，Nanning,Guangxi530021，China）

ObjectiveTo investigate the observation effect of Fuji intelligent chromoendoscopy （FICE） in central type lung cancer,to select the optimal wavelength combination and to explore its diagnostic value for central type bronchogenic lung carcinoma.MethodsOne hundred and forty-six cases of definite histopathological diagnosis by bronchoscopy examination with preserved intact data in the Chongqing Municipal Tumor Hospital from January 2016 to October 2016 were included into this study.The white light bronchoscopy（WLB） and FICE were used to conduct the observation respectively.The capillary morphology was respectively scored by using the 10 wave combinations in FICE.The best wave combination was selected for conducting the forceps biopsy.Finally the pathological results served as the gold standard for conducting the comparative study.ResultsThe difference of lesion observation effect among 10 sets of FICE wave combination had statistical significance （P<0.01）,the wave combination 8 [R=540 （2）,G=505 （4）,B=420 （5）,wavelegnth（nm gain value）] was superior to that of other wave combinations in observing lesion vascular texture （Rank%=9.74）.The coincidence rate of FICE for judging the lesion property was 88.4%.The detection rate of FICE combined with WLB for central type lung cancer was 96.6%,compared with that of single WLB,the detection rate had statistically significant difference （P<0.01）.ConclusionFICE wave combination 8 [R=540 （2）,G=505 （4）,B=420 （5）,wavelength（nm,gain value）] is most ideal for observing superficial mucosal capillary vascular morphology of central type lung cancer lesion tissue.

colorimetry;lung neoplasms；bronchoscopes；Fuji intelligent chromoendoscopy；central type carcinoma of lung

重慶市社會事業與民生保障科技創新專項（cstc2015shmszx10022）。

黃潔麗（1987-），住院醫師，在讀碩士，主要從事呼吸、消化內鏡下診療方面的研究。△

，E-mail:752404663@qq.com。

R734.1

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1671-8348（2017）30-4177-04

2017-01-18

2017-04-06）