人工智能电子染色及白光模式诊断食管病变的临床对照研究

麦文杰，吉凯，苏林杰，李赛英，吴强勇,林帝

食管癌是上消化道主要的恶性肿瘤，且早期无特异性症状，在体检或筛查被检出时多已处于中晚期，失去最佳治疗时机[1]。而若早期检出并进行综合治疗，患者5年生存率可超过90%[2]。因而提高食管癌早期检出和诊断准确率对指导临床和改善患者预后具有重要意义。常规白光模式内镜是目前食管癌辅助检查的主要方法，但对于食管鳞状上皮炎性病变，常规白光模式内镜仍具有一定的局限性，且食管癌阳性检出率较低[3-4]。人工智能电子染色(fuji intelligent color enhancement，FICE)根据光谱分析原理，能更加清晰的显示病变区域，提高对比度，已被用于消化道疾病的诊断[5-6]。但临床有关FICE和白光模式诊断食管病变的专项对比研究仍较少见。本研究回顾性分析本院70例食管病变患者临床资料，探讨FICE和白光模式的准确度，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究经我院伦理委员会批准同意，所有患者对研究内容知情同意并签署知情同意书。回顾性分析本院2017年1月至2019年1月70例食管病变患者的临床资料。纳入标准：①所有患者均在本院接受FICE和白光模式内镜检查，并经病理活检确诊[7]；②病历资料完整；③ 患者年龄18～65岁。排除标准：①患者依从性差，未能顺利完成检查者；②合并有自身免疫性疾病或有其他脏器恶性肿瘤者；③正在接受激素干预或有凝血功能障碍者。70例患者中男性39例，女性31例；年龄24～61岁，平均(42.85±13.26)岁；体重指数18～24 kg/m2；平均(21.03±1.85)kg/m2。

1.2 检查方法

1.3 观察指标

参照文献和共识意见[8-9]，记录白光模式和FICE模式下食管病变性质，食管炎症：食管黏膜充血水肿，血管纹理模糊，黏膜肥厚，可见浅表溃疡；食管轻度异型增生：食管黏膜呈不规则状粗糙隆起或凹陷，黏膜充血糜烂，病变局限于上皮层下1/3；食管中度异型增生：病变占上皮全层1/3～2/3；食管重度异型增生：病变组织细胞占上皮全层超过2/3；食管癌：食管黏膜局限性发红，无光泽，表面粗糙，黏膜血管紊乱或消失，黏膜形态不规则。比较白光模式和FICE模式内镜检查结果与病理结果的一致性。以恶性肿瘤结果为阳性结果，以非恶性肿瘤为阴性结果，计算并比较白光模式和FICE模式诊断食管癌性质的灵敏度、准确度、特异度、阳性预测值及阴性预测值。灵敏度、准确度、特异度、阳性预测值与阴性预测值仅以鉴别是否为食管恶性肿瘤为准进行计算。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 白光模式检测食管病变与病理结果一致性比较

病理结果显示70例患者中食管炎症8例，食管轻度异型增生6例，食管中度异型增生5例，食管重度异型增生10例，食管癌41例。白光模式与病理活检一致性较好(kappa=0.602，P=0.000)。见表1，图1。

2.2 FICE模式检测食管病变与病理结果一致性比较

FICE内镜模式检测结果与病理结果一致性满意(kappa=0.813，P=0.000)。见表2，图1-3。

2.3 2.3FICE和白光模式诊断食管癌的价值比较

FICE模式诊断食管癌的灵敏度、准确度及阴性预测值高于白光模式，见表3～5。

表1 白光模式检测食管病变与病理结果一致性比较

注：白光模式检测结果与病理结果比较，kappa=0.602，P=0.000

表2 FICE检测食管病变与病理结果一致性比较

注：FICE模式检测结果与病理结果比较，kappa=0.813，P=0.000

图1 高清内镜下食管病变 图2 FICE模式下食管病变(箭头处) 图3 染色下见食管病变(箭头处)

表3 白光模式诊断食管癌的结果

表4 FICE内镜诊断食管癌的结果

表5 FICE和白光模式内镜诊断食管癌的价值比较[%(n/N)]

3 讨论

目前，内镜结合病变黏膜多点活检是食管癌诊断的金标准，但食管黏膜创面出血可能影响观察视野，且多点活检也可增加创伤[10]，因而其具有一定的局限性。在白光模式下，内镜无法对食管黏膜的细微结构进行显象，因而对炎性病变和异常增生性改变的鉴别诊断有一定难度，可造成误诊[11]。另外，白光模式内镜对食管癌的检出依靠对食管黏膜的观察，受影像资料和操作者工作经验和技术水平限制，检出率不甚满意[12]。内镜染色已被广泛应用于食管癌的筛查和诊断，通过染色更易识别食管病变，提高活检阳性率[13-14]。但近年来也有报道显示因染色剂覆盖食管黏膜，可能导致成像不佳，反复多次染色也延长了内镜操作时间，影响诊断效能[15]。

FICE基于光谱分析原理，将单一波长赋予红、蓝、绿不同颜色，设定400～600 nm任意波长，从而利用不同波长穿透食管黏膜深度的不同，对食管黏膜细微结构进行显像[16-17]。易楠等[18]也认为利用FICE技术可观察不同层次和深度的食管黏膜组织，明确食管病变性质。本研究利用FICE观察食管病变特点，为诊断提供依据。FICE具有表面增强和对比增强功能[19-20]，从而将食管表面病变放大，同时使各组织结构显像的对比度提高，以清晰观察食管黏膜病变的起伏状态，鉴别黏膜表面的细微结构及边界，这对于提高食管中重度异型增生诊断的准确性具有重要意义，为临床提供参考，有助于避免盲目活检。本研究结果也显示FICE与病理结果具有满意的一致性，且诊断准确度高于白光模式。

但本研究显示FICE与白光模式内镜诊断食管病变的灵敏度和阳性预测值差异均无统计学意义，提示FICE对食管癌性质的判断并无显著优势，这可能与纳入样本量少有关。另外，在白光模式内镜下食管癌边界等重要信息也可得到清晰显像，这使FICE鉴别恶性肿瘤病灶的优势并未充分发挥[21]。此外，部分活检标本与内镜留取图像的区域不一致也可能影响其诊断效果，使两种检查方法的灵敏度无显著差异。与白光模式内镜比较，FICE优势主要在于对食管黏膜微小血管和细微腺管形态结构的判断[22]，FICE能更准确的反映食管病变表面的凹凸起伏，发现白光模式下难以发现的细微病灶，而对于典型病理表现，二者并无显著差异。因而，FICE较白光模式内镜可提供更多、更细微的影像资料，为临床判断提供更多参考，提高诊断的准确性。

综上，FICE较白光模式内镜诊断食管病变准确性更高，具有较好的临床应用前景。