高分辨率显微内镜对胃溃疡良恶性鉴别的诊断价值*

贾馥华，屈亚威，刘海峰

（1.锦州医科大学，辽宁 锦州 121001；2.解放军总医院第三医学中心 消化内科，北京 100089）

胃溃疡是常见的临床疾病，常常会导致消化不良、上腹部疼痛、胃肠出血和穿孔等症状。目前，胃溃疡恶变的风险已得到公认，在初诊为溃疡的2年内，胃溃疡患者进展为胃癌的风险较普通人群明显增高[1-2]。恶性胃溃疡是胃肠道常见的恶性肿瘤之一，其临床症状及在内镜下表现与良性溃疡有诸多相似之处。内镜下对胃溃疡良恶性程度的诊断存在较大差异，易造成对恶性病变的漏诊、误诊[3-4]。由于两者病变性质不同，早期精确诊断病灶良恶性及分期，对进一步治疗方案的制定具有积极意义。本团队自主研发的高分辨率显微内镜（high resolution microendoscopy，HRME）是基于高分辨率光纤和分子成像技术设计，而开发出的一种可以实现即时组织病理成像的新型成像系统[5-6]。以往的文献[7-9]表明，HRME 能够对正常胃黏膜结构以及胃癌发展过程中多种病变进行特征性成像，具有较高的诊断价值。

1 资料和方法

1.1 一般资料

前瞻性研究2017年4月－2017年10月就诊于解放军总医院第三医学中心消化内镜中心行胃镜检查的患者，选择以上经病理确诊为良性胃溃疡和恶性胃溃疡患者的活检标本各20 例，用于诊断标准的制定。前瞻性研究2017年11月－2018年4月具有消化道症状（呈周期节律上腹痛、反酸和烧心等）的、既往经胃镜检查后确诊为胃溃疡的患者56 例，用HRME鉴别溃疡的良恶性。用于研究的40 例胃溃疡组织共53 处成像位点，获得了486 张图像，经严密筛选后，选取120 张图像用于HRME 图像解析与良恶性溃疡诊断标准的研究制定。56 例患者113 处胃溃疡病变通过白光内镜下检出并进行靶向活检。其中，贲门11处，胃体36 处，胃窦66 处。对113 处胃溃疡活检标本进行HRME 成像，经筛查后选取960 张图像用于HRME 前瞻性研究。

纳入标准：①年龄在60 岁以上的患者；②有腹痛、腹胀和便血等消化道症状；③已完善相关检查者。排除标准：①已明确患有胃肠道肿瘤并进行治疗中的患者；②心、肝和肺等功能不全者。本研究获得解放军总医院第三医学中心伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 研究试剂与药品

0.01%吖啶黄盐酸盐（美国Sigma 公司），0.9%生理盐水（辰欣药业股份有限公司），碳酸氢钠（北京泰德制药股份有限公司），链酶蛋白酶颗粒（北京泰德制药股份有限公司）。

1.3 成像设备

本团队自主研发的HRME 系统的主要组成元件包括一个440 ～480 nm 的LED 光源、一根长1.8 m（内含30000 根单丝）的高分辨率光纤、一根长1.8 m（内含10000 根单丝）的高分辨率光纤、10×显微镜镜头、20×显微镜镜头、500 nm 二向色镜、滤光片以及一个科学级电荷耦合器件（charge couple device，CCD）相机。摄取图像以17 帧/s 的速度，由计算机软件和CCD 相机共同完成高分辨率效果采图。见图1和2。

1.4 研究方法

图1 HRME 设备示意图Fig.1 HRME schematic diagram

图2 HRME 实物操作示意图Fig.2 HRME physical operation diagram

1.4.1 检查过程 所有患者进行白光内镜初查，内镜下良性胃溃疡主要表现为相对规则的椭圆或圆形，基底覆少量白苔，周围黏膜充血水肿，无结节状改变，边界清晰。恶性溃疡镜下表现为形态不规则，基底凹凸不平，底覆污苔及坏死组织，周围黏膜堤样隆起，质脆，触易出血，边界不清晰。根据白光内镜下对病变特征形态的观察，做出良性溃疡与恶性溃疡的判断，并对病灶位置进行精确的靶向活检。

1.4.2 标本处理 获取活检标本后，首先用0.9%生理盐水缓慢冲洗约1 min，去除表面残留废物，再用配制的碳酸氢钠和链蛋白酶混合液冲洗组织1 min，去除表面黏液，最后再次用0.9%生理盐水冲洗残留去黏液剂，干棉球擦拭，备用。

1.4.3 HRME 成像过程 将处理后的活检标本平展置于黑色成像板上，局部喷洒0.01%吖啶黄盐酸盐2.0 ～3.0 ml 进行染色，染色剂在标本组织停留约30 s 后，用生理盐水反复缓慢冲洗去除残留染料，用干纱布将组织表面液体轻柔擦干。稳固光纤后，将光纤探头对准并贴紧被检查的目标区域，以不同的角度对组织进行观察，对所观察部位做局部标记，再进行HRME 成像，留取清晰的图像编号整理分析。

1.4.4 病理检查 HRME 成像后，所有活检组织用福尔马林固定，由病理医师进行包埋、切片、HE 染色，并给予病理学诊断。

1.5 HRME 图片质量控制

严格筛选所采集的HRME 图像，每个活检标本优选出20 张最清晰图像留用。选取组织表面清洁、杂质覆盖极少、运动伪影面较小、成像效果清晰并且可视化面积达70.00%以上的图片。

1.6 HRME 诊断标准的制定

由2 名经验丰富的内镜主治医师对40 例活检标本的HRME 图像进行特征性分析，根据腺体形态、胃小凹开口、腺管大小、细胞核数量大小、排列、间距和密度等总结病变特征变化，经过与病理医师反复探讨，最终制定HRME 对良恶性溃疡的诊断标准。

1.7 HRME 对良恶性溃疡诊断的前瞻性研究

依据制定的良恶性溃疡诊断标准，由2 名未知病理诊断结果的内镜主治医生对56 例活检组织所采集的HRME 图像进行预诊断。结果包括良性溃疡的诊断与恶性溃疡的诊断两部分。诊断结果以病理学金标准为基准，对HRME 鉴别诊断良恶性溃疡的价值做出评估。

1.8 统计学方法

采用SPSS 21.0 统计软件进行数据处理。采用四格表分析方法，计算白光内镜和HRME 对良恶性溃疡鉴别诊断的准确性、敏感度、特异性、阳性预测值和阴性预测值。HRME 与病理诊断的一致性分析采用Kappa 值表示，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 HRME 诊断标准

基于本团队前期对HRME 的研究成果，依据HRME 对胃黏膜微结构可视化的原理，通过对腺体形态、胃小凹开口、腺管大小、细胞核形态数量、排列、间距和密度等指标，结合病理学诊断，制定出HRME诊断良恶性溃疡的特征性标准。良性胃溃疡：胃小凹基本特征尚未发生改变，排列规则，圆形小凹部分变成椭圆形，裂隙小凹可见延长扭曲，细胞核未见明显异形变化，可见结构与形态不成熟的新生小腺体。恶性胃溃疡：腺体结构极紊乱，或腺体结构完全消失，胃小凹形态呈不规则变化或消失，细胞核增大，出现显现核团聚，排列紊乱无规则。见图3。

2.2 白光内镜与HRME 对良恶性溃疡鉴别的诊断结果比较

白光内镜与HRME 对良恶性溃疡鉴别的诊断结果比较见附表。

2.2.1 白光内镜对良恶性溃疡的诊断结果 根据镜下对113 处溃疡型病变观察，白光内镜诊断良性溃疡56 处，经病理证实42 处。白光内镜诊断恶性溃疡57处，病理证实为30 处。统计学分析后，白光内镜鉴别诊断良恶性溃疡的准确性、特异性、敏感性、阳性预测值和阴性预测值分别为69.61%、72.55%、67.74%、75.00%和64.91%，与病理诊断一致性Kappa 值为0.399。

2.2.2 HRME 对良恶性溃疡的诊断结果 应用HRME 对白光内镜下观察活检的113 处病变进行成像，根据前期指定的HRME 对良恶性溃疡诊断标准为依据，进行预诊断。HRME 共诊断恶性溃疡45 处，经病理证实51 处，漏诊6 处，诊断良性溃疡57 处，经病理证62 处，误诊5 处。统计学分析后，HRME 诊断良性溃疡准确性、特异性、敏感性、阳性预测值和阴性预测值分别为88.50%、86.28%、90.32%、88.89%和88.00%，与病理诊断的一致性Kappa 值为0.803。

图3 良性溃疡与恶性溃疡对比Fig.3 Comparison of benign and malignant ulcer

附表 白光内镜与HRME 对良恶性溃疡诊断的比较Attached table Comparison between white light endoscopy and high resolution microscopic endoscopy in the diagnosis of benign and malignant ulcer

3 讨论

HRME 是一种新型的分子影像技术，不同于传统的解剖成像，HRME 成像技术可以实时的进行细胞水平成像，早期观察到疾病细胞的形态结构变化[10-11]。HRME 成像系统通过滤光片将LED 激发光进行过滤，将所形成的415 nm 的窄谱段激发光通过高分辨率光纤传导至染色剂喷洒的生物表面组织，产生515 nm的荧光，荧光信号折返后经二向色镜分离，最终将荧光信号传导至CCD 芯片，从而得到被检测组织的细胞水平图像。近年来，国外有学者[12-14]应用HRME 技术对口腔黏膜、食道癌症、肝脏疾病和宫颈癌进行成像研究，结果表明，HRME 具有优异的诊断准确性和应用前景。在国外学者研究的经验基础上，本课题组自主搭建了一套HRME 成像系统，并对正常胃黏膜、炎症、癌症的组织病变进行深度成像研究[7-9，15]，已取得显著的成像效果。

溃疡型病变是白光内镜下较常见的一种病变，可是精准判断溃疡的性质具有一定难度。目前，若在镜下表现为形状不规则的大面积溃疡、基底凹凸不平、整覆污苔伴出血、周边成堤状隆起样突起及结节状改变，就认为是恶性溃疡[16]。但仅仅依据溃疡表面形态变化难以有效区分病灶的良恶性质。内镜下的较小溃疡、霜斑样溃疡、线性溃疡、溃疡瘢痕，也无法排除高级别瘤变及胃癌的可能性，而且某些巨大溃疡也可能是良性溃疡[17]。白光内镜下医师根据溃疡形态特征对病变进行主观经验性判断，将会导致部分恶性溃疡病变漏诊以及对良性病变的误诊。本研究表明，白光内镜鉴别胃溃疡良恶性的准确性、敏感性和特异性分别为69.61%、67.47%和72.55%，与病理诊断一致性为0.399。

HRME 主要观察由柱状上皮细胞组成的胃小凹与胃腺体结构[18]，研究对溃疡病变进行回顾性分析时发现，良性溃疡中可见形态不成熟但较为规则的新生小腺体结构，小腺体排列疏松，小凹周边上皮细胞表现幼稚，厚度较均匀；贲门、幽门、胃底处良性溃疡均可见新生小腺体结构，并且新生腺体结构无明显差异。当胃黏膜受到损伤时，受损黏膜将会再生修复[19]，黏膜修复过程中，新生腺体不成熟、腺管大小相对一致、排列疏松，基于特征性新生小腺体结构与胃小凹形态变化来制定相应的HRME 对良性溃疡的诊断标准。有文献[20]报道，部分黏膜再生过后，其表面腺管结构不规则，表现为异型性增生，胃溃疡癌变往往通过溃疡边不典型增生改变而来。HRME 观察下，恶性溃疡的胃小凹结构基本消失，腺体结构紊乱或完全被破坏，细胞核大量团聚。本研究根据对胃溃疡患者大量活检标本的前瞻性研究结果显示，HRME 鉴别诊断良恶性溃疡的准确性、敏感性和特异性分别为88.50%、90.32%和86.28%，与病理一致性为0.803，对良恶性溃疡的鉴别诊断具有较高的价值。

本研究结果表明，HRME 对良恶性溃疡的鉴别诊断优于白光内镜，具有良好的应用前景。但本研究仍存在不足之处：①影响HRME 图像质量的因素较多，如消化道黏液、坏死组织、无加固装置所致运动伪影，掩盖模糊了正常的腺体结构，在诊断上易出现偏差；②取样活检标本，样本数量较少，且未进行在体组织成像。下一步研究中，笔者将改进HRME 设备，更妥善的处理标本，改善运动伪影，将HRME 与智能软件结合，自动定量分析细胞核大小、数量变化和腺体形态改变，将HRME 与白光内镜检查相结合，实现在体组织的精准高分辨率成像。

综上所述，HRME 作为一种可实现对组织进行实时病理诊断的新型成像工具，可以很有效的鉴别诊断良恶性溃疡，提高了诊断的准确性，减少漏诊、误诊。随着HRME 智能化技术的发展，将会更好地协助内镜医师完成高效的诊疗工作。