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EUS及其相关技术在胃肠道间质瘤诊断中的应用现状

2021-11-30马翠华杜会卿综述孟宪梅审校

河北医科大学学报 2021年8期
关键词:敏感度危险性灰度

马翠华,杜会卿(综述),孟宪梅,李 熳(审校)

(1.内蒙古科技大学包头医学院第二附属医院消化内科,内蒙古 包头 014030;2.河北省邢台市人民医院消化内科, 河北 邢台 054030;3.天津医科大学第二医院消化内科,天津 300211)

胃肠道间质瘤(gastrointestinal stromal tumor,GIST)起源于间充质细胞,过去常被误认为平滑肌瘤、神经鞘瘤或其他良性肿瘤。GIST有恶性潜能,部分有复发转移特点,以腹膜和肝脏转移多见,肺、骨和淋巴结转移较为罕见[1]。GIST常无典型临床表现,往往在内镜检查时发现,因病变位于黏膜下,常规镜下活组织检查为阴性,而EUS及其相关技术对GIST的辅助诊断价值高且已在临床中应用。

1 EUS特点及其相关技术在GIST诊断中的应用

EUS可以弥补普通内镜的不足,能清晰显示黏膜下病变的层次结构以及毗邻脏器。正常消化道管壁在EUS下由腔内向腔外分五层结构,回声特点为“三亮夹两暗”,三亮分别为:第一层为高回声的黏膜层,第三层为高回声的黏膜下层,第五层为高回声的浆膜层;两暗为:第二层为低回声的黏膜肌层,第四层为低回声的固有肌层。EUS对GIST术前辅助诊断价值高,被评价为GIST术前诊断的首选检查方法,但其诊断存在主观性,易受到超声内镜检查医师的操作经验甚至肉眼判别能力的影响[2]。因此若能将GIST的EUS图像信息转化为客观指标或将EUS与其他技术相联合用于协助GIST的诊断,以将更多的GIST与其他黏膜下肿瘤(submucosal tumor,SMT)区分开来,让那些患有良性SMT的患者免受手术带来的经济和心理负担。EUS及其相关技术,如图像分析技术、超声内镜-弹性成像(endoscopic ultrasound-elastography,EUS-EG)、造影增强-超声内镜(contrast enhanced-endoscopic ultrasound,CE-EUS)、超声内镜引导下细针穿刺活组织检查(endoscopic ultrasonography guided fine needle aspiration biopsy,EUS-FNA)在GIST诊断中的应用越来越普遍,将更多的GIST与其他良性SMT区分开。

1.1EUS图像分析技术及其在GIST诊断中的应用 EUS是近三十年来兴起的将内窥镜与超声技术相结合的检查技术。一方面可通过内镜直视消化道腔内的形态,另一方面通过实时超声扫描,能清晰显示消化道管壁的各层回声特点以及黏膜下肿瘤起源层次和毗邻结构,从而提高了内镜与超声的双重诊断水平。EUS在胃肠道黏膜下肿瘤鉴别诊断中普遍应用,尤其在GIST与其他SMT鉴别过程中。GIST在EUS下表现有一定特点:多起源于固有肌层,边界清晰,瘤体小者呈均匀低回声,瘤体大者呈混杂高回声或偏高回声,形态不规则,向腔内或腔外生长[3]。但EUS诊断过程中存在主观性,因此有研究报道了图像分析技术将GIST的EUS图像特点转化为具体数据,能诊断出单用EUS检查未鉴别出的GIST。

图像分析技术应用较多的为Photoshop软件。Photoshop 软件是 Adobe 公司开发的图像处理软件,主要处理以像素所构成的数字图像,它作为一款图像分析及处理软件,因操作简单、功能强大,已在医学及科研中被广泛应用。Photoshop 软件可分析EUS图像所包含的灰度信息,将不同的灰度信息以具体指标及数值表示,回声强度的高低可由灰度平均值表示,回声均匀程度由灰度标准偏差表示[4]。

Lee等[4]报道了用Photoshop软件辅助EUS鉴别胃GIST和非GIST的效果较好。此项研究纳入了年龄、性别及起源层次等特点,并设定了一项评分系统用于区分胃GIST和非GIST。当年龄、灰度Tmean和Tsd的临界值分别为57.5岁、67.0和25.6时,区分胃GIST和非GIST的敏感度和特异度均达到最高。设定GIST的预测评分系统如下:灰度Tmean≥67.0时设为3分、年龄≥58岁为2分、Tsd≥26为1分,当总分≥3分时设为将胃GIST从非GIST中鉴别出的的判定标准,则敏感度、特异度和准确度分别为86.5%、75.9%和83.5%。另有学者用Photoshop软件来评估胃GIST的危险性[5],当GIST危险性越高,灰度Tmean和Tsd值越高,即危险性越高的GIST回声强度总体上越强,回声均匀性也越差。

综上所述,图像分析技术可辅助EUS对GIST的诊断,此类图像分析技术简单易操作,还可避免仅用EUS诊断过程中所存在的主观性,值得在临床上进一步推广。

1.2EUS-EG技术及其在GIST诊断中的应用 EUS-EG是利用超声探头沿探查方向给组织加压后,依照各种组织不同的弹性系数以评价组织或病变的弹性,被用来对良恶性病变进行鉴别。EUS-EG的诊断有定性、半定量和定量三种方法。定性诊断是通过弹性成像的颜色改变评价组织的硬度,不同的颜色代表不同硬度,红色软,蓝色硬,黄色和绿色介于两者之间,采用弹性成像评分标准(5分制)[6]定性区分不同硬度的良恶性病变。半定量诊断方法有两种:一种是采用肿瘤区和周围正常组织区之间的应变率比值(strain ratio,SR)[7],此方法可增加结果的准确率,已被用于消化道黏膜下良恶性病变[7]的鉴别;另一种半定量方法是用应变直方图分析,应变直方图显示了弹性成像图上病变内颜色的有序分布,以灰度显示,明亮的颜色表示硬组织,而黑暗的表示软组织[8]。第三种方法为定量诊断,弹性成像可通过力学知识转化为杨氏模量(kPa),用具体数值表示病变弹性软硬程度来鉴别良恶性病变。EUS-EG因其具有无创、实用、易操作、费用低等特点,可在EUS基础上为医师提供更多信息以提高恶性病变的检出率,目前已用于胃肠道黏膜下良恶性肿瘤的鉴别诊断[7]。

叶颖剑等[7]用EUS-EG半定量方法SR比值对胃黏膜下良恶性病变进行分析,发现良性和恶性组平均应变率和中位SR差异均有统计学意义(P<0.05)。现阶段将EUS-EG用于对胃肠道良恶性肿瘤的鉴别较多,此良性肿瘤是依据弹性成像评分原则定义的,可能包括部分低危和中危GIST,因此该技术目前更常用于识别恶性程度高的GIST。

综上所述,EUS-EG可在EUS基础上为医师提供肿瘤的硬度,进而通过定性、半定量或定量诊断方式提高对GIST诊断的准确率,为EUS-FNA获取不到合格组织又不愿直接手术的患者提供了另一项检查方式。目前国内外对EUS-EG用于胃肠道间质瘤诊断的研究较少。EUS-EG具备无创、实用、易操作等优点,还可避免EUS诊断的主观性,为GIST的早期诊断提供了较先前多一种选择的检查方式,避免了不必要的有创操作,有临床应用价值。

1.3CE-EUS及其在GIST诊断中的应用 CE-EUS是将超声与内窥镜相结合,并通过造影剂将病灶内微血管及其灌注模式可视化的一项新型技术。CE-EUS因具有安全性强、快速、操作简便等优点,目前在胰腺、淋巴结、胃肠道、胆囊等良恶性病变鉴别诊断中广泛应用。谐波CH-EUS是应用二代微泡态造影剂静脉注射,通过选择性谐波检测元件检测造影剂的非线性信号,同时删除或分离组织产生的线性信号,从而增强微泡态造影剂对微血管及微灌注的显示能力。CH-EUS避免了传统多普勒超声对慢血流、微血管的不显影,还可避免血管运动产生伪影的特点。多项研究已验证了CH-EUS对GIST与其他SMT以及不同危险等级GIST之间鉴别的价值。

Pesenti等[9]对经病理确诊的14例(5例GIST、9例良性SMT)胃或食管SMT行CH-EUS检查,5例GIST在早期(几秒钟后)和晚期(>30 s)均有强化,而9例良性SMT中仅1例LM表现出不均匀强化,其余8例均未见强化,因此CH-EUS可作为EUS辅助GIST和LM鉴别的补充工具。Kamata等[10]对73例(GIST 58例、良性SMT 15例)上消化道黏膜下肿瘤行CH-EUS检查,结果显示GIST过度强化率和不均匀强化率均高于良性SMT(84.5%vs.26.7%、36.2%vs.13.3%)。若以过度强化为GIST的判定标准,则CH-EUS诊断GIST的敏感度、特异度和准确度分别为84.5%、73.3%和82.2%。若以不均匀强化为GIST的判定标准,则敏感度、特异度和准确度分别为36.2%、86.7%和46.6%。因此该研究得出过度强化和不均匀强化是GIST的强化特征。GIST表现为过度强化并可以用来与良性SMT鉴别。

随着CE-EUS技术的不断发展,已有基于CE-EUS特征建立的GIST无创预测模型,用于对GIST与良性SMT以及不同危险等级GIST之间的准确鉴别。Chul等[11]对37例GIST和33例LM研究发现:GIST组较LM组有更高的血管强化阳性率(81.1%vs.15.2%,P<0.05)和不均匀强化率(51.4%vs.15.2%,P<0.05),GIST组长短轴比(long-short axis ratio,LSR)较LM组低(1.30vs.1.76,P<0.05)。行ROC曲线评估LSR预测GIST的效果,AUC为0.856,当LSR=1.475时,区分GIST和LM的敏感度和特异度最高。另外,多因素Logistic回归分析示血管强化阳性和低LSR是GIST的2个独立预测因素,两者用于将GIST从LM中鉴别出的敏感度分别为83.8%和81.1%。当将LSR<1.475和血管强化阳性作为GIST无创预测标准,则特异度和阳性预测值均高于90%(93.9%、92.3%)。Sakamoto等[12]对CE-EUS、对比增强多层螺旋CT和多普勒超声检查在检测高危险性GIST瘤内血管的敏感度进行比较,发现CE-EUS的敏感度为100%,优于另外两种检查。同时Photoshop软件直方图量化低危和高危GIST的血管强化和灌注特点并对其进行分析,直方图的单峰和双峰分别表示均匀强化和不均匀强化。Sakamoto等[12]将GIST在CE-EUS下的图像模式分为两种类型:Ⅰ型为血管图像上的规则血管和灌注图像上的均匀增强;Ⅱ型为血管图像上的不规则血管和灌注图像上的不均匀增强。所有Ⅰ型均为低危险性GIST(n=8),21例Ⅱ型肿瘤中,5例为低危险性GIST,其余16例均为高危险性GIST。若以Ⅱ型肿瘤特点为高危险性GIST的诊断标准,此敏感度、特异度和总准确度分别为100%、63%和83%,可见对低危险性和高危险性GIST鉴别的敏感度高达100%。

综上所述,CE-EUS对GIST与LM以及不同危险性GIST之间的鉴别准确性不低。低LSR、血管强化阳性、不均匀强化均为GIST与其他良性SMT鉴别的特征。未来可能会在CE-EUS基础上发现更多用于鉴别GIST和其他SMT或评估GIST治疗效果的指标。

1.4EUS-FNA技术及其在GIST诊断中的应用 EUS-FNA对GIST术前诊断准确率有较大波动,最高达90%以上,最低不足50%。因其在检查过程中存在取材不足、假阴性高、术后并发症多等缺点,国内尚未对其普遍应用。目前国外采用EUS-FNA对胰腺良恶性病变、胃肠道SMT鉴别的研究较多,研究发现EUS-FNA可将许多良性肿瘤与潜在恶性或恶性肿瘤区分开来,避免了不必要的手术治疗。EUS-FNA在GIST诊断中的应用也较常见。

Kim等[13]对贲门部SMT行EUS-FNA检查,诊断率为86.9%(93/107)、13.1%(14/107)未明确诊断。26例GIST行手术切除,术后病理与术前诊断一致率为100%,其中有20%为高危险性GIST。贲门部SMT术前行EUS-FNA检查以将良性和潜在恶性或恶性肿瘤区分开很有必要。此技术可以避免良性肿瘤患者的手术治疗。有研究报道病变直径的大小会影响EUS-FNA诊断的准确率。Attila等[14]研究验证了上述结论。Attila及其团队成员将22例上消化道黏膜下病变分为直径<2 cm(n=10)和>2 cm(n=12)两组,发现EUS-FNA对直径>2 cm组的诊断准确率明显高于直径<2 cm组(91.6%vs.50%,P<0.05)。

另有多项研究报道了病理学家快速现场评估(rapid on-site evaluation,ROSE)在EUS-FNA术前诊断过程中有提高其诊断准确率的作用。Tamura等[15]对比了有ROSE(n=22)和无ROSE(n=10)EUS-FNA对GIST诊断的准确率,结果显示有ROSE组诊断准确率显著高于无ROSE组(100%vs.80%,P<0.05)。另外,两者穿刺的次数及平均手术时间差异无统计学意义(P>0.05)。Sandoh等[16]对59例胃GIST进行EUS-FNA检查的过程中均行ROSE,术前术后诊断结果一致率为83.1%(49/59),假阴性率为13.6%(8/59),有2例未行细胞学检查。此研究认为EUS-FNA快速现场评估可以获取足够的标本,能提高对胃GIST患者术前诊断准确率。ROSE在EUS-FNA过程中作用是显著的,可以立即反馈取材是否不足或是否恰当,还可减少或避免无效穿刺,以提高诊断准确率。

综上所述,EUS-FNA技术在直径<2 cm的GIST诊断中安全性高。尽管ROSE对EUS-FNA诊断准确率及取材合格率有提高作用,但由于病理学家出现在诊断现场存在一定困难,因此,对于此困难可由经过一定培训的内镜医师来代替进行解决,但最终细胞学或免疫组化结果仍必须交由经验丰富的病理学专家诊断。

2 总结和展望

EUS及其相关技术已在GIST诊断中广泛应用,这些技术在EUS检查基础上为内镜医师提供更多辅助诊断信息,被誉为内镜医师的“第三只眼”。随着各种EUS相关技术的发展,相信在将来EUS相关技术在GIST、胃肠道黏膜下肿瘤以及其他良恶性病变的鉴别过程中应用更加普遍,甚至在恶性肿瘤的靶向治疗、评估治疗效果中也会有更广阔的前景。

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