电子支气管镜智能分光比色技术对中央型肺癌诊断价值探讨*

黄洁丽，周 航，王江红,2△

（1.重庆市肿瘤研究所/医院/癌症中心内镜治疗中心 400030；2.广西医科大学研究生学院，南宁 530021）

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

电子支气管镜智能分光比色技术对中央型肺癌诊断价值探讨*

黄洁丽1，周 航1，王江红1,2△

（1.重庆市肿瘤研究所/医院/癌症中心内镜治疗中心 400030；2.广西医科大学研究生学院，南宁 530021）

目的研究智能分光比色技术（FICE）对中央型肺癌的观察效果，选出最佳波长组合，探讨FICE对中央型支气管肺癌的诊断价值。方法2016年1-10月在重庆市肿瘤医院进行支气管镜检查，资料保存完整，有明确病理组织学诊断的患者146例纳入研究。分别用白光支气管镜（WLB）及FICE观察，FICE 10组波长组合分别对毛细血管形态进行评分，选出最佳波长组合，分别钳取活检，最终以病理结果作为金标准对比研究。结果FICE 10组波长组合对病灶观察效果差异有统计学意义（P<0.01），波长组合8[红（R）=540（2）、绿（G）=505（4）、蓝（B）=420（5）,波长（nm，增益值）]在观察病灶血管纹理方面优于其他波长组合（Rank%=9.74）。FICE对病灶性质的判断准确率为88.4%，结合WLB对中央型肺癌的检出率为96.6%，与单独WLB比较，检出率差异有统计学意义（P<0.01）。结论FICE波长组合8[R=540（2）、G=505（4）、B=420（5）,波长（nm，增益值）]对观察中央型肺癌病变组织的黏膜浅表毛细血管形态效果较为理想。

比色法；肺肿瘤；支气管镜；智能分光比色技术；中央型肺癌

肺癌发病率和病死率在世界各国家和地区都逐年增加[1]。根据2015年中国癌症统计数据，在各种恶性肿瘤中，肺癌的发病率和病死率也都占据首位[2]。因此，肺癌的早期诊断是提高肺癌患者生存率的首要途径也是研究热点，寻找并通过一些无创或微创的手段，尽早诊断出肺癌，以及正确指导肺癌的分期，将使患者获益更多[3]。在恶性肿瘤早期均伴有不同程度的血管增生情况，肺癌等实体肿瘤的癌变一般从黏膜上皮层开始，肿瘤发展过程需要滋养血管，表现为病变组织表面血管的延伸、扩张、扭曲或新生等改变。内镜智能分光比色技术（fuji intelligent chromoendoscopy，FICE）主要应用于观察黏膜表面的腺管开口及毛细血管形态，增强黏膜表面血管的可见度，FICE下肿瘤血管具有某些典型特征如点状、扭曲状血管或突然中断等[4]。目前FICE已较广泛应用在胃肠镜检查中，但在支气管镜检查方面少有研究。Fujinon EB-470T电子内镜为每位操作者预存了10组不同组合的波长[5]，可以方便地在白光支气管镜（white light bronchoscopy，WLB）和FICE之间切换，提高了诊断的效率，而常规的电子支气管镜检查难以观察到5级以上的支气管，因此，对于中央型肺癌的诊断具有更重要的意义。笔者观察了146例行支气管镜检查的患者，现将结果报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选择重庆市肿瘤医院2016年1-10月进行支气管镜检查的患者。纳入标准：痰细胞学检查阳性或胸部CT提示有肺或支气管病变（包括结节、肿块、气道狭窄等）。排除标准：（1）一般情况差，体质衰弱不能耐受支气管镜检查者；（2）精神不正常不能配合检查者；（3）有严重心脏病、心律失常、主动脉瘤及血压高于160/100 mm Hg者；（4）有慢性呼吸系统疾病伴严重呼吸功能不全、氧分压低于50 mm Hg者；（5）麻醉药物过敏，不能用其他药物代替者；（6）有严重出血倾向及凝血机制障碍者。最终选择资料保存完整且有明确病理组织学诊断的患者146例纳入本研究，其中男121例，女25例，年龄30～81岁，平均（58.9±9.7）岁。本研究获得重庆市肿瘤医院伦理委员会批准，所有患者均签署支气管镜检查知情同意书。

1.2研究设备 所有患者均采用Fujinon EPX-4450HD主机，EB-470T电子支气管镜，主机拥有10组波长组合的FICE系统（表1）。

表1 FICE 10组预设波长组合

1.3方法

1.3.1术前准备 所有患者术前检查胸部CT、心电图、血常规、凝血功能及传染病指标，术前禁食4 h，禁水2 h。术前30 min肌内注射苯巴比妥钠0.1 g。

1.3.2操作步骤 所有患者支气管镜检查均由同1名经验丰富的高年资内镜医师进行操作。2%利多卡因咽喉及气道局部麻醉，术中予心电、氧饱和度（SaO2）监测，经鼻腔进镜后依次检查气管、主支气管、左右支气管树，均先在WLB下确定病灶部位，并采集多帧图片，再在FICE下确定病灶部位，记录FICE下的黏膜和血管异常情况并采集多帧图片。FICE是否为阳性病灶由检查者和另一名高年资医师共同判断，存在争议的病例不纳入统计。对于WLB及FICE下可疑病灶分别使用同一型号不同的活检钳靶向取活检。同一部位活检3～4块，活检标本以10%甲醛固定切片行苏木精-伊红（HE）染色，由有经验的病理科医师进行诊断。

1.3.3结果判定 检查过程中通过面板开关转换FICE模式，应用预先设定的10组RGB波长组合分别观察病灶，并对毛细血管结构图像清晰度进行评分[6]，并将结果进行分析：看不清，1分；模糊可辨，2分；较清晰，3分；非常清晰，4分。WLB下黏膜出现增厚、结节、息肉和肿块定义为阳性；FICE下黏膜表面毛细血管袢生成、点状血管、血管扭曲、增粗、走行紊乱或出现突然中断为阳性。

1.4统计学处理 采用SPSS 22.0软件进行分析。对FICE波长的筛选统计方法采用非参数统计（K个独立样本检验）。对肺癌的判定，分别计算WLB和FICE敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值，比较两种方法对中央型肺癌的检出率采用配对设计χ2检验（McNemar检验）。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1WLB和FICE检查情况 146例患者分别经过WLB和FICE检查，并分别进行了活检。检查时间为20～35 min，时间长短取决于患者的配合程度及活检的难易程度等，少数患者在检查过程中有咳嗽、少量出血、一过性SaO2下降，经对症处理后好转。

2.2最佳波长组合的选择 10组波长对病灶黏膜毛细血管观察清晰度评分，各波长组合对病灶黏膜毛细血管网观察效果差异有统计学意义（P<0.01，表2，图1、2），波长组合8优于其他波长组合（Rank%=9.74）。

表2 10组波长对病灶表面黏膜毛细血管观察清晰度评分（n）

A：WLB；B：FICE波长组合8[R=540（2）、G=505（4）、B=420（5），波长（nm，增益值）]
图1右肺上叶病变图像对比

A：WLB；B：FICE波长组合8[R=540（2）、G=505（4）、B=420（5），波长（nm，增益值）]
图2隆突浅表血管异常图像对比

A、B：61岁男性，右肺上叶开口处新生物，病理诊断为鳞癌；B：FICE下病变图像，病灶显示更清晰，可见典型的肿瘤血管。C、D：53岁男性，病理诊断小细胞未分化癌；D:FICE下可见血管增粗，表现为扭曲的条索、蛇形
图3支气管腔内恶性病变WLB和FICE图像对比

A、B：36岁男性，右肺中叶见一隆起，病理诊断为平滑肌瘤；B：FICE下病变图像，未见明显特征性肿瘤血管。C、D：73岁男性，病理诊断气管黏膜慢性炎伴间质水肿；D：为FICE下病变图像，黏膜表面结构细微改变，未见明显特征性肿瘤血管
图4支气管腔内良性病变WLB和FICE图像对比

2.3FICE及WLB对病灶性质的判断与病理学相比较 146例患者中，最终病理结果判断恶性病例116例，良性病例30例。116例恶性病例中病理学诊断鳞状细胞癌56例，腺癌18例，小细胞未分化癌35例，腺鳞癌3例，病理类型不明确的癌4例。在FICE模式下，判断阳性病例115例，阴性病例31例。FICE对中央型肺癌诊断的敏感度和特异度分别为92.2%（107/116）和73.3%（22/30）；阳性预测值和阴性预测值分别为93.0%（107/115）和71.0%（22/31）；总体的准确率为88.4%（129/146）。在WLB模式下，判断阳性病例108例，阴性病例38例。WLB对中央型肺癌诊断的敏感度和特异度分别为81.9%（95/116）和56.7%（17/30）；阳性预测值和阴性预测值分别为88.0%（95/108）和44.7%（17/38）；总体的准确性为76.7%（112/146）。两种方法阴性预测值差异有统计学意义（P=0.029）。

2.4FICE与WLB对中央型肺癌检出率的对比 在116例病理结果阳性的患者中，对WLB和FICE模式下肿瘤性病变进行比较（表3，图3、4），单独WLB下检出肺癌95例，检出率81.9%，单独FICE模式下为107例，检出率92.2%，两者检出率比较，差异有统计学意义（P=0.017），FICE结合WLB检出率为96.6%（112/116），与单独WLB比较，两者检出率差异有统计学意义（P<0.01）。

表3 116例患者中WLB与FICE阳性检出率比较（n）

3 讨 论

FICE目前在临床的应用为：（1）用于发现扁平病变并观察黏膜小凹分型；（2）用于观察黏膜及黏膜下血管纹理。FICE可以显示出支气管黏膜表层清晰的血管图像，并通过组织照射显示黏膜形态的细微结构。通过光学增强创建更清晰的目标组织图像，并提高黏膜表面的对比度，从而减少检查时间，提高活检阳性率。由于黏膜层的血管中含有大量的血液及血红蛋白，血液作为媒介传播和扩散光，血红蛋白有分光吸收特性，故对光的吸收和反射具有非同步的散射性和波长依赖性。而血红蛋白对可见光的吸收峰主要位于蓝光波段（415 nm左右），在这个波段的蓝光穿透力弱，对于黏膜表面的表浅血管观察效果非常好。目前使用较广泛的荧光支气管镜多采用波长442 nm的单束蓝光照射。本研究对146例中央型肺癌患者分别用10组波长组合进行观察，并进行清晰度比较发现：10组波长组合在观察中央型肺癌肿瘤表面黏膜毛细血管清晰度差异有统计学意义（P<0.01），以波长组合8[R=540（2）、G=505（4）、B=420（5），波长[nm]（增益值）]优于其他波长组合（Rank%=9.74）。随着FICE的应用日趋广泛，内镜医师也在日常诊疗研究过程中发掘出了更多、更有效的波长组合应用于不同部位，对不同病变进行观察诊断。这些波长组合可由操作者在内镜主机上自行设定，大大增加了其灵活性和实用性。

FICE与病理结果相比较时发现， 对中央型肺癌诊断的准确率为88.4%，敏感度为92.2%，但特异度为73.3%，可能与病灶表面坏死组织较多，清理不完全，病灶暴露不充分有关。FICE与WLB阴性预测值分别为71.0%和44.7%，差异有统计学意义（P=0.029），表明FICE对良性病变的判断优于WLB，可能与良性病变通常没有明显的血管异常改变相关。基于电子染色内镜在血管观察方面的优势，电子染色内镜技术可以用于某些良性病变的诊断，如引起咯血症状的遗传性出血性毛细血管扩张症等[7]。

此外，本次研究中单独WLB下检出肺癌95例，检出率81.9%，单独FICE下为107例，检出率92.2%，两者检出率差异有统计学意义（P<0.05）。FICE结合WLB检出率为96.6%，较单独WLB检查明显升高，两者检出率差异有统计学意义（P<0.01），提示FICE结合WLB检查对气道黏膜病灶进行活检有助于提高肺癌的检出率。目前关于窄带成像支气管镜的研究表明，基于对支气管上皮内血管网细微形态变化的观察，使之成为中央型气道黏膜早期癌症病变的有效检测手段[8-10]。那么，同样作为电子染色技术，将FICE结合WLB运用于早期癌症的检出上是否具有更大的价值，将有待进一步研究[11-12]。但是考虑到WLB下阴性表现，仅在FICE下存在血管异常表现的病例很少，数据收集有一定困难，因此在本研究设计中并没有以此作为研究重点，有待进一步收集数据分析。

最近有相关研究显示，肿瘤血管特征与肺癌的病理类型存在相关性，点状血管常与肺腺癌相关，曲折和突然中断的血管则多提示肺鳞状细胞癌[13]。同时笔者在资料收集过程中也注意到肺腺癌在FICE下的血管异常表现程度高于肺腺癌，这可能与肺腺癌具有高度浸润和破坏性生长、易于侵犯血管和淋巴管壁，相较于其他肺癌类型更早出现血行及淋巴转移等病理生理特征有关，但其具体机制和相关数据收集分析尚需进一步研究得出结论[14]。FICE下血管的特征与病理分型的相关性也是下一步的研究方向。

本研究的局限性在于这是一项新兴技术，相关的研究不多，FICE模式下支气管肺癌黏膜表层的细微血管结构、形态分期及分类缺乏统一的共识标准，参考了相关文献及专家学者公认公用的阳性标准，在对阳性表现判断方面由两名高年资医师共同判断，存在争议的病例不纳入统计。另外，支气管黏膜急性、慢性炎症，肉芽组织，富含血红蛋白的毛细血管，黏膜损伤等情况，局部FICE下观察黏膜表面血管形态易与非典型增生或早期肺癌相混淆，需要仔细观察血管形态的变化情况。尤其在操作的整个过程中，要尽可能小心，气管镜不能损伤支气管黏膜，以避免造成假阳性。

综上所述，FICE操作简便、图像直观，在应用中体会到,波长组合8[R=540（2）、G=505（4）、B=420（5），波长（nm,增益值）]对观察病灶血管纹理较为理想，能清晰显示癌性病变浅表毛细血管形态结构，有效指导靶向活检，结合WLB能提高肺癌的活检阳性率，值得临床推广应用。而FICE技术与现有的支气管检查技术，如荧光支气管镜、放大内镜、超声内镜等的联合应用，以及FICE下黏膜血管特点与病理类型的相关性等值得进一步研究[15]。

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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

重庆市社会事业与民生保障科技创新专项（cstc2015shmszx10022）。

黄洁丽（1987-），住院医师，在读硕士，主要从事呼吸、消化内镜下诊疗方面的研究。△

，E-mail:752404663@qq.com。

R734.1

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1671-8348（2017）30-4177-04

2017-01-18

2017-04-06）