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发布时间:2020-06-11 16:39:12

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作者:左秀丽,李长青, 李延青

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消化道共聚焦显微内镜诊断

消化道共聚焦显微内镜诊断试读:

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图书在版编目(CIP)数据

消化道共聚焦显微内镜诊断/左秀丽,李长青,李延青主编. —北京:人民卫生出版社,2014

ISBN 978-7-117-19656-7

Ⅰ. ①消… Ⅱ. ①左…②李…③李… Ⅲ. ①消化系统疾病-内窥镜检 Ⅳ. ①R570.4

中国版本图书馆CIP数据核字(2014)第187469号人卫社官网 www.pmph.com 出版物查询,在线购书人卫医学网 www.ipmph.com 医学考试辅导,医学数据库服务,医学教育资源,大众健康资讯

版权所有,侵权必究!消化道共聚焦显微内镜诊断

主  编:左秀丽 李长青 李延青

出版发行:人民卫生出版社有限公司

     人民卫生电子音像出版社有限公司

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制作单位:人民卫生电子音像出版社有限公司

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制作时间:2018年1月

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标准书号:ISBN 978-7-117-19656-7/R·19657

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随着半个多世纪以来光纤技术、超声技术以及各种光学设备的进步,以及临床研究和实践的扩展,内镜技术早已不是一项简单的诊断技术,而是成为一门与影像学、病理学并驾齐驱的专业学科,尤其是在胃肠疾病诊治领域。超声内镜、胶囊内镜、十二指肠镜、小肠镜等等技术的引进,让胃肠病学专科医师视野和技能得到了前所未有的扩展,也提高了胃肠疾病的诊治水平。

尽管共聚焦激光显微内镜技术已经引入临床十年,但仍然属于一项很新的技术。这种放大1000倍的图像可清晰辨认组织结构、细胞及亚细胞结构,做即时高分辨率的组织学诊断,是目前唯一能够做到活体组织学水平观察和诊断的技术,使内镜医师根据组织学诊断及时采取治疗措施,避免重复的内镜检查和多次活检的并发症。在很多常见胃肠道疾病,尤其是早期消化道肿瘤和癌前病变的诊断中显示其非凡的价值。

我国在共聚焦显微内镜检查领域与国际同步,山东大学齐鲁医院李延青教授在国内率先应用此技术,并积累了大量的宝贵经验,在国际上率先建立了对胃黏膜疾病进行诊断的“齐鲁”系列诊断标准,为国际显微内镜领域所接受。近年来发表了大量相关学术论文,出版了亚太地区第一本中文和英文的显微内镜专著。李延青教授也多次在国际和国内学术会议上进行学术报告,为我国显微内镜技术的开展作出了积极贡献。本书重点讲述了探头式显微内镜,附带了内容丰富、质量上乘的显微内镜图片,配以专业病理医师把关的组织病理学介绍和病理图片,对于了解消化道疾病显微内镜诊断和病理学是一本绝佳的参考书。更为难得的是本书配光盘1张,光盘含常见消化道黏膜疾病的在体视频,与本书配合阅读,可以大大提高学习效率。

因此本人欣然为之作序,并向广大读者推荐。前 言

消化内镜是胃肠病学领域的特色技术,随着内镜设备的更新和实践的积累,它不再是一门单纯的技术,在临床中,已经演变成与影像医学、病理学等医学学科相提并论的专业学科,尤其在胃肠疾病领域,成为诊断和治疗不可或缺的重要工具。共聚焦激光显微内镜(confocal laser endomicroscopy,CLE)的发明,为胃肠疾病的诊断开辟了一个新的纪元,是目前唯一能够达到活体组织病理学水平的内镜技术。尽管应用仅有十年时间,但在很多胃肠道疾病的诊断中展现出了良好的应用前景。

中国在CLE领域的应用与国际同步,2006年已开始投入临床,经过多年的应用,已经积累了大量的经验。国内很多医院同时引进了内镜整合式CLE和探头式CLE两种模式的设备,两种设备在操作上各有特点。山东大学齐鲁医院在前期大量整合式CLE工作基础上,于2012年引进了探头式CLE设备。笔者曾于2009年出版了国内第一本《共聚焦激光显微内镜图谱》,2010年更新和出版了该书的英文版(Atlas of Gastrointestinal Endomicroscopy),在国际上获得了良好的反响。遗憾的是,此两本书均以整合式CLE为基础,对探头式CLE仅做了简要介绍。随着在探头式CLE方面工作的展开,感觉有必要专门出版一本以探头式CLE为主的专著,以便国内同行更好的掌握该技术。

本书的编排改变了过去根据病变部位安排章节的惯例,改为以病变性质为基础,前两章依旧是介绍显微内镜的发展历史和技术,之后第三、四、五、六章分别介绍正常、炎症、癌前病变和癌的特点,所用CLE图片均取自山东大学齐鲁医院显微内镜数据库,病理图片由经验丰富的病理专业医师选择,一一对照。同时,鉴于探头式CLE扫描速度较快、视频化的特点,笔者将病变部位的视频随书增送,以飨读者。

本书承蒙中华医学会消化内镜分会主任委员,第二军医大学长海医院李兆申教授作序,在此表示衷心感谢。同时笔者十分感谢国家卫生和计划生育委员会临床重点专科建设项目的支持,以及国家自然科学基金委重点项目的支持。

由于共聚焦激光显微内镜临床应用时间较短,目前研究资料较少,很多疾病的共聚焦激光显微内镜诊断标准正在探索中,至本书付梓时其中部分标准仍未系统整理分析后纳入,希望再版时可以补足。由于时间仓促,加之笔者自身水平和经验有限,难免认识肤浅,甚至错误,欢迎广大读者赐教、指正。左秀丽 李长青 李延青2014年8月1日第一章 共聚焦激光显微内镜的起源与发展史一、 共聚焦激光显微镜技术的进步为显微内镜的发展奠定基础

共聚焦激光显微镜的发展经历了一个漫长的阶段。共聚焦激光显微内镜是在共聚焦激光显微镜这项技术之上发展起来的。

世界上第一台共聚焦激光显微镜(confocal laser microscope,CLM)于1955年诞生于哈佛大学,之后经过多年的发展和完善,于20世纪80年代开始投入实际应用。共聚焦激光显微镜的本质在于去除非焦面上的杂散光,获取z轴方向的高分辨率图像。与普通光学显微镜相比,共聚焦激光显微镜具有更高的分辨率,并可以对观测样品进行分层扫描,实现样品的三维重建和测量分析;与电子显微镜相比,2+共聚焦激光显微镜可以在亚细胞水平上观察诸如Ca、pH和膜电位等生理信号及活细胞形态的实时动态变化。因此,共聚焦激光显微镜的面世是显微成像技术发展史中具有划时代意义的重大进展。

自共聚焦激光显微镜问世以来,不断有新技术、新发明出现,使得共聚焦显微镜这项技术得到日新月异的发展,多通道激光共聚焦技术实现实时并列成像及叠加,保证了数据的同时性;高速活细胞激光共聚焦显微镜将成像速度从原先每秒几幅提高到几十幅甚至几百幅,大大提高了速度,可捕捉到活细胞动态变化图像,使活细胞成像成为现实,这些技术的进步也大大推动了生命科学研究前进的步伐。

然而,自问世以来,共聚焦激光显微镜一直应用于基础科学研究领域,停留在实验台上。离在体实时活细胞成像,进行人类的体内研究,还有相当的距离。二、 共聚焦激光显微内镜的诞生和发展

内镜的最终目标是建立与病理诊断等价的实时在体成像诊断体系。共聚焦激光显微镜的高分辨率和活细胞成像技术使上述预测成为可能。但是,要完成共聚焦激光显微镜从体外成像到实时在体成像的转变,最关键的技术突破在于整个显微镜系统的体积缩小。传统的共聚焦激光显微镜体积庞大,是为实验台操作而设计的。20世纪90年代末以来,微型化技术使得共聚焦激光显微镜体积逐渐缩小,从而进一步缩小到可以整合至内镜镜身内,为配合内镜进行在体成像做好准备。

这种微型化技术最终完成了共聚焦激光显微镜向共聚焦激光显微内镜的转变,实现了共聚焦激光显微镜技术从实验台到体内应用的过渡,就此诞生了共聚焦激光显微内镜。

1998年,硬管式共聚焦激光显微内镜问世,其为不可弯曲的硬管式设计,应用于观察和研究皮肤、子宫颈、腹腔脏器及直肠等(图1-0-1)。然而,此种类型共聚焦激光显微内镜却不能胜任弯曲、冗长的人类胃肠道检查。图1-0-1 硬管式共聚焦激光显微内镜A. 1998年研发的F900e系统硬管式共聚焦激光显微内镜;B.硬管式共聚焦激光显微直肠镜

进入21世纪以来,共聚焦激光显微内镜技术得到了空前的关注与发展。澳大利亚Optiscan公司和日本Pentax公司联手致力于共聚焦激光显微内镜技术的研发,利用超微型化技术,将共聚焦激光扫描器和光学图像装置进一步缩小到直径6mm,长度70mm,并将其整合到传统消化道内镜的最前端,率先完成了共聚焦激光显微镜与传统消化道内镜的完美结合,可曲式共聚焦激光显微内镜问世(图1-0-2)。图1-0-2 可曲式共聚焦激光显微内镜共聚焦激光扫描器和光学图像装置经微型化技术处理,进一步缩小到直径6mm,长度70mm,并将其整合到传统消化道内镜的最前端,可曲式共聚焦激光显微内镜问世。嵌入图像显示整合到内镜前端的共聚焦激光扫描器和光学图像装置

2003年起,这种可曲式共聚焦激光显微内镜开始应用于临床试验,结果表明,共聚焦激光显微内镜于在体及实时研究人类消化道疾病方面有巨大的优势。

然而,上述共聚焦激光显微内镜的问题是前端约70mm长的部分不能弯曲,部分影响了其在胃肠道检查中的操作灵活性,如何缩短内镜前端的不可弯曲部分,增加内镜操作的灵活性是下一步的关键问题。在上述前提下,近年来,经过进一步的微型化处理,这种共聚焦激光显微内镜前端的共聚焦激光扫描器和光学图像装置进一步缩小到直径5mm,长度43mm,使得内镜前端的不能弯曲部分缩短到44mm,这样增加了操作的灵活性(图1-0-3)。这种新型内镜Pentax ISC-1000于2006年3月正式投入临床,开启了共聚焦激光显微内镜技术发展的新篇章。

近年来,法国Mauna Kea科技公司研发出一种新型探头式共聚焦激光显微内镜(probebased confocal laser endomicroscopy,pCLE),这种探头式共聚焦激光显微内镜可以灵活插入普通消化道内镜的活检管道,对胃肠道黏膜进行实时动态和连续显微成像(图TMTM1-0-4)。这种探头有多种型号,如GastroFlex和ColoFlex 分别为TM上、下消化道黏膜检查而设计,而超细的探针型CholangioFlex可在ERCP检查中插入胆、胰管进行黏膜检查。此外,适用于支气管、腹腔、子宫及膀胱的型号已陆续问世,扩大了激光共聚焦显微内镜的应用领域(图1-0-5)。图1-0-3 Pentax ISC-1000共聚焦激光显微内镜前端示意图A. Pentax ISC-1000共聚焦激光显微内镜前端的装置,直径5mm,长度43mm,内镜前端不能弯曲部分为44mm;B. Pentax ISC-1000共聚焦激光显微内镜前端的经过微型化处理后的共聚焦激光显微成像装置与硬币尺寸的比较图1-0-4 探头式共聚焦激光显微内镜系统®Cellvizio共聚焦激光显微内镜探头可以灵活插入普通消化道内镜的工作管道,对胃肠道黏膜进行实时显微成像,可以在探头移动中清晰观察一定深度黏膜层面的组织和细胞结构®图1-0-5 Cellvizio探头式共聚焦激光显微内镜®TMTMCellvizio共聚焦激光显微内镜探头有多种型号:GastroFlex和ColoFlex 分别为TM上、下消化道黏膜检查而设计,而超细的探针型CholangioFlex可在ERCP检查中插入胆、胰管进行黏膜检查。此外,适合支气管镜、腹腔镜及膀胱镜等的多种型号已陆续问世,投入临床使用

共聚焦激光显微内镜的诞生、发展和临床应用具有划时代的意义,它使我们在内镜检查过程中能够对消化道黏膜层进行实时“光学活检”,取得近乎等同于病理学的诊断图像,尽管目前共聚焦激光显微内镜还存在着诸如扫描深度、扫描面积、成像质量等方面的局限性,但随着光学显微镜技术、激光扫描技术和生物计算机图像处理等技术的进一步完善,相信共聚焦激光显微内镜将会有更好的发展和更广阔的应用前景。(左秀丽 刘超)参 考 文 献

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共聚焦显微内镜技术(confocal laser endomicroscopy,CLE)是共聚焦显微镜与传统内镜的有机结合,可分为微探头式(probe-based CLE,pCLE)和整合式(endoscope-based CLE,eCLE)两种类型。

pCLE以微探头的形式通过内镜活检孔道插入进行诊断,可与多种型号内镜配合使用,以Cellvizio系统为例,主要由共聚焦显微探头、共聚焦图像显示器、扫描控制单元、影像处理机等部分组成(图2-1-1)。其中应用于不同检查部位的探头直径大小各异,如应用在胃镜和结肠镜的探头直径约1.5~1.8mm,配套使用的内镜钳道直径大于2.8 mm即可;用于胆道的探头直径约0.3~0.65mm,内镜钳道直径大于1.2mm即可(图2-1-2)。pCLE成像扫描速度较快,可达12帧/秒,侧面分辨率2.5~5μm,直径越大者其侧向分辨率也越高,但扫描深度不能调节,通过选择不同探头可实现0~80μm内的黏膜层成像。配备的Makintosh电脑工作站可支持图像拼接、伪彩着色、视频编辑等处理功能。图2-1-1 pCLE系统的组成

eCLE的共聚焦显微镜被整合入内镜的头端,成为一条专用的共聚焦内镜。以PENTAX 3870系列为例,其组成包括共聚焦显微内镜、共聚焦显微内镜的触摸屏显示器、普通内镜影像显示器、影像处理机、光学单元和共聚焦控制单元等(图2-1-3)。其中内镜镜身直径为12.8mm,其头端包含水/气体喷嘴、两个光导束、一个辅助喷水孔道(用于局部应用造影剂)和一个2.8mm的工作孔道(图2-1-4)。共聚焦图像的扫描速度为0.8帧/秒(1024×1024像素)或1.6帧/秒(1024×512像素)。视野为475μm×475μm,侧向分辨率为0.7μm。eCLE的成像平面深度可通过手柄上的两个控制按钮调节,每次扫描的光学层面厚度为7μm,自黏膜表面至黏膜下的扫描深度可在0~250μm间调节,共聚焦图像与白光内镜图像可同时生成。其软件为基于Windows操作系统的成像系统,支持暂停、静态图像导出、回放、放大等功能。两者间比较见表2-1-1。图2-1-2 pCLE探头图2-1-3 eCLE系统的组成图2-1-4 eCLE内镜头端细节表2-1-1 pCLE与eCLE间的比较第二节 显微内镜的成像原理

共聚焦显微内镜由传统的共聚焦显微镜发展而来,共聚焦显微镜已经是一项较成熟的技术,成像时激光光源、探测器及被测物位于共轭位置,激光源发出的低能量激光经光源针孔及透镜聚焦于被观察平面某一点,该点反射光经同一透镜聚焦于观察针孔形成点像,并通过针孔被探测器接收,而由焦平面上方和下方反射的光信号则被聚焦在针孔的前方或后方某处,在探测面上仅形成弥散斑,通过针孔被探测器接收到的光能量很少,远远低于焦点信号强度,故不能成像。这一设计使光源聚焦点与被观察点位于同一平面内,且光源针孔与观察针孔必须同步运动才能获得显微图像,故名共聚焦(图2-2-1)。其生成的图像不受来自被观察物体其他断面的散射光的影响,成像的分辨率和系统信噪比大大提高。

pCLE和eCLE的原理均为共聚焦成像,但具体成像方式仍有所不同。在pCLE中,由激光器发出波长为 488nm的光,经准直透镜和半反半透镜(dichroic mirror)作用将光折向入射纤维束方向,光纤束由约3万根直径约1.9μm的光纤组成,通过x-y方向两面棱镜的分别摆动,在光纤束表面呈蛇形进行逐点扫描,并入射到位于共焦点处的被测组织。被测组织中的荧光物质在激光的激发下发射出沿各个方向的荧光,反射荧光再经过光纤束、棱镜准确地聚焦到检测针孔处被探测器接收,形成共聚焦点像(图2-2-2)。在成像过程中针孔起着关键作用,针孔直径的大小对图像的对比度和分辨率有重要的影响。当激光逐点扫描检测组织,针孔后的光电倍增管也逐点获得对应光点的共聚焦图像,并将之转化为数字信号传输至计算机,最终在屏幕上集合成整个焦平面的共聚焦图像。使焦平面依次位于检测组织的不同层面上,可以逐层获得组织相应的光学横断面图像,被誉为“光学活检”。

eCLE成像系统是将成像光纤束和可移动扫描的物镜组合,将光源由主机导入被测组织,在该系统中激光器发出的光经照明针孔以及透镜系统后,进入成像光纤束中的一根光纤,由光纤末端射出的光经物镜系统聚焦于样品中的一点,同时由照明点反射的光信号被准直后进入同一根照明光纤,并经分束器及聚焦透镜汇聚于光探测器前方的小孔光阑上,之后由光电倍增管(PMT)接收,在eCLE中单根光纤同时充当照明点光源和检测针孔。探头由数万根光纤组成,其包含的光纤数目越多,则侧向分辨率越高,但探头的直径也越大(图2-2-3)。图2-2-1 共聚焦成像原理示意图A.焦平面成像;B.非焦平面成像

可见,pCLE水平面扫描的实现主要依靠主机内部棱镜的摆动,使激光逐层扫描,至固定的光纤束中,结构相对简单,但尚不具备垂直方向的扫描能力。eCLE水平面扫描主要依靠内镜头端的x、y轴调节马达摆动单根光纤,垂直方向扫描依靠z轴调节马达改变深度,结构相对复杂,但实现了较高的侧向分辨率和扫描深度调节(图2-2-4)。图2-2-2 pCLE成像原理图图2-2-3 eCLE成像原理图图2-2-4 pCLE与eCLE成像对比A. pCLE成像;B. eCLE成像第三节 显微内镜造影剂选择

共聚焦显微内镜成像过程通过激光激发被测组织内的荧光造影剂,收集激发后的荧光信号,形成图像。荧光成像与反射式共聚焦成像相比,增加了图像的信噪比,但需要组织中具有含特定荧光基团的造影剂。

理想的造影剂应具备以下条件:无毒、吸收后对人体无害、可形成鲜明的色彩对比、对黏膜有良好的亲和性、能如实反映黏膜的微细变化、价廉且容易获得。造影剂可全身静脉应用或黏膜局部喷洒,也可两者联合应用。目前在人体组织内可用的荧光造影剂有荧光素钠(fluorescein)、盐酸吖啶黄(acriflavine)、四环素和甲酚紫(cresyl violet)等。其中最常用的为荧光素钠。

荧光素钠是一种廉价、无致突变性的造影剂,临床最早用于眼底血管检查,常用浓度为10%,静脉注射荧光素钠后15秒内即可显像,其作用时间可持续30分钟,在体内多数与血清白蛋白结合,未结合的游离分子可随血液逐渐分布至胃肠道上皮细胞、微血管及间质结缔组织,显示黏膜内的隐窝结构、上皮细胞,使固有层的结缔组织与微血管系统产生强烈对比(图2-3-1、图2-3-2)。但荧光素钠不能穿过细胞的类脂膜与细胞核中的酸性物质结合,故难以清楚显示细胞核。杯状细胞内因含有大量黏液而无法与荧光素钠结合,故在细胞内表现为大而黑的椭圆形不染区。另外,荧光素钠属于小分子通透性标志物(分子量376),还可用于在体检测上皮细胞间的通透性,在某些炎症状态下,可观察到荧光素钠从微血管中渗出增多。静脉应用荧光素钠后最常见的不良反应为一过性轻微皮肤黄染,个别患者可出现短暂性恶心、呕吐及荨麻疹等。严重的不良反应,如过敏性休克非常罕见。但发生时处理困难,故推荐检查前进行荧光素钠过敏试验。图2-3-1 10%荧光素钠染色(pCLE表面)荧光素钠可标记上皮细胞外基质和基底膜,细胞边界显示为白色,细胞核不能染色图2-3-2 10%荧光素钠染色(pCLE深层)荧光素钠成像范围从上皮表面深入至黏膜固有层,从而使固有层的结缔组织基质与黏膜内微血管系统产生强烈对比

盐酸吖啶黄既往曾被作为局部抗菌剂,局部应用后数秒内可被吸收,可与细胞核和细胞质内的DNA、RNA等酸性物质结合后染色,清晰显示细胞核结构,但成像局限于黏膜表面下50~100μm范围,其分布随时间的变化较小,对上皮内瘤变和肿瘤的检测非常有利(图2-3-3)。另外,胃肠道内的幽门螺杆菌、钩端螺旋体等微生物亦可吸收吖啶黄而显色。目前尚无严重不良反应的报道,但潜在的致突变性限制了其广泛应用。图2-3-3 0.02%吖啶黄染色盐酸吖啶黄可使细胞核和细胞质染色,细胞边界显示为黑色

其他造影剂中,四环素为全身静脉使用,对肿瘤细胞具有良好的结合力,但其在共聚焦内镜下的激发光信号较弱。甲酚紫为另一种局部应用的造影剂,属人工苯胺染料,在染色色素内镜中已有应用,可被肠化生细胞和瘤变细胞吸收着色。甲酚紫可作用于细胞核,增加细胞核显示效果,但成像效果不及吖啶黄。在科研中使用较多的异硫氰酸荧光素、罗丹明、Cy3等由于标记步骤烦琐和可能的人体毒性尚未得到应用。仍需研究新型造影剂,尤其是针对特定分子的造影剂,已有研究显示CLE可以显示活体肿瘤组织表皮生长因子受体(EGFR)、MG-7等特异性抗体的不同表达。这提示CLE可以在体内进行肿瘤标志分子诊断,有助于预测病变风险并指导靶向治疗。第四节 显微内镜临床操作

共聚焦显微内镜的术前准备与普通内镜检查类似,胃镜检查前需空腹至少8小时,术前20分钟口服黏膜表面麻醉剂和去泡剂,结肠镜检查前需服用泻剂清洁肠道,检查前10分钟肌内注射解痉药物。因显微内镜检查需应用荧光造影剂,故术前需对患者进行过敏试验,排除过敏患者及肝肾功能受损患者。静脉应用荧光素应准备好静脉通路,并进行荧光素钠静脉过敏试验,将荧光素钠稀释至2%浓度,1ml缓慢推注后观察15分钟,注意患者有无过敏反应。有条件者可在麻醉下进行。

pCLE操作可与普通内镜、高清内镜、电子染色内镜、十二指肠镜、小肠镜等联合应用,首先行上述光学内镜检查,发现可疑病灶后,静脉注射10%荧光素钠5~10ml和(或)应用喷洒管局部喷洒0.02%吖啶黄5~10ml,经内镜活检通道插入pCLE微探头,将探头轻置于观察黏膜的表面,开启共聚焦扫描功能即可进行显微成像(图2-4-1),图像为视频片段形式显示,可储存于电脑硬盘中并导出。pCLE的常用视野范围为240μm,可配合Mosaicing软件拼接多个不同视野图像以扩大视野。在检查全过程中,操作者可于普通内镜显示屏直视病变和微探头的位置,随时调整合适方位。pCLE扫描速度快,由呼吸、心搏造成的运动伪影相对少见(图2-4-2),在观察中黏液和红细胞引起的黑色点状伪影有时会被误认为是杯状细胞,其位置在扫描过程中多相对固定,用水冲洗胃黏膜表面则可避免该类污染伪影的存在(图2-4-3)。

eCLE为整合的专用内镜,操作时首先开启白光内镜模式进行检查,选定观察区后用清水冲洗以清除泡沫和黏液,静脉或局部应用造影剂,启动共聚焦扫描模式观察。对可疑病灶进行观察时,首先把观察部位置于内镜视窗的左下角,以蓝色激光作为引导,将内镜的头端轻轻垂直置于黏膜表面,维持相对稳定的位置以减少移动导致的伪影,必要时可轻轻吸引。由于工作通道接近显微镜窗,允许通过普通内镜视野观察到共聚焦扫描探头在组织的位置,“光学活检”的部位位于吸引后产生的“息肉”左侧5mm,从而实现靶向性活检(图2-4-4)。聚焦平面的位置由操作手柄的按钮控制,对每一个观察部位,都可由表至深的观察,脚踏板或触摸屏采集静态图像并储存。由于eCLE先端部较长,观察胃角、贲门及胃底等部位常存在一定困难,操作时更易受到心搏、呼吸、消化道自身蠕动及患者体位变动的干扰,尤其在上消化道检查时更为突出。抖动为造成图像模糊的首要原因,使用解痉药物抑制胃肠蠕动及轻轻吸引黏膜有助于提高图像质量。图2-4-1 pCLE探头对黏膜观察图2-4-2 污染伪影图2-4-3 运动伪影图2-4-4 eCLE探头对黏膜观察共聚焦扫描探头位于内镜视野左下角(箭头),“光学活检”的部位位于吸引后产生的“息肉”左侧5mm的位置(圆圈箭头)

共聚焦显微内镜检查的术后处理同普通胃镜检查,无须特殊处理。一般仅要求术后2小时内禁食、禁饮即可。患者注射荧光素钠后若出现皮肤、小便一过性发黄为正常现象,应向被检查者解释以消除其顾虑,嘱多饮水,24小时可完全排泄。患者因对荧光素钠过敏而出现过敏性休克反应极为少见,一旦发生应按过敏性休克的处理原则进行积极救治。(季锐)参 考 文 献

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第三章 正常消化道黏膜表现第一节 食 管 黏 膜一、 食管黏膜组织学

食管是连接口咽及胃的一长约25cm的肌性管道。其由黏膜、黏膜下层、肌层和外膜组成。黏膜包括鳞状上皮层、固有层和黏膜肌层。

食管黏膜被覆未角化的复层扁平上皮,成人上皮厚度为250~400μm,由20~25层细胞构成,由浅入深分为4层:表层、中层、副基底层、基底层(图3-1-1)。其基底层细胞呈立方形,具有很强的分裂增殖能力,新生细胞向上迁移,补充上皮表面不断脱落的细胞。食管黏膜表层细胞形态扁平,细胞内仍可见到固缩的细胞核,可以抵抗食物的摩擦。黏膜固有层为细密结缔组织,由血管、淋巴管、淋巴细胞等构成,形成乳头凸向上皮,乳头内毛细血管袢(intraepithelial capillary loop,IPCL)可为上皮提供血液供应。故组织横切面中食管乳头被基底层细胞所包绕(图3-1-2)。正常乳头的厚度不高于上皮厚度的2/3。图3-1-1 正常食管黏膜层纵切图由浅入深分为4层:表层、中层、副基底层、基底层二、 正常食管黏膜CLE图像

静脉应用荧光素钠后CLE可以观察到整个食管黏膜上皮及部分固有层结构。食管浅层共聚焦图像为大小一致、排列规则的鳞状上皮细胞,细胞边界清晰,无荧光素钠渗出。由于扫描深度限制,尚观察不到基底层细胞。探头式CLE(pCLE)限于其固定的扫描深度,同时由于正常食管黏膜表面大量黏液和上皮层较厚,一部分患者无法取得满意图像。一个共聚焦视野内可以见到多个色泽明亮、直径均匀的线圈样IPCL,其内可见到黑色点状的红细胞(图3-1-3),pCLE因为视野较小,大多只能见到1~2个IPCL(见光盘视频:正常食管)。食管鳞状上皮呈同心圆状分布于IPCL周围,由内向外依次为排列密集的基底层细胞、棘形的副基底层及中层细胞、扁平的表层细胞。2012年,Li等人通过对正常食管CLE图像的三维重建,得出CLE图像中食管IPCL的4个表面成熟现象:①光晕现象:IPCL周围存在光晕并向外逐渐衰减;②梯度现象:IPCL周围细胞厚度自内向外逐渐变薄;③极性现象:单个光晕在某一方向上延伸;④指南针效应:同一扫描视野中不同IPCL光晕的极性一致。图3-1-2 正常食管横切图A.浅层食管黏膜横切图,可见细胞呈梭形,细胞核较小,核浆比例小;B.深层食管黏膜横切图,细胞呈立方形,核浆比例大,可见大量IPCL图3-1-3 正常食管黏膜pCLE图像高亮部位为IPCL第二节 正常胃黏膜一、 胃黏膜组织学

胃属于消化管,上接食管,下接十二指肠。胃壁自内向外可分为4层:黏膜、黏膜下层、肌层和外膜。其中,黏膜层又由上皮、固有层和黏膜肌层组成。各部位的黏膜厚薄不一,为0.3~1.5mm。

正常胃黏膜表面有许多浅沟交织成网状,将其分成许多直径2~6mm的胃小区(gastric area)。胃黏膜上皮向固有层凹陷形成约350万个开口不规则的胃小凹(gastric pit),平均宽度约70μm,深约200μm,其底部与1~7条胃腺体相通。不同部位胃小凹的形态不尽相同。胃黏膜的微血管由集合静脉和毛细血管网组成,毛细血管围绕着腺体,血液通过毛细血管回流到集合静脉。

胃腔表面覆以单层柱状上皮,主要由富含黏原颗粒的黏液细胞组成,相邻细胞间形成紧密连接,连同黏液细胞分泌的不可溶性黏液共同保护胃黏膜。

固有层内含有大量排列紧密的管状腺,根据位置分为贲门腺、胃底腺、幽门腺,其细胞构成和腺体长度各不相同。

1. 胃底腺(fundic gland)

又称泌酸腺(oxyntic gland),位于胃底和胃体(图3-2-1)。每个腺体可分为颈、体、底三部分,颈部开口于胃小凹,底部膨大,可达黏膜肌层。由颈黏液细胞、壁细胞、主细胞、干细胞和内分泌细胞组成。颈黏液细胞位于腺体顶部,可分泌酸性黏液保护胃黏膜。腺体上部主要为壁细胞,其可分泌盐酸和内因子;腺体下部主要由主细胞组成,可分泌胃蛋白酶原。

2. 幽门腺(pyloric gland)

分布于近幽门的胃窦4~5cm的范围内,此处胃小凹较深,腺体短而弯曲,分支较多,腺腔开口较大(图3-2-2)。图3-2-1 正常胃体黏膜组织学图像图3-2-2 正常胃窦黏膜组织学图像

3. 贲门腺(cardiac gland)

分布于近贲门1~3cm的范围内,此处胃小凹较浅,腺管开口较大。主要由黏液分泌细胞构成。

固有层中除有大量胃腺外,腺体和胃小凹之间还有少许结缔组织,内有成纤维细胞、浆细胞、肥大细胞、嗜酸性粒细胞及较多淋巴细胞。固有层内丰富的毛细血管网可为胃壁细胞提供血液供应。二、 正常胃黏膜的显微内镜图像

共聚焦显微内镜检查中,胃小凹是其观察的基本结构单位,通过应用荧光素钠作为造影剂,可以清晰地观察到胃小凹的形态、开口、组成细胞及小凹之间的间质成分。正常胃黏膜中,柱状上皮形态及排列规则,其中间的黑色区域即为小凹的开口。如前所述,胃内不同部位的胃小凹形态、开口各不相同。

正常胃底、体处胃小凹大小一致,开口为非连续的圆形或椭圆形,排列规则,周围柱状上皮细胞呈铺路石样排列,一个共聚焦视野内有多个胃小凹。深层共聚焦扫描图像中,胃小凹之间的间质中可见到蜂窝状血管结构(图3-2-3)(见光盘视频:正常胃体)。

幽门腺处的胃小凹较深,共聚焦显微内镜图像中呈连续的短棒状,其开口为裂隙样,内无色泽明亮的荧光素钠渗出。深层扫描图像中,小凹周围的间质较宽,其内可见到白色的线圈样血管结构(图3-2-4)。图3-2-3 正常胃体pCLE图像小凹呈卵圆形开口图3-2-4 正常胃窦pCLE图像小凹呈连棒状,分割胃黏膜呈卵石样第三节 正 常 小 肠

小肠作为人体消化和吸收营养的主要部位,分为十二指肠、空肠和回肠。正常的人体小肠是由黏膜层、黏膜下层、肌层和浆膜层构成。部分小肠黏膜和黏膜下层向肠腔内凸起折叠形成皱襞,增加了小肠的吸收面积。一、 小肠组织学表现

黏膜表面可见大量细小的肠绒毛,是由上皮层和固有层向肠腔内突起形成,形态不一,呈指状或分叶状,在十二指肠呈宽叶状,在远段十二指肠和近段空肠呈长趾状,而中段小肠呈短管状。绒毛的密度2为10~40/mm,长度为0.5~1mm;绒毛中轴的结缔组织内含有中央乳糜管、毛细血管网和平滑肌。

黏膜层小肠绒毛是由单层柱状上皮和不连续的微绒毛组成,由内到外分为上皮层、固有层和黏膜肌层。绒毛部上皮包括吸收细胞、杯状细胞和少量的内分泌细胞;在管状腺中可见潘氏细胞。吸收细胞呈高柱状,核呈椭圆形,位于基底部;细胞质呈嗜酸性,光镜下可见纹状缘。杯状细胞散在于吸收细胞间;细胞顶部充满黏蛋白颗粒,而底部较窄,形似酒杯。杯状细胞HE染色可见一巨大空泡。潘氏细胞位于腺体基底部,可分泌大量的嗜酸性抗菌颗粒。内分泌细胞位于基底部,呈三角形。绒毛顶部细胞脱落后可形成细胞间空隙。

绒毛基底部的上皮向下延续至固有层,形成管状腺/小肠腺,小肠的管状腺体又称为Lieberkühn隐窝(crypts of Lieberkühn)。固有层除了有丰富散在的淋巴细胞、浆细胞外,还有少量的嗜酸性粒细胞和肥大细胞,并有淋巴小结形成。在十二指肠为孤立淋巴小结,在空肠和回肠多见淋巴结聚集形成派氏结节(Peyer's patch)。黏膜肌层是由黏膜基底部和内部环行和外部纵行排列的平滑肌细胞组成。部分十二指肠的黏膜下层内有Brunner腺体(Bunner gland),可分泌中性黏液,保护十二指肠免受胃酸腐蚀。肌层由内环外纵两层平滑肌组成。外膜除部分十二指肠壁为纤维膜外,余均为浆膜,浆膜层含有淋巴细胞和少量的浆细胞。二、 正常小肠黏膜显微内镜表现

普通内镜下观察,正常十二指肠黏膜远观表面光滑,近观呈颗粒样,为十二指肠绒毛。回肠末端黏膜呈绒毛样,黏膜表面可见大小均匀的细颗粒样隆起,直径1~10mm,为淋巴滤泡,其数目和密集随年龄的改变而不同。

静脉注射10%荧光素钠,pCLE下绒毛呈指状或宽叶状,上皮细胞排列规则,吸收细胞呈细长型高柱状,高亮度的吸收细胞在外部边界形成一条黑线,即刷状缘。杯状细胞散在于吸收细胞间,具有典型的形态特征:纵切面呈酒杯状,横切面呈靶征。荧光素钠均匀分布于血管中,可见血液在血管中流动(见光盘视频:正常回肠)。固有层血管走行于绒毛中央时,折叠的绒毛可以看到交叉部(图3-3-1)。另外,显微内镜下小肠腺在正常绒毛基底部不可见,但像重度炎症或乳

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