窄带成像（NBI）作为脑转移瘤手术中无药增强肿瘤-脑对比的辅助技术：一项回顾性探索性研究

《Cancers》：Preoperative Systemic Inflammatory Indices as Adjunctive Biomarkers for Malignancy Prediction in Bethesda III (AUS) Thyroid Nodules

　　

背景/目的：脑转移瘤手术中准确识别肿瘤-脑界面至关重要，但在白光下视觉评估具有主观性。窄带成像（NBI）无需外源性造影剂即可增强血红蛋白依赖性光学对比；其在术中的表现是否对应肿瘤组织，以及是否能显著增加肿瘤与正常组织的图像对比，此前在该场景中尚未明确。方法：在这项回顾性、单中心、探索性研究中，研究人员评估了25例连续接受脑转移瘤切除术的患者，手术采用配备NBI功能的4K三维外视镜系统。在3例经选择的患者中，从灰白色外观区域和邻近的白色外观区域分别采集空间相邻的标本，并以非盲法、描述性方式进行组织病理学评估。在所有25例患者中，研究人员使用Fiji/ImageJ软件对配对的白光和NBI图像进行回顾性分析，在视觉判断为肿瘤或正常脑组织的区域绘制感兴趣区（ROI）。结果：在3例有配对组织学的患者中，灰白色外观的标本含有转移性肿瘤细胞，而白色外观的标本则不含；该观察结果来自一个小型、选择性采样的亚组，应视为初步发现。在所有25例患者中，NBI下的绝对肿瘤-正常组织灰度值对比显著高于白光（69.628 ± 45.338 vs. 44.287 ± 29.640；平均配对增加值为25.342；95%置信区间CI，9.169–41.514；p = 0.0035；Cohen's dz = 0.647），尽管这种增加并未在所有患者中观察到。结论：在这项探索性、非盲法、回顾性研究中，相对于白光，NBI增加了视觉识别的肿瘤与正常脑组织之间的客观图像对比，并且在小范围组织学采样亚组中，其灰白色外观对应于肿瘤组织。这些发现支持NBI作为一种可行、无药的辅助手段，但其诊断准确性或临床获益仍需前瞻性、盲法验证才能评估。

论文解读文章

一、研究背景与问题

脑转移瘤是成人最常见的颅内恶性肿瘤之一，手术切除是其重要的局部治疗手段。尽管许多转移灶在宏观上表现为边界清晰，但癌细胞可能向邻近脑实质延伸，浸润性生长模式与局部复发和不良预后相关。因此，术中精准界定具有生物学意义的肿瘤-脑界面对于平衡局部控制与功能保护至关重要。

目前，5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）荧光引导手术已被随机对照证据支持用于提高恶性胶质瘤的完全切除率，但其在脑转移瘤中的表现并不一致：不同组织学亚型间的荧光率差异显著，且腔壁荧光可能缺乏对残余转移的特异性。这些局限性促使研究者探索具有不同对比机制的互补可视化策略。

窄带成像（NBI）利用限制在血红蛋白吸收峰附近（约415nm和540nm）的蓝绿照明波段，从而增强浅表和皮下的微血管结构及微小色差。NBI已在消化道和泌尿内镜检查中成熟应用，改善了上皮性肿瘤的光学检测和勾画，但在神经外科领域的经验仍然有限。本研究首次将组织病理学比较与定量图像对比分析相结合，专门应用于脑转移瘤手术场景。

二、研究方法与关键技术

本研究是一项单中心回顾性探索性观察，纳入日本医科大学医院2022年6月至2025年6月期间25例连续接受NBI功能外视镜系统切除的脑转移瘤患者。主要关键技术方法包括：

1. 1.
   4K三维外视镜系统（ORBEYE^?）与NBI成像：手术主要在白光下进行，暴露肿瘤-脑界面并充分止血后，切换至NBI模式。NBI无需外源性造影剂，可重复使用。所有手术及术中灰白色/白色外观评估均由同一位主刀医生完成，保证了图像采集和视觉判读的一致性，但也排除了观察者间变异性的评估。
2. 2.
   组织病理学相关性分析：在解剖和功能安全的前提下，从同一术野的灰白色外观区域和邻近白色外观区域分别取标本进行配对采样。共在3例经选择患者中获取了3份灰白色和3份白色标本，由经验丰富的神经病理学家评估是否存在转移性肿瘤细胞。需注意，病理学家知晓标本的术中NBI分类标签。
3. 3.
   定量图像灰度值与对比度分析：从录制的术中视频导出数字静态帧，使用Fiji/ImageJ软件进行分析。选取描绘相同肿瘤-脑界面的白光和NBI配对帧，转换为8位灰度图。在每个配对图像中，分别在视觉判断为肿瘤和正常脑组织的区域绘制最大直径5mm的自由手绘ROI，测量平均灰度值。主要对比度指标为绝对灰度差值（ΔGV = |GV_肿瘤 ? GV_正常|），次要指标为归一化对比度（C_norm = |GV_肿瘤 ? GV_正常| / (GV_肿瘤 + GV_正常)）。
4. 4.
   统计学分析：因白光和NBI测量值来自同一患者和术野，所有比较均采用配对设计。配对差异的正态性通过Shapiro-Wilk检验评估，主要分析采用配对样本t检验，同时进行Wilcoxon符号秩检验作为敏感性分析。效应量以Cohen's d_z报告。

三、研究结果

1. 患者与病变特征

25例患者的平均年龄为68.5±9.4岁，男性占68%。原发部位包括结肠（n=7）、肺（n=5）、甲状腺（n=3）、皮肤（n=2）、膀胱（n=2）、食管（n=2）、子宫（n=1）、肝脏（n=1）、输尿管（n=1）和乳腺（n=1）。所有患者均有完整的临床病理学和灰度数据。

2. 术中NBI外观

充分止血后，转移性肿瘤或面向肿瘤的边缘在NBI下通常呈现灰白色或棕灰色，而邻近白质保持白色外观。活动性出血或残留血液会导致弥漫性变暗并降低可判读性。所有25例患者均可获得适合定量分析的配对图像。

3. 组织病理学相关性

在3例经选择患者中，灰白色外观的标本均含有具核异型的转移性肿瘤细胞，而空间相邻的白色外观标本显示无肿瘤细胞的脑实质。具体病例包括：一名77岁男性未分化甲状腺癌左枕叶转移；一名72岁男性结直肠腺癌左小脑半球转移；一名74岁男性肺腺癌左额叶转移。由于采样具有选择性且受安全性约束，这些观察被视为初步的、产生假说的组织病理学发现，而非诊断性验证。

4. 定量灰度值与对比度分析

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  白光下：正常组织平均灰度值为176.731±26.689，肿瘤组织为135.992±31.430，平均配对差异为40.739单位（95%CI: 26.483-54.995; p < 0.0001; Cohen's d_z = 1.180）。
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  NBI下：正常组织平均灰度值为146.326±51.877，肿瘤组织为79.266±38.443，平均配对差异为67.060单位（95%CI: 46.749-87.371; p < 0.0001; Cohen's d_z = 1.363）。
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  绝对肿瘤-正常对比度：白光下为44.287±29.640，NBI下为69.628±45.338。NBI使绝对对比度平均增加25.342单位（95%CI: 9.169-41.514; p = 0.0035; Cohen's d_z = 0.647）。归一化对比度同样显著更高（NBI: 0.322±0.178 vs. 白光: 0.147±0.106; 平均配对增加0.1745; p < 0.0001; Cohen's d_z = 1.153）。Wilcoxon符号秩敏感性分析与上述结果一致。
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  个体患者层面：NBI在白光基础上增加绝对对比度的患者占76%（19/25），减少的占24%（6/25）。值得注意的是，两名皮肤黑色素瘤转移患者均属于对比度减少的亚组，这提示黑色素色素沉着可能削弱NBI的血红蛋白依赖性对比。

四、讨论总结与研究结论

讨论总结：本研究将术中光学外观与组织病理学和数字图像对比度联系起来。结果表明，对于视觉识别为肿瘤和正常脑组织的区域，NBI产生的定量灰度值差异显著大于白光。然而，研究明确指出，这些数据并未证明NBI在肿瘤识别诊断准确性、微观浸润勾画、手术切缘完整性或改善预后方面有所提升。NBI对比度主要由波长选择性血红蛋白吸收驱动，而非细胞内荧光团积聚，因此NBI更可能描绘的是与肿瘤空间相关的血管表型，而非肿瘤细胞本身，这一区别对解释来自血液、反应性组织或非肿瘤性血管变化的假阳性信号至关重要。NBI作为一种无需药物、可快速重复的辅助手段，最合理的即时角色是在止血后用于提示更仔细的探查、靶向取样或与其他模态进行比较。未来需要前瞻性、盲法、多读者评估及外部验证来确定术中决策阈值。

研究结论翻译：在这项回顾性、探索性、单中心研究中，NBI下的灰白色外观在三个选择性采样、空间配对的标本中对应于转移性肿瘤，并且在整个25例患者队列中，NBI相较于白光显著增加了绝对和归一化的肿瘤-正常组织灰度值对比度，尽管这种增加并非在每个患者中都观察到。这些发现支持NBI作为一种可行、无药的辅助手段，但在对其诊断准确性或临床获益做出任何声明之前，需要进行前瞻性、盲法验证。