联动成像技术在上消化道病变内镜诊断中的研究进展

卯许有 程 慧 孙金山

新疆医科大学研究生院1(830054) 新疆军区总医院消化科2

上消化道病变包括Barrett食管(Barrett’s esophagus, BE)、食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma, ESCC)、幽门螺杆菌(Hp)感染、胃癌等。白光成像(white light imaging, WLI)、蓝激光成像(blue laser imaging, BLI)、窄带成像(narrow-band imaging, NBI)虽然对上述病变有一定辨识能力，但对早期微小病变仍存在漏诊、误诊。联动成像(linked color imaging, LCI)属于LASEREO内镜系统专用色彩增强模式，通过增加激光光源中的特定短波长窄带光(410 nm)，与白光观察用激光同时平衡进行照射，并通过独有的图像处理技术对色彩再次配置，在保持明亮、宏观视觉的基础上，强化病变表面微结构和微血管特征，增强病变与背景黏膜色差。与NBI、BLI等其他图像增强内镜(image enhanced endoscopy, IEE)技术相比，LCI通过后处理算法对色彩重新配置，使红色部分更鲜艳，白色部分更白，凸显了病变的局部和边界，提高了辨识度。本文就LCI技术在上消化道病变内镜诊断中的研究进展作一综述。

一、LCI在食管病变中的应用

1. 食管炎：WLI可发现反流性食管炎(RE)较明显的黏膜病变，但对早期病变和微小病灶的辨识能力较差。与WLI和BLI相比，LCI可提高RE黏膜病变的可视性，使食管病变区图像与周围黏膜区图像对比更显著，有助于检出病变[1]。尤其是LCI联合WLI对非糜烂性胃食管反流病患者微小炎性病变的检出率显著高于WLI(48.9%对33%)，并可显著提高检查者的可重复性和检查者间的一致性[2]。

部分嗜酸细胞性食管炎缺乏特征性内镜下表现(黏膜沟槽状、环状损伤或渗出物附着)，而仅有轻度食管黏膜水肿，此类病变在WLI下往往难以辨识。而在LCI下食管黏膜水肿区域呈现一种微黄色改变，与周围正常黏膜的色差对比明显，有助于嗜酸细胞性食管炎的辨识和诊断[3]。

2. BE及其癌变：BE基于长度分为短节段型BE(SSBE)和长节段型BE(LSBE)，与食管腺癌(esophageal adeno-carcinoma, EAC)的发生关系密切。研究发现，LCI有助于对BE和EAC进行早期诊断。Takeda等[4]对63例SSBE患者分别给予LCI、WLI以及BLI观察后发现，LCI可使SSBE呈紫色外观，与正常黏膜色差明显，并使栅栏血管清晰显现，易辨识鳞柱状上皮交界与胃食管连接处，与WLI和BLI相比，LCI提高了SSBE的可视性。此外，与WLI单独观察相比，LCI通过独特的色彩对比使BE癌变部分的外观和轮廓显示得更为清晰，有助于指导靶向活检[5]。

与SSBE伴发EAC相比，LSBE伴发EAC较少出现红色，此可能影响内镜检查的诊断效能[6]。有研究表明，LCI有助于SSBE和LSBE的诊断。Tokunaga等[7]对112例BE(102例SSBE、10例LSBE)患者的研究发现，LCI可强化黏膜色彩的细微差异，有助于BE中EAC的辨识，且无论是初学者或经验丰富的专家，LCI对BE和EAC的可视性评分均显著高于WLI。

3. ESCC：在WLI下，浅表ESCC病变部位略发红，与周围黏膜色差不明显，不易辨识。而LCI下呈紫红色的浅表ESCC病灶较WLI下更易辨识。Nakamura等[8]比较研究了WLI、BLI-明亮模式(BLI-brt)、LCI 3种模式辨识ESCC的能力，发现BLI-brt、LCI较WLI可增加浅表ESCC的可视性，有助于Lugol溶液不着色的多发病变和无背景黏膜着色反应病变的辨识。

LCI通过对色彩信息的分析，有助于判断浅表ESCC的浸润深度。Kobayashi等[9]的研究发现，与WLI相比，采用LCI观察时，正常黏膜与病变浸润肌层(MM)、黏膜下层上 1/3(SM1)以及更深层病变的色差值大于正常黏膜与病变浸润上皮(EP)或固有层(LPM)的色差值，且病变处血管直径与b*色调值呈正相关。LCI通过色差评估病变浸润深度无需放大观察，结合病变区域血管异常分布情况，可较早发现病变和正确评估病变的浸润深度。

二、LCI在胃部病变中的应用

1. 胃炎：Takeda等[10]根据京都胃炎分类，选取了261例患者的内镜图像在3种IEE模式(WLI、LCI、BLI-brt)下进行对比，观察每种模式诊断黏膜病变如弥漫性发红、点状发红、地图样发红、肠化生以及萎缩边界的敏感性，结果显示在LCI下上述变化更清晰，可视性明显提高。

2. 胃黏膜萎缩和胃黏膜肠化生：LCI下较深血管结构的黏膜变白或较深的弯曲凹坑提示萎缩性胃炎。一项单中心观察性研究[11]表明，LCI下黏膜浅表毛细血管网缺失或局灶性病变与其他局灶性病变或肿瘤的定义不相符，则诊断为慢性萎缩性胃炎。

WLI虽可观察到萎缩、肠化生、网状或树枝状血管透见以及黏膜褪色改变，但难以辨别与周围正常组织的界限。在LCI下，无萎缩或肠化生的胃黏膜表现为黄色，萎缩黏膜呈弥漫性发红，间隙呈白色改变，肠化生呈紫色。同时，LCI下胃底腺黏膜微发红，而萎缩区域趋于发白，萎缩黏膜的血管色泽更明显，使因慢性胃炎伴或不伴Hp感染而表现出轻微炎症的胃黏膜中，地图样红色和红色条纹对比度进一步增强，与周围黏膜色差更大，萎缩边界的可视性更好[12]。

肠化生在WLI下表现为略发白、粗糙颗粒状或凹凸不平的黏膜形态，在NBI、BLI下呈现独特的亮蓝脊结构，上述特征有助于肠化生的辨识。但肠化生往往发生于平坦黏膜，较少伴随形态改变，通常较难作出快速诊断，而LCI可通过强化发白的黏膜或棘突状表面使诊断快速、准确[13]。肠化生在LCI模式下呈特殊的淡紫色，可作为肠化生的标志性改变。LCI下肠化生的检出率和靶组织活检准确率明显优于WLI，且无需放大观察[14-15]。近年，有研究[16]证实LCI下辅助内镜染色可增强肠化生的可视性。喷洒左旋薄荷醇后，肠化生的微结构呈透明状，微血管较为模糊，凸显了肠化生区域与周围正常黏膜组织的界限。另一项前瞻性研究[17]将LCI实时应用于肠化生分级，并评估了内镜分级与病理分级的联系，提出了一种与OLGIM(operative link on gastric intestinal metaplasia)评分系统具有较大相关性的LCI下肠化生分级系统，有助于减少检查中活检的需求。一项系统性回顾和meta分析亦证实了LCI诊断肠化生的价值[18]。

3. Hp感染：Ono等[19]的研究表明，胃底腺黏膜在LCI下呈杏色(包括浅黄色-橙色-粉色)则定义为非活动性胃炎，表示目前不存在Hp感染；在WLI下呈弥漫性均匀发红，涉及整个胃底腺黏膜，而在LCI下呈深红色时，定义为活动性Hp感染性胃炎。根除Hp后的白色小隆起(可能与应用质子泵抑制剂有关)对既往Hp感染的非活动性胃炎具有诊断价值。Iwamuro等[20]和Lee等[21]的研究显示，LCI下胃底腺黏膜弥漫性或点状发红、集合微静脉规则分布消失、黏液附着，提示存在Hp感染，而弥漫性发红或深红色可作为快速诊断Hp现症感染的标志。

胃底腺黏膜发红、颗粒状糜烂、紫色黏液以及黏液湖混浊被认为是LCI识别Hp感染的4个特征性标志[22-23]。研究[19,24]显示，LCI诊断活动性Hp感染性胃炎的准确率明显高于WLI(P=0.029)；在相同放大倍数下，LCI模式可更清晰地显示表面微结构-腺管旁上皮，同时提高了观察者对黏膜颜色细微差别的识别能力，可显著提高既往Hp感染诊断的准确性(78.9%对36.8%，P<0.01)。

Hp在胃内的分布和胃黏膜形态学的改变在病程中可能逐渐发生演变，确定Hp感染的发展阶段和病理分期有益于该类疾病的临床管理。一项多中心随机对照研究[25]表明，LCI评估胃黏膜Hp感染分期与病理检查分期的一致性高于WLI。Yasuda等[26]的研究表明，将LCI技术与人工智能相结合，使用多级诊断算法协助诊断Hp感染的准确率与经验丰富的内镜专家相似，且显著高于初级内镜医师。

4. 早期胃癌：Fukuda 等[27]的研究显示，WLI下早期胃癌尤其是浅表型早期胃癌，肿瘤部分通常呈现与炎性病变相似的“红色”，两者往往难以鉴别。基于不同类型病变微血管分布深度不同，LCI下炎症的“红色”会变为紫色，而肿瘤性病变则继续保持“红色”，分化型早期胃癌呈微红色或橘红色，而周围黏膜主要呈黄色或紫色。通过背景黏膜色彩对比区分良恶性病变，而微红色和橘红色可作为辨识分化型早期胃癌的特征。此外，LCI亦可通过对黏膜表面血管的观察(如有无血管缺失)，从而有效鉴别炎症与早期胃癌[28]。Kitagawa等[29]的研究显示，LCI可通过增强颜色对比提高浅表或凹陷病变的可视性。其他相关研究[30-31]结果亦表明，LCI联合WLI对0-Ⅱb型等早期胃癌的检出能力明显高于单用WLI。

近景时，LCI可因亮度过强形成光晕而影响病变的观察，联合使用放大内镜加乙酸靛胭脂染色可提高对小凹陷型病变和早期胃癌的辨识率[32-33]。带有LED光源的内镜具有2 mm近距离观察的功能，无需放大，在LCI模式近距离观察时，其高亮度强化了肿瘤的表征和检测能力，并可避免单一LCI近景观察时产生的光晕干扰。Yoshida等[34-35]采用该内镜联合LCI研究其识别肿瘤表征和检测肿瘤的能力，结果显示与激光内镜相比，LED内镜联合LCI较WLI和BLI模式呈现的肿瘤病变更清晰明亮。

Sun等[36]通过RGB三原色系统给予早期胃癌区域和周围黏膜的色素量化赋值，结果显示，与WLI相比，LCI使病变与背景黏膜间的色差更强，对正常黏膜、扁平以及凹陷型病变的辨识度升高，显著提高了早期胃癌的检出率和诊断准确率，有助于指导靶向活检。另有研究[37]表明，采用CIELAB颜色空间系统记录L* a* b*颜色值和色差(ΔE*)，LCI的平均色差值显著高于靛胭脂染色或BLI-brt、WLI，提升了病灶与周围黏膜鲜明颜色对比，LCI对分化型早期胃癌的辨识度较后两者更佳。

WLI模式下，Hp根除后胃窦多呈片状地图样发红，且分化型早期胃癌多发生于萎缩和肠化生的胃黏膜上，导致病变区域与周围黏膜的界限模糊且缺乏癌性特征[24]。与WLI相比，LCI对周围伴有肠化生的早期胃癌的辨识优于WLI，早期胃癌病变区域呈特殊橘红、橘色或橘白色，与周围肠化生黏膜呈现的紫色形成对比。虽然少数早期胃癌亦表现出紫色，但其颜色较深且不均匀，多呈紫、红混合。LCI有助于在萎缩或肠化生黏膜的基础上检出早期胃癌[15,38]。Kitagawa等[39]比较了WLI和LCI对根除Hp后胃黏膜病变的识别能力，结果显示，根除Hp后胃黏膜上皮常伴不同程度异型增生，而被柱状上皮或低度异型增生上皮覆盖的肿瘤组织在WLI下可视性较差；在LCI下，肠化生黏膜呈特征性紫色或薰衣草色改变，LCI的能见度评分和色差值均显著高于WLI，LCI下病变检出失败率显著低于WLI；对根除Hp后早期胃癌的漏诊率由56.7%降至30.0%。在LCI高倍放大模式下，如发现黏膜表面上皮轻度不规则、黏膜腺管融合紊乱、血管形态大小不规则、腺管颜色分布不均以及周围黏膜隆起等，则提示根除Hp后改变。此外，LCI对于凹陷损伤的可视性亦明显增强，有助于早期胃癌的检出。另一项单中心研究[40]证实，LCI下地图样发红和集合微静脉缺失或不规则排列与根除Hp后早期胃癌的发生相关，可借此特征协助诊断。

5. 胃黏膜相关淋巴样组织(MALT)淋巴瘤：有临床研究[41]表明，内镜下MALT淋巴瘤组织的形态与炎症组织相似，WLI难以对两者进行鉴别，而LCI下MALT淋巴瘤病变区域呈亮红色，表面轻微红斑，凸显了平坦病变与微隆起边缘的界限，可判断病变范围和大小，发现WLI观察不到的病灶，有助于指导靶向活检和提高MALT淋巴瘤的检出率。但上述结论尚缺乏大规模临床研究证实，LCI模式下MALT淋巴瘤的诊断标准尚需进一步研究完善。

三、LCI在十二指肠病变中的应用

Okimoto等[42]对44例浅表性非壶腹部十二指肠上皮肿瘤(SNADETs)进行回顾性研究，所有病例均在LCI、WLI以及BLI-brt 3种模式下进行观察，采用CIELAB颜色空间系统记录L* a* b*颜色值和色差(ΔE*)，结果表明，LCI下典型的SNADETs病变区域呈橘色或橘红色，且不论病变周围是否存在奶白色十二指肠黏膜。与WLI和BLI-brt相比，LCI可显著增加SNADETs的可视性，增强病变与邻近正常十二指肠黏膜的色差，提高病变检出率。

四、LCI技术的发展前景

LCI通过独特的内镜图像色彩增强技术，可进一步提高消化道病变的诊断准确性、敏感性，不仅缩短了检查时间，减轻了患者的痛苦，而且降低了漏诊率。随着LCI技术应用价值不断被国内外专家团队研究和拓展，其应用领域会越来越广泛，有望成为一种值得推广的内镜诊断模式，在临床上发挥更大的作用。