联动成像内镜诊断幽门螺杆菌的应用研究进展

廖正威 王培龙 张毅强 黄 磊赵仁轩

幽门螺杆菌(Helicobacter pylori，Hp)是一种革兰阴性致病菌，与诸多消化系统疾病密切相关，主要包括慢性胃炎、消化性溃疡、胃黏膜相关淋巴样组织淋巴瘤和胃癌[1-2]。Hp感染者多无明显症状，部分患者可有非特异性消化不良症状的表现，据统计我国约有一半人口为Hp感染[3]。《京都全球共识报告》明确指出全世界所有Hp阳性个体都应接受根除治疗[4]。准确的诊断是有效治疗的基础，近年来随着内镜技术中图像增强内镜(Image-enhanced endoscopy，IEE)的发展，为镜下诊断Hp感染提供了新的帮助。目前IEE技术主要包括：窄带光成像内镜(Narrow-band imaging，NBI)、智能电子分光内镜(Flexible spectral imaging color enhancement，FICE)、蓝光成像内镜(Blue light imaging，BLI)、联动成像内镜(Linked color imaging，LCI)等[5]，LCI由于其独特的观察优势而成为镜下诊断Hp的一个热点，本文就LCI在诊断Hp中的应用研究现状做归纳与总结。

1 LCI的原理及优势

由于光照不足引起的视野黑暗和无法清晰呈现胃黏膜的微细结构，白光内镜(White light imaging，WLI)的有效性和准确性不甚理想，NBI与BLI也存在成像视野偏暗、诊断率偏低的问题。因此日本富士公司开发研制出一种新的内镜系统——LCI，此系统将激光照明技术和特有的图像处理技术结合，又将LASEREO系统专用的色彩增强功能应用到该系统中，增加了色差和对比度，并通过结合波长为410 nm和450 nm的短波光源和白光光源(短波光源可对黏膜表层血管等微细结构进行更为精确细致的观察，白光可以提高观察时的亮度)保证了视野的清晰度[6-8]。

有研究表明LCI在4 cm的观察范围内移动，观察图像的像素值无明显变化且颜色具有良好的保真度[9]。故LCI在确保图像亮度的条件下，光学染色特性良好，从而有利于对胃黏膜整体的远景观察。LCI有利于内镜医师迅速而准确地发现病变区域，可通过缩短内镜检查时间而减轻病人的痛苦，也没有增加内镜检查的费用，并且可以提高内镜下靶向取检检测Hp的准确性，是一种既高效又经济的内镜检查技术[10]。

2 LCI诊断Hp感染的依据

《京都胃炎分类》指出Hp感染的胃黏膜在内镜下可见到胃体部和胃底部的点状发红、弥漫性发红、集合静脉(Regular arrangement of collecting venules，RAC)消失、胃固有腺体萎缩、肠上皮化生等多种镜下表现[11]。HIDAKA等[12]研究显示，胃体规则分布RAC对预测Hp感染敏感性和特异性分别为100%和90%。YAGI等[13]研究表明放大内镜(Magnifying endoscopy，ME)下无Hp感染多表现为整齐排列的RAC和胃小凹。LCI色彩强调模式有利于RAC的观察，并且LCI模式也可联合使用有利于对Hp感染的诊断。专家们推荐先联合使用WLI和LCI对整个胃进行观察，一旦发现可疑病灶，再用ME进一步观察，但局限于胃窦的Hp感染在观察时可能做出假阴性的诊断，因为对RAC的识别和ME下的分型都建立在对胃体的观察基础之上[14]。

Hp感染后会出现胃黏膜发红，是病变黏膜因炎症所导致的充血水肿所致，表明弥漫性红色是诊断Hp感染的重要特征[15]。KATO等[16]研究也表明弥漫性发红、斑点性发红对诊断Hp感染有一定价值。WLI下轻微的红色黏膜在LCI模式下可出现深红色的表现，有助于内镜医生发现WLI下难以判断的轻微炎症[10]。

Hp感染后还可出现胃固有腺体萎缩、肠上皮化生等表现。WLI常常难以对萎缩、肠上皮化生做出准确的诊断，而LCI具有白色调增强功能将帮助内镜医师更易发现萎缩的边界[17]。LCI可通过结合病变部位的形态学特征和色调差异，提高内镜诊断肠上皮化生的价值，其准确率可达80%以上，并可确定肠上皮化生的边界[9]。

3 LCI诊断Hp的研究现状

3.1 LCI诊断Hp的常规研究

目前LCI诊断Hp感染的研究众多，主要是通过内镜医师的经验对Hp感染做出主观判断。DOHI等[18]回顾性分析60例接受WLI和LCI内镜检查患者的图像，通过LCI提高胃底腺黏膜的发红程度以判断哪种图像对诊断Hp更有价值。结果显示，WLI诊断Hp感染的准确度、灵敏度和特异度分别为74.2%、81.7%和66.7%；LCI分别为85.8%、93.3%和78.3%，LCI的准确度和灵敏度明显高于WLI。证明了LCI可以通过强调胃底腺黏膜的弥漫性红色来识别活动性Hp感染。CHEN等[19]比较LCI与ME的诊断效能，结果显示LCI、ME、LCI联合ME诊断Hp感染的准确度分别为78.38%、81.98%和78.38%。显示LCI与其他2组研究结果并无显著差异，但在诊断Hp感染上具有较高的敏感度和特异度，可作为实时诊断Hp感染的一种初始筛查工具。LEE等[20]通过WLI和LCI对100名患者进行内镜检查，结果显示WLI诊断Hp感染的敏感度、特异度分别为32.4%、93.3%，LCI分别为57.4%、91.3%、88.7%和64.3%。WLI和LCI诊断Hp感染的准确率分别为70.8%和78.8%。该研究表明LCI诊断Hp感染的准确度和敏感度明显高于WLI，LCI可以更清楚地识别Hp感染。

上述研究肯定了LCI对诊断Hp感染的价值，特别是较WLI有更高的敏感度和特异度，可作为实时诊断Hp的工具。但以上报道存在的问题主要包括样本数量偏少，因此建议内镜医师应该熟练掌握，内镜医师的经验水平存在差异，需要更多的研究进行验证。

3.2 LCI与色彩学结合诊断Hp感染

为寻求LCI对诊断Hp感染价值的客观依据，研究者们通过其与色彩学的结合进一步探究LCI对Hp感染的诊断价值。王菲等[10]为比较LCI与WLI对Hp感染的诊断价值，用取色软件测量2种模式下可疑Hp感染区域的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的像素亮度，R/(G+B)比值用于建立预测Hp感染的受试者工作特征曲线。结果显示，LCI建立的曲线AUC、cut-off值、灵敏度和特异度分别为0.616、0.967，0.955和0.298；WLI分别为0.529、2.638、0.455和0.766。表明了LCI较WLI诊断Hp感染具有更高效能，可作为一种辅助诊断Hp感染的定量方法。SAKAE等[21]为寻求根除Hp后胃黏膜的颜色变化的客观指标，对Hp根除前和Hp根除后1年的病例进行胃镜检查，记录胃体和胃窦较大曲率的图像并进行活检，在图像周围设置感兴趣区域(ROI)，并使用CIE L*a*b*颜色模式计算根除前后的色差，以分析相应ROI颜色值与组织学之间的关系。结果显示LCI组的色差显著大于WLI组，LCI诊断Hp感染的a*值的准确性比WLI高约10%。由于LCI强调减少弥漫性发红，LCI可能有助于预测内镜检查期间根除Hp的治疗效果。

以上研究通过对色差客观量化的分析，证明了LCI较WLI对诊断Hp感染更具优势，但由于涉及多学科的融合，目前国内外这方面的研究较少，期待未来有更多多中心的研究能进一步验证LCI对Hp感染的诊断价值。

3.3 LCI与人工智能结合诊断Hp感染

人工智能(Artificial intelligence，AI)是目前一项热点研究，发展迅猛，具有效率高、效果稳定、可节约人力成本等优点。WU等[22]发现可通过AI识别特征性的消化道结构，并且可以提示内镜检查中遗漏的部位，进而降低内镜检查漏检率。NAKASHIMA等[23]开发了一项计算机辅助(CAD)系统，一个用于LCI(LCI-CAD)，另一个用于WLI(WLI-CAD)。结果显示，LCI-CAD系统对未感染、当前感染和根除后状态的诊断准确率分别为84.2%、82.5%和79.2%，基于LCI-CAD数据的诊断准确率高于WLI-CAD。YASUDA等[24]开发了另一AI系统，该系统主要是运用一种多阶梯的诊断算法对AI进行训练，再用训练后的AI使用LCI自动诊断是否存在Hp感染的患者，并比较该CAD系统与不同内镜医生对Hp感染的诊断能力。AI系统诊断Hp感染的准确度、敏感度、特异度分别为87.6%、90.4%、85.7%。结果表明AI系统诊断Hp感染的准确率与有经验的内镜医师比较没有显著差异。但该系统对Hp感染根除后患者的诊断能力有所不足，需要学习更多的图像并改进算法。

已有文献表明LCI与AI的结合能更加准确和高效地诊断Hp感染，并能对经验缺乏的内镜医师提供更多的帮助，作为一个辅助诊断的工具，LCI与AI结合对诊断Hp感染极具优势，在未来值得进一步推广。

4 结语

随着对Hp感染危害更深入的认识，人们开始积极控制 Hp的流行，针对各种Hp的检测方法也各有利弊，内镜技术中的LCI由于其独特的观察优势，为诊断Hp感染提供了新的帮助，该检测技术通过诸多内镜医师的验证，与色彩学及AI的结合进一步提高了其对Hp感染的诊断价值，特别是与AI的结合有很大发展潜力，在未来值得进一步推广。但上述研究也存在一些缺陷，首先LCI对Hp感染的诊断水平受内镜医师的经验水平影响，从而导致个体间诊断存在差异，上述研究多为单中心研究，样本量偏少，期待未来有更多多中心的大样本研究投入其中，进一步验证和开发LCI的价值。