聯動成像技術在上消化道病變內鏡診斷中的研究進展

卯許有 程 慧 孫金山

新疆醫科大學研究生院1(830054) 新疆軍區總醫院消化科2

上消化道病變包括Barrett食管(Barrett’s esophagus, BE)、食管鱗狀細胞癌(esophageal squamous cell carcinoma, ESCC)、幽門螺桿菌(Hp)感染、胃癌等。白光成像(white light imaging, WLI)、藍激光成像(blue laser imaging, BLI)、窄帶成像(narrow-band imaging, NBI)雖然對上述病變有一定辨識能力，但對早期微小病變仍存在漏診、誤診。聯動成像(linked color imaging, LCI)屬于LASEREO內鏡系統專用色彩增強模式，通過增加激光光源中的特定短波長窄帶光(410 nm)，與白光觀察用激光同時平衡進行照射，并通過獨有的圖像處理技術對色彩再次配置，在保持明亮、宏觀視覺的基礎上，強化病變表面微結構和微血管特征，增強病變與背景黏膜色差。與NBI、BLI等其他圖像增強內鏡(image enhanced endoscopy, IEE)技術相比，LCI通過后處理算法對色彩重新配置，使紅色部分更鮮艷，白色部分更白，凸顯了病變的局部和邊界，提高了辨識度。本文就LCI技術在上消化道病變內鏡診斷中的研究進展作一綜述。

一、LCI在食管病變中的應用

1. 食管炎：WLI可發現反流性食管炎(RE)較明顯的黏膜病變，但對早期病變和微小病灶的辨識能力較差。與WLI和BLI相比，LCI可提高RE黏膜病變的可視性，使食管病變區圖像與周圍黏膜區圖像對比更顯著，有助于檢出病變[1]。尤其是LCI聯合WLI對非糜爛性胃食管反流病患者微小炎性病變的檢出率顯著高于WLI(48.9%對33%)，并可顯著提高檢查者的可重復性和檢查者間的一致性[2]。

部分嗜酸細胞性食管炎缺乏特征性內鏡下表現(黏膜溝槽狀、環狀損傷或滲出物附著)，而僅有輕度食管黏膜水腫，此類病變在WLI下往往難以辨識。而在LCI下食管黏膜水腫區域呈現一種微黃色改變，與周圍正常黏膜的色差對比明顯，有助于嗜酸細胞性食管炎的辨識和診斷[3]。

2. BE及其癌變：BE基于長度分為短節段型BE(SSBE)和長節段型BE(LSBE)，與食管腺癌(esophageal adeno-carcinoma, EAC)的發生關系密切。研究發現，LCI有助于對BE和EAC進行早期診斷。Takeda等[4]對63例SSBE患者分別給予LCI、WLI以及BLI觀察后發現，LCI可使SSBE呈紫色外觀，與正常黏膜色差明顯，并使柵欄血管清晰顯現，易辨識鱗柱狀上皮交界與胃食管連接處，與WLI和BLI相比，LCI提高了SSBE的可視性。此外，與WLI單獨觀察相比，LCI通過獨特的色彩對比使BE癌變部分的外觀和輪廓顯示得更為清晰，有助于指導靶向活檢[5]。

與SSBE伴發EAC相比，LSBE伴發EAC較少出現紅色，此可能影響內鏡檢查的診斷效能[6]。有研究表明，LCI有助于SSBE和LSBE的診斷。Tokunaga等[7]對112例BE(102例SSBE、10例LSBE)患者的研究發現，LCI可強化黏膜色彩的細微差異，有助于BE中EAC的辨識，且無論是初學者或經驗豐富的專家，LCI對BE和EAC的可視性評分均顯著高于WLI。

3. ESCC：在WLI下，淺表ESCC病變部位略發紅，與周圍黏膜色差不明顯，不易辨識。而LCI下呈紫紅色的淺表ESCC病灶較WLI下更易辨識。Nakamura等[8]比較研究了WLI、BLI-明亮模式(BLI-brt)、LCI 3種模式辨識ESCC的能力，發現BLI-brt、LCI較WLI可增加淺表ESCC的可視性，有助于Lugol溶液不著色的多發病變和無背景黏膜著色反應病變的辨識。

LCI通過對色彩信息的分析，有助于判斷淺表ESCC的浸潤深度。Kobayashi等[9]的研究發現，與WLI相比，采用LCI觀察時，正常黏膜與病變浸潤肌層(MM)、黏膜下層上 1/3(SM1)以及更深層病變的色差值大于正常黏膜與病變浸潤上皮(EP)或固有層(LPM)的色差值，且病變處血管直徑與b*色調值呈正相關。LCI通過色差評估病變浸潤深度無需放大觀察，結合病變區域血管異常分布情況，可較早發現病變和正確評估病變的浸潤深度。

二、LCI在胃部病變中的應用

1. 胃炎：Takeda等[10]根據京都胃炎分類，選取了261例患者的內鏡圖像在3種IEE模式(WLI、LCI、BLI-brt)下進行對比，觀察每種模式診斷黏膜病變如彌漫性發紅、點狀發紅、地圖樣發紅、腸化生以及萎縮邊界的敏感性，結果顯示在LCI下上述變化更清晰，可視性明顯提高。

2. 胃黏膜萎縮和胃黏膜腸化生：LCI下較深血管結構的黏膜變白或較深的彎曲凹坑提示萎縮性胃炎。一項單中心觀察性研究[11]表明，LCI下黏膜淺表毛細血管網缺失或局灶性病變與其他局灶性病變或腫瘤的定義不相符，則診斷為慢性萎縮性胃炎。

WLI雖可觀察到萎縮、腸化生、網狀或樹枝狀血管透見以及黏膜褪色改變，但難以辨別與周圍正常組織的界限。在LCI下，無萎縮或腸化生的胃黏膜表現為黃色，萎縮黏膜呈彌漫性發紅，間隙呈白色改變，腸化生呈紫色。同時，LCI下胃底腺黏膜微發紅，而萎縮區域趨于發白，萎縮黏膜的血管色澤更明顯，使因慢性胃炎伴或不伴Hp感染而表現出輕微炎癥的胃黏膜中，地圖樣紅色和紅色條紋對比度進一步增強，與周圍黏膜色差更大，萎縮邊界的可視性更好[12]。

腸化生在WLI下表現為略發白、粗糙顆粒狀或凹凸不平的黏膜形態，在NBI、BLI下呈現獨特的亮藍脊結構，上述特征有助于腸化生的辨識。但腸化生往往發生于平坦黏膜，較少伴隨形態改變，通常較難作出快速診斷，而LCI可通過強化發白的黏膜或棘突狀表面使診斷快速、準確[13]。腸化生在LCI模式下呈特殊的淡紫色，可作為腸化生的標志性改變。LCI下腸化生的檢出率和靶組織活檢準確率明顯優于WLI，且無需放大觀察[14-15]。近年，有研究[16]證實LCI下輔助內鏡染色可增強腸化生的可視性。噴灑左旋薄荷醇后，腸化生的微結構呈透明狀，微血管較為模糊，凸顯了腸化生區域與周圍正常黏膜組織的界限。另一項前瞻性研究[17]將LCI實時應用于腸化生分級，并評估了內鏡分級與病理分級的聯系，提出了一種與OLGIM(operative link on gastric intestinal metaplasia)評分系統具有較大相關性的LCI下腸化生分級系統，有助于減少檢查中活檢的需求。一項系統性回顧和meta分析亦證實了LCI診斷腸化生的價值[18]。

3. Hp感染：Ono等[19]的研究表明，胃底腺黏膜在LCI下呈杏色(包括淺黃色-橙色-粉色)則定義為非活動性胃炎，表示目前不存在Hp感染；在WLI下呈彌漫性均勻發紅，涉及整個胃底腺黏膜，而在LCI下呈深紅色時，定義為活動性Hp感染性胃炎。根除Hp后的白色小隆起(可能與應用質子泵抑制劑有關)對既往Hp感染的非活動性胃炎具有診斷價值。Iwamuro等[20]和Lee等[21]的研究顯示，LCI下胃底腺黏膜彌漫性或點狀發紅、集合微靜脈規則分布消失、黏液附著，提示存在Hp感染，而彌漫性發紅或深紅色可作為快速診斷Hp現癥感染的標志。

胃底腺黏膜發紅、顆粒狀糜爛、紫色黏液以及黏液湖混濁被認為是LCI識別Hp感染的4個特征性標志[22-23]。研究[19,24]顯示，LCI診斷活動性Hp感染性胃炎的準確率明顯高于WLI(P=0.029)；在相同放大倍數下，LCI模式可更清晰地顯示表面微結構-腺管旁上皮，同時提高了觀察者對黏膜顏色細微差別的識別能力，可顯著提高既往Hp感染診斷的準確性(78.9%對36.8%，P<0.01)。

Hp在胃內的分布和胃黏膜形態學的改變在病程中可能逐漸發生演變，確定Hp感染的發展階段和病理分期有益于該類疾病的臨床管理。一項多中心隨機對照研究[25]表明，LCI評估胃黏膜Hp感染分期與病理檢查分期的一致性高于WLI。Yasuda等[26]的研究表明，將LCI技術與人工智能相結合，使用多級診斷算法協助診斷Hp感染的準確率與經驗豐富的內鏡專家相似，且顯著高于初級內鏡醫師。

4. 早期胃癌：Fukuda 等[27]的研究顯示，WLI下早期胃癌尤其是淺表型早期胃癌，腫瘤部分通常呈現與炎性病變相似的“紅色”，兩者往往難以鑒別。基于不同類型病變微血管分布深度不同，LCI下炎癥的“紅色”會變為紫色，而腫瘤性病變則繼續保持“紅色”，分化型早期胃癌呈微紅色或橘紅色，而周圍黏膜主要呈黃色或紫色。通過背景黏膜色彩對比區分良惡性病變，而微紅色和橘紅色可作為辨識分化型早期胃癌的特征。此外，LCI亦可通過對黏膜表面血管的觀察(如有無血管缺失)，從而有效鑒別炎癥與早期胃癌[28]。Kitagawa等[29]的研究顯示，LCI可通過增強顏色對比提高淺表或凹陷病變的可視性。其他相關研究[30-31]結果亦表明，LCI聯合WLI對0-Ⅱb型等早期胃癌的檢出能力明顯高于單用WLI。

近景時，LCI可因亮度過強形成光暈而影響病變的觀察，聯合使用放大內鏡加乙酸靛胭脂染色可提高對小凹陷型病變和早期胃癌的辨識率[32-33]。帶有LED光源的內鏡具有2 mm近距離觀察的功能，無需放大，在LCI模式近距離觀察時，其高亮度強化了腫瘤的表征和檢測能力，并可避免單一LCI近景觀察時產生的光暈干擾。Yoshida等[34-35]采用該內鏡聯合LCI研究其識別腫瘤表征和檢測腫瘤的能力，結果顯示與激光內鏡相比，LED內鏡聯合LCI較WLI和BLI模式呈現的腫瘤病變更清晰明亮。

Sun等[36]通過RGB三原色系統給予早期胃癌區域和周圍黏膜的色素量化賦值，結果顯示，與WLI相比，LCI使病變與背景黏膜間的色差更強，對正常黏膜、扁平以及凹陷型病變的辨識度升高，顯著提高了早期胃癌的檢出率和診斷準確率，有助于指導靶向活檢。另有研究[37]表明，采用CIELAB顏色空間系統記錄L* a* b*顏色值和色差(ΔE*)，LCI的平均色差值顯著高于靛胭脂染色或BLI-brt、WLI，提升了病灶與周圍黏膜鮮明顏色對比，LCI對分化型早期胃癌的辨識度較后兩者更佳。

WLI模式下，Hp根除后胃竇多呈片狀地圖樣發紅，且分化型早期胃癌多發生于萎縮和腸化生的胃黏膜上，導致病變區域與周圍黏膜的界限模糊且缺乏癌性特征[24]。與WLI相比，LCI對周圍伴有腸化生的早期胃癌的辨識優于WLI，早期胃癌病變區域呈特殊橘紅、橘色或橘白色，與周圍腸化生黏膜呈現的紫色形成對比。雖然少數早期胃癌亦表現出紫色，但其顏色較深且不均勻，多呈紫、紅混合。LCI有助于在萎縮或腸化生黏膜的基礎上檢出早期胃癌[15,38]。Kitagawa等[39]比較了WLI和LCI對根除Hp后胃黏膜病變的識別能力，結果顯示，根除Hp后胃黏膜上皮常伴不同程度異型增生，而被柱狀上皮或低度異型增生上皮覆蓋的腫瘤組織在WLI下可視性較差；在LCI下，腸化生黏膜呈特征性紫色或薰衣草色改變，LCI的能見度評分和色差值均顯著高于WLI，LCI下病變檢出失敗率顯著低于WLI；對根除Hp后早期胃癌的漏診率由56.7%降至30.0%。在LCI高倍放大模式下，如發現黏膜表面上皮輕度不規則、黏膜腺管融合紊亂、血管形態大小不規則、腺管顏色分布不均以及周圍黏膜隆起等，則提示根除Hp后改變。此外，LCI對于凹陷損傷的可視性亦明顯增強，有助于早期胃癌的檢出。另一項單中心研究[40]證實，LCI下地圖樣發紅和集合微靜脈缺失或不規則排列與根除Hp后早期胃癌的發生相關，可借此特征協助診斷。

5. 胃黏膜相關淋巴樣組織(MALT)淋巴瘤：有臨床研究[41]表明，內鏡下MALT淋巴瘤組織的形態與炎癥組織相似，WLI難以對兩者進行鑒別，而LCI下MALT淋巴瘤病變區域呈亮紅色，表面輕微紅斑，凸顯了平坦病變與微隆起邊緣的界限，可判斷病變范圍和大小，發現WLI觀察不到的病灶，有助于指導靶向活檢和提高MALT淋巴瘤的檢出率。但上述結論尚缺乏大規模臨床研究證實，LCI模式下MALT淋巴瘤的診斷標準尚需進一步研究完善。

三、LCI在十二指腸病變中的應用

Okimoto等[42]對44例淺表性非壺腹部十二指腸上皮腫瘤(SNADETs)進行回顧性研究，所有病例均在LCI、WLI以及BLI-brt 3種模式下進行觀察，采用CIELAB顏色空間系統記錄L* a* b*顏色值和色差(ΔE*)，結果表明，LCI下典型的SNADETs病變區域呈橘色或橘紅色，且不論病變周圍是否存在奶白色十二指腸黏膜。與WLI和BLI-brt相比，LCI可顯著增加SNADETs的可視性，增強病變與鄰近正常十二指腸黏膜的色差，提高病變檢出率。

四、LCI技術的發展前景

LCI通過獨特的內鏡圖像色彩增強技術，可進一步提高消化道病變的診斷準確性、敏感性，不僅縮短了檢查時間，減輕了患者的痛苦，而且降低了漏診率。隨著LCI技術應用價值不斷被國內外專家團隊研究和拓展，其應用領域會越來越廣泛，有望成為一種值得推廣的內鏡診斷模式，在臨床上發揮更大的作用。