GRP 胃肠病学研究与实践 1687-630X 1687-6121 Hindawi出版公司公司 971383 10.1155 /九十七万一千三百八十三分之二千〇一十二 971383 评论文章 基本原理和更新：自体荧光内镜大肠癌筛查应用 Aihara 博之 1 田尻 久雄 1、2 铃木 武 1 斋藤 丰 1 内镜科 Jikei大学医学院 3-25-8西新桥，港区 东京105-8461 日本 jikei.ac.jp 2 胃肠病学和肝病科 内科 Jikei大学医学院 3-25-8西新桥，港区 东京105-8461 日本 jikei.ac.jp 2012 27 9 2011 2012 07 08 2011 17 09 2011 2012 版权所有©2012 Hiroyuki Aihara等 这是知识共享署名许可，允许在任何媒体不受限制地使用，分发和复制下发布的开放式访问文章，提供原工作正确引用。

作为基础研究的结果，到目前为止，已在人类结直肠组织中测定了几种活体荧光团。自荧光内窥镜(AFE)可以检测到结直肠癌变过程中其分布和浓度的微小变化，从而促进结肠镜的无创筛查，无需使用荧光物质或染色试剂。虽然通过传统纤维光学内窥镜检测微弱的自发荧光强度仍然具有挑战性，但最新的AFE系统具有高分辨率视频内窥镜功能，通过使用假彩色显示算法实现了这种检测。为此，已有多中心结肠直肠癌(CRC)筛查和鉴别诊断的随机对照研究报道了AFE的诊断优势。因此，使用最新的AFE技术的CRC筛查可以降低未来的CRC死亡率。

 1.简介

结肠腺瘤性息肉的早期检测和去除在减小死亡率结肠直肠癌（CRC）是至关重要的。虽然有大肠癌筛查几种方式，结肠镜检查被认为是最有效的方法，使病变遇到直接可视化和现场处理。然而，分钟或扁平型息肉是硬甚至通过常规结肠镜检查，以检测[ 1]。窄带成像(Narrow-band imaging, NBI)在结肠镜检查中广泛应用于结肠直肠癌的诊断[ 2- 4]。不过，最近的前瞻性研究[ 五- 7]没有显示在筛选结肠镜检查NBI的有效性。

自荧光内镜(AFE)因其在提高CRC诊断产量方面的潜力而备受关注。研究表明，该技术可检测结直肠壁在癌变过程中自身荧光强度的微小变化[ 8， 9]。

 2. AFE的原理 2.1。人类结直肠组织中的荧光团

当光被聚焦到一个分子中，光能量的一部分被反射或散射，并且剩余部分被吸收。从基态分子移位到高振动能量的能量状态状态这被称为激励。多余的能量被发射作为热能或当分子回复到它们的基态耗尽作为振动能量。然而，在组织中自然荧光分子释放这种多余的能量为自体荧光，其可被检测和测量。

荧光团测定在人结肠组织到目前为止，包括胶原蛋白，其形成在红血细胞和腺细胞的线粒体的基底膜和粘膜下层，NADH和FAD，其主要存在于腺细胞线粒体和溶酶体颗粒，和卟啉。

已有报道称，自发荧光发射主要与分布在结肠黏膜下层的胶原有关[ 8]，具有较低的自体荧光强度，可以在肿瘤组织中检测到。这个减小的强度归因于衰减光穿透性，无论对于激发光和自发荧光，所造成的增加的粘膜厚度和肿瘤的腺密度[ 9]。

 2.2。荧光内镜

荧光内窥镜结合卟啉等荧光物质局部应用的多项研究[ 10]，四环素[ 11或荧光素[ 11从20世纪中期就没有显示出诊断价值。组织特异性低和技术缺陷导致未能检测到微弱的荧光强度。然而，最近Mayinger等人的一项前瞻性研究[ 12]上通过光动力诊断（PDD）使用荧光内窥镜检查结肠肿瘤性病变（13902个皮克斯; KARL STORZ，Tuttlingen，德国）的检出率与5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）的局部应用，卟啉的前体，和hexaminolevulinate（HAL），5-ALA的衍生物，发现无论施加的荧光团具有用于肿瘤组织的亲和力。在他们的研究中，检测到的PDD 28％以上肿瘤性病变较白光内镜（WLE）。虽然PDD携带并发症如光敏性的固有风险，则模式已经显示出良好的诊断率，从而在患者检测发育异常溃疡性结肠炎[ 13]和Barrett食管[ 14]。

 2.3。自体荧光内镜

AFE检测活体荧光物质不利用外源荧光剂的管理。首先开发作为自发荧光支气管镜（光诱导荧光内窥镜：LIFE，Xillix技术，不列颠哥伦比亚省，加拿大） 15]，该技术因此而被施加到消化道内镜检查（LIFE-GI）[ 16]。该系统使用基于光纤的内窥镜和显示绿色和红色自发荧光强度为伪色的比率的模拟设备。通过Haringsma等人在2001年的一项研究。[ 17]发现，基于该技术的AFE成功地显示了10mm或更大的扁平病变，这是WLE难以检测的。然而，该系统在临床应用中存在实际问题，因为它配备了一个附着在内窥镜目镜上的笨重相机[ 18]。

奥林巴斯（AFI系统）自发荧光成像系统是最新的AFE系统并配备有高分辨率videoendoscope能力（CF-FH260AZI，图 1）。本系统采用WLE和AFE模式和NBI模式，变焦功能，和可变刚度功能之间的切换功能。数字 2列明AFI系统，其中伪色的图像最终由放大自发荧光信号分配给绿（G）信道和绿色光的红色（R）反射的信号和蓝色（B）通道中产生的机械细节的1至0.5的比率。的内窥镜图像显示在假色;具有低和高的自体荧光强度区域中分别示出在紫色和绿色色调。数字 3(一个)节目在盲肠上以5cm横向扩展的肿瘤（颗粒型），这是由AFE显示为紫色，因此，提供具有以绿色显示周围的正常黏膜颜色对比强烈的WLE图像（图 3 (b)）。

在自体荧光成像系统（奥林巴斯医疗系统公司，日本东京）使用高分辨率videoendoscope（CF-FH260AZI）。

所述AFI系统的示意图[ 19]: white light emitted from a 300-W xenon lamp in the light source is separated with a rotary filter into an excitation light with a wavelength range of 390 to 470 nm and a green light of 540 to 560 nm wavelength. These fractionated lights radiate sequentially during the observation period. A barrier filter to remove reflected excitation light is set in front of a monochrome charge-coupled device. Light of 500 to 630 nm wavelength is selectively detected from both autofluorescence and reflected green light. A false color image is produced by allocating the detected and amplified autofluorescence signal to the green (G) channel and the reflected signal of green light to the red (R) and blue (B) channels in the ratio of 1 to 0.5.

盲肠5cm外侧扩散瘤(颗粒状)WLE图像(a)。在AFE中，病变呈紫色，与周围绿色的正常粘膜形成强烈的颜色对比(b)。

比较研究[ 20]生命GI和AFI系统鉴别诊断从大肠腺瘤增生性病变之间显示，灵敏度和特异性分别为87％和分别LIFE-GI和89％和81％为AFI，71％。

 3.在AFE肠癌筛查

基于AFE的优点，即结肠直肠病变中显示紫色，这是象在周围的正常大肠粘膜中绿色，几个随机临床试验显示在结肠镜检查筛选都集中在AFE的诊断效用“红色标志”。在使用AFI系统[一项随机对照研究 21]，使用AFE和WLE改性背到背结肠镜检查是通过一个单一的，有经验的colonoscopist为167名患者在右侧结肠中进行。患者被随机或者与AFE或WLE以经历第一结肠镜检查（A组：AFE-WLE，B组：WLE-AFE）。在所有检测的息肉，肿瘤性病变的数目检测由AFE和结肠镜检查WLE分别为92和69。其中A组66个检测到的肿瘤性病变，47（71％）在第一AFE进行检测。相反，在B组95个肿瘤性病变中，只有50（53％）在第一WLE检测，并且由随后执行AFE检测45（47％）的病变。这表明显著更多的肿瘤病灶行WLE错过了与AFE（相 P = 0.02 ）。

通过Ramsoekh等背到后端的比较研究。[ 22]分析了AFE和WLE的用于在高风险患者的检测结直肠腺瘤的从与Lynch综合征或家族性CRC家庭的灵敏度。共有75名无症状患者要么WLE随后AFE或AFE随后WLE检查。返回到回结肠镜检查是由两个盲内镜医师进行。WLE鉴定腺瘤在28/41患者和AFE在四十一分之三十七患者中，表示检测功效的32％的差异。总共检测到95个腺瘤，65通过WLE和87由AFE，指示与WLE（92％比68％相比，AFE的显著更高的灵敏度; P = 0.001 ）。In addition, the additionally detected adenomas with AFE were significantly smaller than the adenomas detected by WLE (mean 3.0 mm versus 4.9 mm; P < 0.01 ）。

虽然早期检测和清除结直肠腺瘤被认为是预防结肠直肠癌症发展[的最有效的方法 19， 23]，这些影响报道的大肠癌筛查腺瘤由AFE的高检出率仍然是迄今为止测试的相对较小的研究人群不清所致。此外，AFE是否是用于检测与较高恶性潜能的那些压下大肠病变有用目前还不清楚。这点应在未来的大容量多中心临床试验来验证。

 4.AFE在结直肠肿瘤的鉴别诊断中的价值

在AFE伪色范围的基础上确定的自体荧光强度和反射的绿光强度（绿色/红色，G / R比）之间的平衡的计算，并且这种平衡可以通过病变部位的厚度，血管的程度的影响，并且腺体密度。我们数值分析结直肠病变的AFE色调使用特殊的颜色分析软件[ 24]。分析103个结直肠病变(22个非肿瘤性病变和81个肿瘤性病变)，非肿瘤性病变的平均G/R比显著增高(1.17 (95% CI, 1.10-1.24)， ñ = 22 ）中比在肿瘤性病变（0.65（95％CI，0.63-0.68）， ñ = 81 )( P < 0.001 ）。下受试者工作特征分析，用1.01 G / R比的截止值，它表明分别AFE具有98.8％和86.4％的灵敏度和特异性。该结果表明，在AFE色调可能直接可视化大肠病变的病理特征，其分析可以有助于在未来的结肠肿瘤性病变的自动光学诊断。

 5.AFI系统的局限性

尽管与最新AFE技术更有优势，该系统仍具有一定的局限性需要被克服，为了实现其全部潜力。The outside diameters of the distal end and insertion tube are relatively thick (14.8 and 13.2 mm, resp.) compared to those used in conventional colonoscopy. This might limit maneuverability and, thus, hinder polyp detection, especially of those lesions harbored behind folds or flexures. Use of a transparent hood (TH) in AFE was shown to improve detection rates for colorectal neoplasms [ 25]。本研究将561例患者分为四组:单纯WLE组、不含TH的WLI组;WLI + TH, WLE with TH;有孤独，就有孤独;AFI + TH, AFE with TH。AFI + TH组的肿瘤检出率(95%置信区间)显著高于单纯WLE组(1.96 [1.50-2.43]vs . 1.19 [0.93-1.44]; P = 0.023 ）。

所述AFI系统有其他两个限制延迟显示和低的图像分辨率。在我们的系统，无论是视频的帧速率和图像分辨率减少到创建使用非常微弱的自发荧光强度伪彩色图像。在将来，这些因素应具有系统的改进，使CRC采用这种技术的筛选变得更实用来克服。

 6.结论

本文综述了关于AFE在CRC筛查中的诊断价值的几篇论文。我们预计AFE可能有助于未来CRC死亡率的降低。

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