背景胃癌是我国常见的恶性肿瘤之一,其死亡率居恶性肿瘤的前列。胃癌的疗效及预后与确诊时的病期密切相关,所以胃癌的早期诊断和治疗对于提高患者生活质量,改善患者的预后极为重要。早期胃癌(EGC)是指癌组织浸润到黏膜下层,而不管其大小及有无淋巴结转移。早期胃癌的预后远好于中、晚期胃癌,其5年生存率>90%。在国际上,日本早期胃癌发现率可达到70%以上;而在中国,一些专科和大医院早癌诊断比例可达18%~20%;在一般医院中,早癌的比例则低于10%。这其中的差距包括日本进行广泛的内镜普查制度、内镜检查医生的细致程度不够、对早期胃癌的内镜下表现认识不够等有关。在早期胃癌的筛查方面,目前尚缺乏有效的公认的技术手段。在早期胃癌内镜诊断方面,目前国内大多数医院尚停留于发现病灶,对于病灶的性质、范围和深度评估不够,也缺乏公认的有效手段。亟需在临床实践中总结分析研究上消化道早癌临床特征及其风险因素,探讨血清学检测在萎缩性胃炎和胃癌诊断和筛查中作用,在开展上消化道早癌精查技术基础上,合作开展内镜图像处理识别软件的研究,探索提高我国上消化道早癌筛查和精查能力的可能性。目的1.在上消化道早癌临床实践中,分析早期胃癌的临床病理特征与淋巴结转移的相关性,提供淋巴结转移和胃粘膜上皮内瘤变癌变的相关危险因素,为合理选择早期胃癌(EGC)的治疗方案提供参考。2.评估血清胃蛋白酶原、胃泌素17和Hp抗体检测在萎缩性胃炎和胃癌诊断和筛查中的作用,以寻找最适合中国人群的血清学检测方法。3.评估窄带成像结合放大内镜(NBI-ME)、超声内镜和多层螺旋CT(MDCT)上消化道诊断技术在早癌诊断中的作用,并探索性开展光相干断层成像(OCT)技术和图像识别软件开发研究。方法1.上消化道早癌的临床实践与研究1)回顾性分析了我院2009年和2014年之间早期胃癌患者的临床病理特征,,探讨早期胃癌的临床病理特征与淋巴结转移的相关性。2)在2013年4月至2015年7月间,对我院胃粘膜上皮内瘤变病例诊断性ESD切除治疗,寻找胃粘膜上皮内瘤变的内镜下的恶变征象,为其治疗的合理选择提供临床依据。2.血清胃蛋白酶原、胃泌素17和Hp抗体检测在萎缩性胃炎和胃癌诊断和筛查中作用1)纳入经胃镜及活检病理确诊的正常及萎缩性胃炎病例,评价血清PGⅠ、PGⅠ/PGⅡ比值(PGR)、G-17和H.pylori-Ig G抗体在筛查萎缩性胃炎中的价值,以提高胃癌的早期诊断率。2)在我省部分胃癌筛查点的胃癌高危人群中进行血清胃蛋白酶原和胃泌素17筛查与内镜精查,了解高危人群中血清PGⅠ、PGⅡ、G-17和Hp感染水平分布特征。运用血胃蛋白酶原和胃泌素17的“ABC”方法评价在安徽省部分胃癌高发地区的筛查价值。3.上消化道早癌相关诊断技术及内镜图像分析识别软件的探索性研究1)前瞻性纳入2014年8月至2015年12月在我院进行了胃镜检查和活检的早期胃癌,并对患者进行MDCT和超声内镜检查(E US),根据M DCT和E US对病变浸润深度初步判定对患者行内镜下治疗或外科手术治疗提供诊断参考意见,术后观察病理结果,比较M DCT和E US对病变浸润深度术前判定准确率。2)通过体外对猪食管壁OCT成像的研究,探索OCT在食管壁成像中的规律。同时纳入25例经ESD切除并病理确诊的消化道肿瘤组织,对组织进行OCT及超声内镜扫描成像,将正常组织和肿瘤组织的OCT图像及超声内镜图像进行比较。3)选择安徽医科大学第一附属医院在2013年1月至2015年2月期间对于临床怀疑早期食道癌的患者,综合采用白光内镜、NBI-ME内镜技术识别微小病变,并采用计算机辅助图像处理识别软件来识别白光内镜病灶图像和黏膜上皮乳头内毛细血管袢(IPCL)分型形态判断。结果1.上消化道早癌临床特征及其风险因素分析1)共有976名EGC患者(718名男性和258名女性,平均年龄为59.6±10.7岁)被纳入研究。其中有120例(12.3%)ECG伴淋巴结转移。分化型和未分化型EGC的LNM率分别为6.6%(38/576)和20.5%(82/400)。肿瘤浸润至黏膜层的481例患者中发生淋巴结转移的20例,占4.2%;肿瘤浸润至黏膜下层浅层(SM1)的385例患者中发生淋巴结转移的71例,占18.4%;肿瘤浸润至黏膜下层深层(SM2)的110例患者中发生淋巴结转移的28例,占25.5%。2)单变量分析获得的数据特征,发现深凹病灶,溃疡,较大的肿瘤大小,更深层次的入侵和脉管浸润和分化型EGC的LNM有关。在未分化EGC中,LNM有关的危险因素是年龄、位置、宏观形状、大小、深度入侵和脉管浸润。大小、深度、溃疡和脉管浸润是分化型EGC是否LNM独立的预测因素。3)分化型EGC病例根据内镜下标准适应症和扩大适应症1,2,3和4,LNM率分别为0.65%、1.2%、3.6%和9.0%。2.胃粘膜上皮内瘤变诊断性ESD切除的研究1)在92例胃粘膜病变经诊断性ESD手术中,活检病理为低级别上皮内瘤变23例,经诊断性ESD术后,6例仍诊断为低级别瘤变,11例诊断为高级别瘤变,6例诊断为癌变。有73.9%患者术后病理升级为高级别上皮内瘤变和早期胃癌。活检病理为高级别上皮内瘤变69例,诊断性ESD后,33例仍诊断为高级别瘤变,36例诊断为癌变。有52.2%病人升级为胃癌。2)上皮内瘤变癌变的相关危险因素,包括年龄,分型,贲门病灶,大小和溃疡。如发现贲门处病灶,大小超过1cm,恶变风险增加。3)NBI-ME术前区分出为早期胃癌与非癌的准确率为93.1%,5.5%患者过度诊断为癌,有1.4%诊断不足。而超声内镜诊断上皮内瘤变深度的准确率58.9%。35.7%诊断过度,5.4%诊断不足。3.胃蛋白酶原、胃泌素17和Hp抗体诊断萎缩性胃炎的价值1)入组499例对象,其年龄段为53.84±9.5岁,其中男性269人,女性230人。提示正常组304例,萎缩性胃炎195例。2)将萎缩性胃炎按照内镜下萎缩分型(EGA)后,发现血清学指标PGI、PGR在Opened分型萎缩性胃炎中下降明显。而空腹G17在Opened分型中水平高于closed分型。而空腹及餐后G17差值在Opened分型中明显下降。3)将萎缩性胃炎按照OLGA分期后,我们发现血清PGI、PGII在IV期中明显下降。而PGR水平则是随着OLGA严重程度加重而下降。血清空腹G17在III、IV期萎缩中水平明显升高4)将肠化生按照OLGIM分期后,我们发现血清PGIIV期中明显下降。而PGR水平则是随着OLGIM严重程度加重而下降,在III期和IV期中明显。血清空腹G17在III、IV期萎缩中水平明显下降。5)按照日本PGI≤70μg/L,PGR≤3.0作为界值,PG在萎缩性胃炎中的阳性率3.1%(6/195);按照我国推荐标准PGI≤60μg/L,PGR≤6.0,PG阳性率5.6%(11/195)。4.运用血胃蛋白酶原和胃泌素17的“ABC”方法评价在安徽省部分胃癌高发地区的筛查价值1)筛选1939例对象,其年龄段为53.6±8.5岁,其中男性925人,女性1014人,行病理活检1620例。提示慢性胃炎1546例,溃疡10例,萎缩性胃炎273例,低级别瘤变105例,胃癌5例。2)按照日本ABCD方案筛查,萎缩性胃炎在A,B,C和D组的发生率分别为11.5%,17.6%,16.3%和6.9%。萎缩性胃炎在B组和C组的发生率高于A组和D组。胃癌发生率在四组没有明显区别(P>0.05)。日本的ABCD分组并不适用于安徽省部分胃癌高发地区的筛查。3)联合G-17和PG方案筛查早期胃癌阳性预测值显著高于单一PG方案筛查早期胃癌,且大大缩小了人群阳性率。萎缩性胃炎在A,B,C方案的发生率分别为10%,13.3%,15.8%。萎缩性胃炎在C方案发生率高于A方案和B方案。胃癌发生率C方案发生率明显高于A方案和B方案(P<0.05)。5.MDCT在早期胃癌浸润深度诊断中作用的初步研究1)共纳入41例患者,其中男31例、女10例,年龄64.2±8.9岁。最终经内镜下切除或手术切除后病理确诊为高分化腺癌13例,中低分化腺癌6例,高级别上皮内瘤变22例。共有22例贲门病变,8例胃体病变,3例胃角病变,9例胃窦病变。T1a病变30例,T1b病变8例,T2病例3例,T3病变1例。2)在42例患者中,MDCT判断浸润深度正确的有32例,准确率达76.2%。其中深度达浸润粘膜层的30例患者中21例判断正确,准确性达70%;深度达浸润粘膜下层的8例患者中7例判断正确,准确性达87.5%;深度达肌层的3例患者中3例判断正确,准确性达100%;深度达浸润浆膜层的1例患者中1例判断正确,准确性达100%。3)MDCT在贲门处病变浸润深度判断准确率达72.7%。胃体处病变深度判断准确率达75%.胃角处病变,粘膜层病变2例均诊断过度,浆膜层病变1例诊断一致。胃窦处病变,CT判断准确率均为100%。4)超声内镜判断浸润深度中,准确率为69.6%,低于MDCT浸润深度判断。粘膜层、粘膜下层、肌层的深度判断准确率分别为83.3%、25%、100%、100%。与CT结果比较,主要是粘膜下层病变判断不准确。与MDCT结果比较,EUS在胃角处病变深度判断不清,胃窦处病变均判断准确。5)有2例患者MDCT提示胃壁外有小淋巴结,术后病理均证实为淋巴结反应性增生。6.光相干断层成像(OCT)在消化道肿瘤上的探索性研究1)在OCT图中,可以看到明显的四层结构,分别为稍弱反光层、强反光层、弱反光层、稍强反光层。在注入二氧化钛标记物后,猪食管壁的OCT图像和对应的病理切片一一对应。2)对经ESD切除的正常食道粘膜组织进行OCT图像采集,发现可见粘膜表皮层(EP),粘膜固有层(LP),粘膜肌层(MM),粘膜下层(SM)。16例经ESD切除的肿瘤食道粘膜组织进行OCT图像采集,发现为正常的组织结构层次消失,EP层的完整性被破坏,可表现为高亮度与低亮度区域混杂,光点增粗,无明显的层次。3)对经ESD切除的正常胃贲门粘膜组织进行OCT图像采集,发现显像没有食道显像清晰,分层不明显。可见粘膜表皮层(EP),粘膜固有层(LP),粘膜肌层(MM)。9例经ESD切除的肿瘤胃粘膜组织进行OCT图像采集,发现原来正常的组织结构层次消失,EP层的完整性遭到破坏,表现为高亮度与低亮度区域相互混杂,光点的增粗,并且无明显的层次。7.基于纹理特征图像识别的探索性研究1)根据病理结果,一共纳入白光内镜图像180张。NBI-ME的IPCL图像261张,其中A型22张,B1型161张,B2型35张,B3型43张。2)运用CNN特征识别,白光图像计算机识别可以将异常区域基本完整地检测到,虚警区域较少。3)提取PHOW特征作为局部纹理描述,通过CHI2核函数对特征进行变换,在SVM分类器上取得了较高的分类精度,实现了NBI-ME图像中IPCL分型的自动分类。每类单独的分类准确率分别为76.3%、88.1%、84.7%,总体分类准确率为85.2%。4)内镜初学医生在识别A组和B2B3组准确率较高,主要易误识别为B1组,但是A组B2B3组之间误判的较少,总体较计算机识别软件准确率高一些。但是在B1组,我们发现内镜初学医生准确率在57.8%-79.5%之间,容易误判为A组及B2B3组。而计算机软件识别的准确率在88.1%,明显高于内镜实习生,指导临床选择最佳治疗方案。结论(1)在早期胃癌淋巴结转移风险研究中,发现大小、深度、溃疡和脉管浸润是分化型EGC是否LNM独立的预测因素。即使内镜治疗切除局限于粘膜的分化型早期胃肿瘤,也应该跟进转移的可能性。(2)在胃粘膜上皮内瘤变中,若病灶部位在贲门、病灶大于1cm,需考虑癌变的可能。可使用NBI-ME协助术前诊断病灶性质。在做好获益与风险评估后,建议进行诊断性ESD。(3)运用日本的血清胃蛋白酶原及G17普查方案不完全适用于中国国情。但是血清胃蛋白酶原及G17可以估计萎缩和肠化生的范围及严重程度。(4)在中国更适宜采用联合G-17和PG方案筛查早期胃癌。即运用新的ABC法评估安徽省胃癌高发地区胃癌发生的危险度(5)运用MDCT诊断早期胃癌浸润深度时,可以帮助内镜医生将浸润深度过深的完全排除,避免行不恰当的内镜治疗,保证临床安全。(6)光相干断层成像可以清楚的显示猪食管壁的4层结构,OCT图像与病理切片图像层次一致。对食道肿瘤的病人ESD标本进行OCT扫描成像,可以获得良好成像效果,与正常组织进行区别。(7)基于纹理特征图像识别可提高内镜医师发现微小病灶能力,避免漏诊。并协助内镜医师在NBI-ME内镜下准确识别IPCL分型,帮助判断病灶浸润深度,指导治疗方式选择。