2023内镜下肠道息肉大小测量方法的研究现状与进展（全文）.docx

2023内镜下肠道息肉大小测量方法的研究现状与进展（全文）提要肠镜筛查和及时的内镜下息肉切除可降低肠道肿瘤的发病率和死亡率。息肉大小的确定对于评估肠道肿瘤的风险以及内镜监测间隔的建议至关重要。内镜医生的主观判断是临床实践中评估息肉大小的普遍方式，但准确性受学界质疑。本研究总结了目前国内外对肠道息肉大小测量的标准及方法的研究现状，为临床实践提供参考以期探索出能够适用于临床的测量技术方法。【关键词】肠息肉；风险评估；生物测量学；内窥镜检查肠道息肉是肠黏膜上突向肠腔的隆起性病变，在未确定病理类型前统称为息肉，以结直肠多发。依据病理类型可分为腺瘤性和非腺瘤性息肉，其中腺瘤性息肉是临床常见的病理类型，也是肠道癌症的癌前病变。肠癌是威胁我国居民生命健康的主要癌症之一，造成了严重的社会负担【1】。息肉大小作为肠癌的危险因素之一，与肠癌的筛查、术式的选择、观察期的长短均息息相关。根据我国最新的指南"I,对直径5mm的微小病变，推荐使用圈套器切除术，其中直径2mm的病变推荐使用活检钳钳除；对直径69mm的小型病变，推荐使用圈套器切除术尤其是冷圈套器切除术；对直径10mm隆起型病变（Ip型、ISP型、IS型），则推荐根据其蒂部特征选用合适的圈套器切除术进行处理。根据欧洲肠癌筛查指南【3】，对于大小不同的锯齿状息肉的观察期亦不相同（10mm且无不典型增生完整切除者，建议10年随访期J10mm完整切除者,则无论其病理类型均需3年后随访）。因此，在内镜检查中准确测量息肉大小，对于患者的适时诊治至关重要。一、肠道息肉的测量标准与误差对于息肉大小测量的主流方式包括内镜下原位测量、取出的新鲜组织即时测量以及福尔马林（40%甲醛溶液）固定后病理标本测量。在临床实践中，由于受内镜技术等因素限制，仍多以内镜医师的主观评价作为内镜下原位测量息肉大小的主要标准。该方式误差包括：有研究指出，内镜和基于病理的肠息肉大小评估之间存在显著的不一致，且内镜医师的内镜检查经验、腺瘤检出率等因素与之并无明显相关性【4】；一项澳洲的实验提示内镜自身的鱼眼镜头效应（即因光学原理产生的桶形畸变，使画面中心的图像被放大，而周围画面缩小扭曲）会导致观察偏倚5。部分研究者将即时取出的新鲜组织的测量大小视为金标准6.1。该方式误差包括：息肉切除后，由于电刀效应引起的组织萎缩和血管塌陷，可能导致息肉缩小；部分小息肉的取出通过抓取器械或通过内镜通道吸引等方式，亦可能导致组织压缩、变形进一步引起对息肉大小的错误估计；对于分片切除的大息肉来说，更是无法准确评估。另有研究者将病理标本的测量结果视为金标准W该方式误差包括：Gopalswamy等报道，与新鲜组织的测量相比，福尔马林固定后的组织明显缩小；因固定后的非盲法测量，以及福尔马林固定的持续时间不一致等因素，使该研究有一定的局限性。相反，在一项标准化上述因素的研究结果显示，新鲜组织测量和福尔马林固定后组织测量之间并无显著差异口214。二、肠道息肉大小的低估与高估在内镜检查过程中实时评估息肉大小是困难的。通常的临床做法是在内镜检查中目测息肉大小，这可能低估或高估息肉大小。梅奥诊所的研究人员对1528例息肉进行回顾性研究，结果显示46%的息肉在内镜检查中被估计为1cm,与病理测量相比被高估了，而被估计1cm的息肉中，只有3.9%被低估4,研究人员进一步根据息肉的固有特性进行亚组分析，经过多变量分析后，只有无蒂形态是高估的相关因素。女性为边缘显著因素，这一现象可能是由于性别相关的肠道直径差异造成的内镜错觉，女性某些结直肠部分的平均直径比男性更大，因此同样大小的息肉在女性的肠道就会在视觉上显得更大【15-16。此外，其他临床上重要的因素也被纳入该研究。在单变量分析中还发现了其他影响因素，即增生性息肉和近端结肠息肉，而这些因素在多变量分析中无显著特异性。在增生性息肉中，高估似乎是可能的，因为这些息肉通常是扁平的，往往缺乏清晰的边界。有趣的是，与低估相关的因素是无蒂锯齿状腺瘤，同样可能是由于扁平的形态和不清楚的边缘影响判断。因此，内镜医师在估计右侧结肠扁平息肉的大小时需要特别注意。息肉大小被高估可能导致监测间隔过短以及费用的增加，被低估则可能导致不适当的长时间监测间隔，并增加间期消化道癌症的风险。三、肠道息肉的内镜测量方法值得关注的是，由于息肉分片切除、取出过程中的碎裂和其他因素，使得离体测量难以实现。在梅奥诊所的研究中，超过一半（75%）的息肉由于未能完整取出等因素而无法进行体外测量141。类似的情况在其他临床研究中均普遍存在口7】。因此，为改进内镜评估病变大小而设计的一系列新工具应运而生，包括基于活检钳、注射针、圈套器及透明帽等内镜器械改良发明的测量工具。（一）非辅助目测评估非辅助目测评估，即内镜医师根据自身经验不借助其他参照物评估病变大小，这也是临床内镜检查普遍使用的方式。一项对15位胃肠病专家的研究显示，多数人一直错误估计腺瘤的大小，导致35.2%的术后不恰当的监测建议【18】。止匕外，内镜医师对于病变大小的主观评价还表现出丛集效应,特别集中于终端数值点如1cm、5mm等14,17,19-20O（二）内镜测量设备辅助评估1 .基于活检钳的测量设备：开放性活检钳打开时直径为8mm,因此可以用来快速评估这种大小的病变【6。但其他大小需要与活检钳比较进行目测估计。与线性探针类似，开放性活检钳不能总是沿着病变的最大直径对齐，从而引起半主观的估计【6。一次性刻度活检钳（disposablegraduatedbiopsyforceps,DGBF）是JiS等8设计的一种在传统活检钳上使用医用颜料标记的可精确到1mm（总长度为3cm）的活检钳。对于1cm的息肉，其准确率可达86.7%o但这种刻度活检钳也因受活检钳自身特性限制，只能沿管腔纵轴测量。尤其当遇到结肠侧向发育型肿瘤，测量无法在一个视图中确定时，评估更有可能偏差。有研究结果显示，对于2cm的14例息肉患者，仅8例（57.1%）可准确测量。为此该团队进一步设计了一种以DGBF为"标尺"的内镜病变测量系统（endoscopiclesionmeasurementsystem,ELMS）,并在临床中评估其准确性【切，结果15例2cm的息肉患者中ELMS准确评估了12例，而采用DGBF的6例均未准确测出。然而这两项研究中2cm的息肉样本量均过少，应包含更多的样本量以评估验证其临床价值。2 .带有刻度鞘的测量设备：由于内镜下手术中使用活检钳等设备耗时耗费，因此Hyun等【J】在手术中所需常规器械上加以改进，即在注射针和圈套器的外鞘末端，以5mm（总长度为3cm）为间隔用不同颜色标记。因其无须额外设备，故临床应用更为便捷，且未增加额外成本。此外刻度鞘还可根据临床需要简化为1Cm的独立标记以便分类。一项临床研究显示，在估计直径10mm的息肉中，刻度鞘组的准确率（87.5%）较目测组（46.6%）和活检钳组（58.3%）显著提高。而在另一项体外肠模型研究中，Kaz等H”使用带有刻度鞘的圈套器测量已知大小的息肉，将其按照微小（05mm）、“小（69mm）、大（10mm）标准分类，虽然准确率从48.5%提高至IJ60.3%,但其测量结果仍存在1.8mm(03mm)的较大测量误差,故刻度鞘的测量精度性尚需进一步提高。3 .基于透明帽的测量设备：透明帽作为一种内镜镜辅助设备，通过退镜时抚平黏膜皱裳来增加黏膜表面的可视性，扩大视野，从而具有缩短插管时间、改善腺瘤检出率等临床意义22。目前基于透明帽设计的测量设备包括校准帽和网格透明帽(gCAP)两种7,23。校准帽是由日本学者通过在透明帽的内周贴上一层刻度塑料薄膜制成，塑料薄膜上以1mm间隔标记的连续实线和以5mm间隔标记的虚线组成。在临床结肠镜检查中，能否迅速评估息肉是否为5(或6)mm尤为重要。息肉切除前使用校准帽估计的大小为(6.06±1.23)mm,明显大于息肉切除后的大小(5.48±1.31)mmo且透明帽自身受息肉位置影响较小，如对于弯曲的乙状结肠，使用开放性活检钳、线性探针等方法时则经常偏离，导致结肠镜检查医生看不到目标息肉，透明帽便体现出其优越性。然而校准帽的限定值为8mm,即可设定8mm及以内的任意大小为校准值，对于8mm的息肉，则不适用该装置。网格透明帽是韩国延世大学发明设计的一种测量工具，即在透明乙烯纸上绘制间隔为1mm的网格，将网格纸固定在监视器的透明帽内圆上。当检测到息肉时，内镜医生戴上透明帽，通过计数外部栅格来评价息肉大小。经研究发现，网络透明帽在5mm的息肉中更为准确。但同样受透明帽大小的限制，不能测量11mm的息肉。4 .激光探头：激光探头可以嵌入到传统的内镜中，通过将一个已知形状和大小的网格投射到组织上而进行尺寸测量【。该技术提供了与使用传统的活检钳和圈套器相当的精度，并且其内镜医师评估满意度较高，同时具有保持内镜通道畅通的额外优势。但是其所需时间较长，使用激光探头测量的平均时间（54s）显著高于目测（20S）,临床实用性较差，还需进一步改良。（三）人工智能（AI）应用于内镜下测量的前景AI是模仿人类认知功能在社会不同领域完成一定任务的机器智能，被称为21世纪公共医疗卫生服务最具突破性的创新技术【24。Al正在迅速成为我们内镜检查实践的一部分，但截至目前，还缺乏关于AI辅助测量消化道病变大小的数据。来自伦敦伊丽莎白女王医院的一份报告提供了这一领域的第一批经验25。该团队分别发展了基于三维重建（SfM）的方法和建立了一个基于卷积神经网络（CNN）的深度学习（DL）模型的方法。SfM是从一系列包含视觉运动信息的多幅二维图像序列中估计三维结构的技术，通常用于地形研究。该研究提示猪结肠模型中（22个猪结肠模型视频记录）SfM的平均诊断准确率为85.2%,优于内镜医生（准确率59.5%）o而CNNDL模型将病变（10个人类视频记录）区分为5mm和5mm,其准确率为80%o但这两种技术都有一定的局限性,基于SfM的方法更适合于人工制造的息肉，而当应用到现实世界中时，这项技术被证明是非常具有挑战性的；CNN对于息肉大小的实时分类效果很好，但它需要大量高质量和准确大小的数据。关于AI在息肉的自动检测和分类方面的数据看起来非常有希望，而如果没有准确的大小，它对我们的实践的意义有限26281°此外，近几年随着胶囊内镜新技术的发展，与AI融合也是其发展的趋势，譬如与光活检和刷检的结合，解决胶囊内镜病理检查的局限。从临床应用中反馈来看，病灶大小的确定仍是待解决的问题。胡超等【29】对胶囊内镜获取的图像进行三维重建，结果表明该算法是可行的，但该研究有样本量不足、静态高质量图像的良好性能并不能确保在动态视频中获得成功等不足。因此有待开发出能实时自动测量肠道息肉大小乃至其他消化道病变大小，将计算机辅助检测（CADe）、计算机辅助诊断（CADx）相结合的系统。四、小结肠道腺瘤性息肉的发现、内镜下切除是降低肠癌死亡率的关键，而内镜下切除息肉的风险常常与息肉的最大直径密切相关。虽然选择客观的体外测量应是合乎逻辑的解决方案，但由于临床实践中分片切除以及切除和取出方式所引起的息肉形状改变等因素，限制了该方案的应用。现行指南测量息肉大小立足于内镜医师评估，受主观因素和内镜鱼眼镜头效应等客观因素影响，很难准确，这也就影响了以息肉大小为依据所做的危险度判断及术式建议。以内镜相关器械为基础的客观精准测量，有望取代体外测量及主观评估，成为临床判断消化道息肉大小的金标准。近年来，一系列内镜下测量产品应运而生，这些产品对测量的准确性都有不同程度的提高，但各自亦有不足。未来精准测量肠道息肉大小的设备不应局限于内镜下参照物，宜着眼于内镜与Al相结合的实时自动测量体系。参考文献1郑荣寿,孙可欣,张思维,等.2015年中国恶性肿瘤流行情况分析J.中华肿瘤杂志,2019,41(1):19-28.DOI:10.3760cma.j.issn.0253-3766.2019.01.008.2国家癌症中心中国结直肠癌筛查与早诊早治指南制定专家组.中国结直肠癌筛查与早诊早治指南(2020,北京)J.中国肿瘤，2021,30(1):1-28.DOI:10.11735j.issn.1004-0242.2021.01.A001.3 HassanC,AntonelliG,DumonceauJM,etal.Post-polypectomycolonoscopysurveillance:EuropeanSocietyofGastrointestinalEndoscopy(ESGE)Guideline-Update2020J.Endoscopy,2020,52(8):687-700.DOI:10.1055a-1185-3109.4 AndersonBW,SmyrkTC,AndersonKS,etal.EndoscopicoverestimationofcolorectalpolypsizeJ.GastrointestEndoscz2016,83(1):201-208.DOI:10.1016j.gie.2015.06.058.5 SakataS,McIvorF,KleinK,etal.Measurementofpolypsizeatcolonoscopy:aproof-of-conceptsimulationstudytoaddresstechnologybiasJ.Gut,2018,67(2):206-208.DOI:10.1136gutjnl-2016-312915.6 GopalswamyN,ShenoyVN,ChoudhryU,etal.Isinvivomeasurementofsizeofpolypsduringcolonoscopyaccurate7J.GastrointestEndosc,1997,46(6):497-502.DOI:10.1016s0016-5107(97)70003-8.7 KumeK,WatanabeT,YoshikawaI,etal.EndoscopicmeasurementofpolypsizeusinganovelcalibratedhoodJ.GastroenterolResPract,2014,2014:714294.DOI:10.1155/2014/714294.8 JinHY,LengQ.UseofdisposablegraduatedbiopsyforcepsimprovesaccuracyofpolypsizemeasurementsduringendoscopyJ.WorldJGastroenterol,2015,21(2):623-628.DOI:10.3748wjg.v21.i2.623.9 LengQ,JinHY.MeasurementsystemthatimprovestheaccuracyofpolypsizedeterminedatcolonoscopyJ.WorldJGastroenterol,2015,21(7):2178-2182.DOI:10.3748wjg.v21.i7.2178.10 Visentini-ScarzanellaMzKawasakiH,FurukawaR,etal.Astructuredlightlaserprobeforgastrointestinalpolypsizemeasurement:apreliminarycomparativestudyJ.EndoscIntOpen,2018,6(5):E602-609.DOI:10.1055a-0577-2798.11 HyunYS,HanDS,BaeJH,etal.GraduatedinjectionneedlesandsnaresforpolypectomyareusefulformeasuringcolorectalpolypsizeJ.DigLiverDis,2011,43(5):391-394.DOI:10.1016j.dld.2010.12.015.12 MougSJ,VernallN,SaldanhaJ,etal.Endoscopists'estimationofsizeshouldnotdeterminesurveillanceofcolonicpolypsJ.ColorectalDis,2010z12(7):646-650.DOI:10.1111j.1463-1318.2009.01870.x.13 SchoenRE,GerberLD,MarguliesC.ThepathologicmeasurementofpolypsizeispreferabletotheendoscopicestimateJ.GastrointestEndosc,1997,46(6):492-496.DOI:10.1016s0016-5107(97)70002-6.14 MoralesTG,SamplinerRE,GarewalHS,etal.ThedifferenceincolonpolypsizebeforeandafterremovalJ.GastrointestEndosc,1996,43(1):25-28.DOI:10.1016s0016-5107(96)70255-9.15 SadahiroS,OhmuraT,YamadaY,etal.Analysisoflengthandsurfaceareaofeachsegmentofthelargeintestineaccordingtoage,sexandphysiqueJ.SurgRadiolAnat,1992,14(3):251-257.DOI:10.1007BF01794949.16 StreettSE.Endoscopiccolorectalcancerscreeninginwomen:canwedobetter7J.GastrointestEndosc,2007,65(7):1047-1049.DOI:10.1016j.gie.2007.02.037.17 TaylorJL,ColemanHG,GrayRT,etal.AcomparisonofendoscopyversuspathologysizingofcolorectaladenomasandpotentialimplicationsforsurveillancecolonoscopyJ.GastrointestEndosc,2016,84(2):341-351.DOI:10.1016j.gie.2016.04.009.18 EichenseerPJ,DhanekulaR,JakateS,etal.Endoscopicmis-sizingofpolypschangescolorectalcancersurveillancerecommendationsJ.DisColonRectum,2013,56(3):315-321.DOI:10.1097DCR.0b013e31826dd138.19 AhmadI,LevineJB,AndersonJC.Endoscopicmeasurementofcolorectalpolyps:howdowemeasureup?J.Gastroenterology,2016,150(3):769-771.DOI:10.1053j.gastro.2016.01.020.20 Frenchcommentonarticle:Terminaldigitpreferencebiasespolypsizemeasurementsatendoscopy,computedtomographiccoIonography,andhistopathologyJ.Endoscopy,2016,48(10):961-962.DOI:10.1055s-0042-116199.21 KazAM,AnwarA,O'NeillDR,etal.Useofanovelpolyp"rulersnare"improvesestimationofcolonpolypsizeJ.GastrointestEndosc,2016,83(4):812-816.DOI:10.1016j.gie.2015.08.082.22 MirFA,BoumitriC,AshrafI,etal.Cap-assistedcolonoscopyversusstandardcolonoscopy:isthecapbeneficial?Ameta-analysisofrandomizedcontrolledtrialsJ.AnnGastroenterol,2017,30(6):640-648.DOI:10.20524aog.2017.0180.23 HanSK,KimH,KimJW1etal.Usefulnessofacolonoscopycapwithanexternalgridforthemeasurementofsmall-sizedcolorectalpolyps:aprospectiverandomizedtrialJ.JClinMed,2021,10(11).DOI:10.3390jcm10112365.24 AlagappanMfBrownJ,MoriY,etal.Artificialintelligenceingastrointestinalendoscopy:thefutureisalmosthereJ.WorldJGastrointestEndosc,2018,10(10):239-249.DOI:10.4253wjge.v10.i10.239.25 AbdelrahimM,SaigaH,MaedaN,etal.AutomatedsizingofcolorectalpolypsusingcomputervisionJ.Gut,2022,71(1):7-9.DOI:10.1136gutjnl-2021-324510.26 KominamiY,YoshidaS,TanakaS,etal.Computer-aideddiagnosisofcolorectalpolyphistologybyusingareal-timeimagerecognitionsystemandnarrow-bandimagingmagnifyingcolonoscopyJ.GastrointestEndosc,2016,83(3):643-649.DOI:10.1016j.gie.2015.08.004.27 MisawaMzKudoSE,MoriY,etal.Artificialintelligence-assistedpolypdetectionforcolonoscopy:initialexperience.Gastroenterology,2018,154(8):2027-2029.e3.DOI:10.1053j.gastro.2018.04.003.28 MoriY,KudoSE,MisawaM,etal.Real-timeuseofartificialintelligenceinidentificationofdiminutivepolypsduringcolonoscopy:aprospectivestudyJ.AnnInternMed,2018,169(6):357-366.DOI:10.7326M18-0249.29胡超,蔡振宇,尤晓赫,等.基于胶囊内窥镜图像的肠胃道三维重建技术J传感技术学报,2017,30(5):708-714.DOI:10.3969j.issn.1004-1699.2017.05.013.