《Best Practice & Research Clinical Gastroenterology》:Needle-based confocal laser endomicroscopy and artificial intelligence in pancreatic cystic lesions: Insights and clinical advances
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胰腺囊性病变(PCLs)诊断中针式共聚焦激光内窥镜(nCLE)通过实时高分辨率成像提升诊断准确性,AI整合可增强高级别病变检测灵敏度,减少不必要的手术。当前指南存在误诊率高、手术过度等问题,需优化诊断策略并验证AI工具有效性。
艾哈迈德·阿卜杜勒巴基(Ahmed Abdelbaki)|塔西亚娜·马卢夫(Tassiana Maloof)|史蒂夫·塞拉奥(Steve Serrao)|大卫·格瓦拉-拉佐(David Guevara-Lazo)|索马谢卡尔·G·克里希纳(Somashekar G. Krishna)
美国俄亥俄州哥伦布市俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心胃肠病学、肝病学和营养科
摘要
综述目的
本文旨在总结基于针头的共聚焦激光内镜(nCLE)技术在胰腺囊性病变(PCLs)诊断和管理方面的最新进展,重点探讨其原理、应用、安全性、局限性以及人工智能(AI)的新兴作用。
研究结果
内镜超声(EUS)引导的nCLE技术可实现胰腺囊性病变上皮的高分辨率实时成像,相比传统的横截面成像和囊液分析方法,显著提高了诊断准确性。前瞻性研究和后续分析证实nCLE是区分黏液性和非黏液性PCLs、识别亚型以及检测黏液性PCLs中晚期肿瘤的可靠工具。将人工智能(AI)整合到nCLE成像中可进一步提升早期肿瘤检测的敏感性,从而提高PCLs评估的精确度。安全性数据显示并发症发生率略高,但多为轻微且可自限。
总结
EUS-nCLE技术革新了胰腺囊性病变的实时评估方式,实现了精准诊断和风险分层。AI的应用有望实现标准化解读和操作效率的提升。未来研究应验证AI工具的有效性,整合多学科方法,并评估长期治疗效果。
引言
胰腺囊性病变(PCLs)的发病率正在上升,这主要归因于人口老龄化以及先进横截面成像技术的广泛应用[1]。最近的一项系统评价和荟萃分析估计全球PCLs的患病率为13%至18%,且发病率随年龄增长而增加[2]。PCLs大致分为黏液性和非黏液性亚型,这些病变范围从良性到癌前病变不等。约15%的胰腺导管腺癌(PDAC)起源于黏液性囊肿,其中最常见的为导管内乳头状黏液性肿瘤(IPMN)[3,4]。鉴于其不同的恶性潜能,准确的风险分层对于制定合适的临床管理方案至关重要[5]。现有指南主要依赖临床病史、内镜超声(EUS)特征和囊液分析来进行PCLs的风险评估[6,7]。然而,这些方法仍存在不足。过去十年中,偶然发现的囊性病变的外科治疗比例显著上升:2014年美国有31%的胰腺切除术是为了切除囊肿(约5000例手术),而2001年这一比例仅为10%左右。但这种外科手术的增加并未伴随恶性癌症诊断数量的减少,表明其中很多手术属于过度治疗[8]。超过50%被切除的导管内乳头状黏液性肿瘤(IPMN)仅表现为低度异型增生[9,10],说明存在大量不必要的手术[6]。2023年的一项研究发现,即使遵循现行指南,恶性PCLs仍有19%的亚型诊断错误和34%的异型增生分级不准确[11]。这些错误凸显了现有风险评估策略在高级别异型增生-浸润性癌(HGD-IC)评估中的局限性[11]。此外,对PCLs(包括假定的IPMN)的长期监测会增加患者的心理负担[12]。这些挑战凸显了提高PCLs诊断准确性的紧迫性。
传统的囊液分析方法(如癌胚抗原CEA检测和细胞学检查)具有较高的特异性,但对黏液性PCLs的敏感性较低;葡萄糖检测方法虽然有一定潜力,但缺乏统一的检测方案和验证过的临界值[3],[13],[14],[15],[16],[17]。此外,由于Medicare医疗保险报销政策的取消,囊液下一代测序(NGS)技术变得不那么普及,进一步限制了患者的诊断选择[3,16]。医疗保险与医疗补助服务中心(CMS)的这一政策调整凸显了开发准确、经济高效、基于证据的诊断策略的必要性。在内镜超声相关创新中,针穿式活检(EUS-TTNB)能够获取真实的组织样本,从而实现更精确的囊肿亚型分类和风险分层。然而,该技术并发症风险较高(包括胰腺炎和出血),因此应主要在具有丰富胰腺介入治疗经验的大型专业中心进行[18]。EUS引导的基于针头的共聚焦激光内镜(EUS-nCLE)是一种新型成像技术,可实现胰腺囊性病变上皮的高分辨率实时显微观察。本文将回顾其诊断性能、临床应用、局限性及未来发展方向。
针头式共聚焦激光内镜(nCLE)
共聚焦激光内镜(CLE)最初用于胃肠道成像(通过探针式CLE,pCLE),其发展显著扩展了胃肠病学领域的诊断能力[19]。2010年代初,基于针头的CLE(nCLE)技术通过EUS引导下的细针穿刺(FNA)实现了对深部病变(如胰腺囊肿和实体肿块)的成像[19,20]。
AQ-Flex?微型探头(Mauna Kea Technologies公司,法国巴黎制造)兼容19号细针,可用于
光学和技术原理
nCLE技术基于共聚焦激光扫描显微镜原理,实现细胞和亚细胞结构的实时体内成像。该系统使用488纳米波长的低功率激光照射组织,通过针孔捕捉焦点平面发出的荧光,从而排除焦外光线。这种选择性光学切片技术生成了具有细胞分辨率的高对比度灰度图像[19,27]。
AQ-Flex?微型探头是一种
操作流程
nCLE操作通常作为内镜超声(EUS)的辅助手段进行,尤其是在需要通过细针穿刺(FNA)评估和管理胰腺囊性病变时(图1)。在内镜超声定位病变后,会在EUS引导下插入19号细针。在进行nCLE成像前,会静脉注射荧光素钠(2.5–5毫升10%溶液)以增强组织对比度。荧光素与血浆白蛋白结合,留在血管和间隙空间内
多项临床试验评估了nCLE在胰腺囊性病变管理中的有效性
[[21], [22], [23],[29], [30], [31]](见表1)。探头在病变部位可生成组织横截面图像,揭示对诊断至关重要的细胞和结构特征,包括上皮形态、血管模式及间质特性,有助于区分黏液性和非黏液性胰腺囊肿,并确定具体的PCLs亚型(图2)[[21], [22], [23], [24], [25]]。解读结果基于经过验证的标准
结论
nCLE技术代表了胰腺囊性病变评估领域的重大进步,实现了高分辨率的体内成像,弥补了传统诊断方法的局限性。多项前瞻性研究证实,nCLE能够更准确地区分黏液性和非黏液性病变,更符合组织病理学结果,有助于减少不必要的外科干预、降低治疗成本和患者并发症。基于AI的图像分析技术的出现
作者贡献声明
艾哈迈德·阿卜杜勒巴基(Ahmed Abdelbaki):负责撰写、审稿和编辑;撰写初稿;数据整理;概念构思。塔西亚娜·马卢夫(Tassiana Maloof):负责撰写、审稿和编辑;撰写初稿;数据整理;概念构思。史蒂夫·塞拉奥(Steve Serrao):负责撰写、审稿和编辑;撰写初稿;数据整理;概念构思。大卫·格瓦拉-拉佐(David Guevara-Lazo):负责数据整理;概念构思。
利益冲突声明
本研究部分由NIH/NCI R01项目R01CA279965资助(项目负责人:Krishna SG)。
Krishna博士是Mauna Kea Technologies和Taewoong Medical公司发起的研究项目的首席研究员,同时担任Boston Scientific公司的顾问。
其他所有作者均无利益冲突。