大连镜善镜美 | 详解LASEREO蓝激光系统
镜善镜美 | 详解LASEREO蓝激光系统
冀明、李鹏；首都医科大学附属北京友谊医院
一、LASEREO蓝激光内镜系统
LASEREO蓝激光内镜系统首次研发采用激光光源，有别目前惯用的卤素灯或氙气灯光源。通过调整两束激光发射强度，实现白光观察和黏膜表层窄带蓝激光不同临床需求的观察，凭借激光光源的特性，可以获取更加明亮、清晰、深层血管的图像，使得内镜深入检查黏膜表层微细血管技术得到前所未有的提升，提高了早癌等病变部位的可辨识度，为消化道早癌精确诊疗带来更多可能性。
LASEREO蓝激光内镜系统，搭载了“白光观察用激光”和“窄波段观察用激光”两种波长不同的激光，并依观察需要灵活运用。白光观察用激光（450±10 nm）：让荧光体高效率发光，与发光后的荧光混合后作为白色光照射；通过荧光体，发出适合于常规检查的宽光谱、明亮度较高的白光，可以让颜色自然的图像呈现在监视器上。窄波段观察用激光（410±10 nm）：作为适合强调表层处理波长的窄波段光，与白色光混合后照射。其光波短、光谱窄，对于黏膜表层的微细血管、黏膜的细微凹凸状况，通过突出其对比使图像清晰地呈现，适合于病变形态观察。实现窄带光观察同时，保有亮度。
根据临床诊断的不同需求选择不同的观察模式，LASEREO蓝激光内镜系统可提供四种观察模式[联动成像技术LCI、蓝激光成像技术BLI&BLI-bright、可扩展电子分光技术FICE]，为消化道疾病的诊疗提供全面的观察方法。
（1）LCI（Linked Color Imaging）：LCI基于 BLI-bright两束激光的光照比率，再通过主机软件处理的特殊光成像技术。在LCI中，针对黏膜表面的红色部分进行了强化，使红色的区域更红，白色的区域更白。主要适用于消化道病变筛查。
（2）BLI（Blue LASER Imaging）：通过增强窄波段观察用激光的光照比率，略加入白光成分，实现窄带光的观察，并保有明亮度。BLI提高黏膜表层微细血管的对比度，结合光学放大镜，贴近放大观察黏膜表面的微血管形态和微结构形态，诊断病变的良性和恶性，并为有效帮助判断浸润深度提供依据。
（3）BLI-bright：略微增加白光成分，通过平衡分配窄波段观察用激光和白光观察用激光，可同时获取较高的血管对比度和亮度。BLI-bright适用于光量少则不容易显现对比度的中远景，或观察条件差的部位，并通过白光提高发现率判别病变的良性或恶性及病变边界线变得更容易。
（4）FICE（Flexible Spectral Imaging Color Enhancement）：可扩展电子分光色彩强调技术，在白光的基础上，通过软件处理，对病变组织进行色彩强调。
此外，LASEREO蓝激光内镜系统由于使用激光光源，与传统的卤素灯或氙气灯光源相比，具有使用效率高、消耗电力少、使用寿命长的特点，因而实现节能。激光光源消耗电力约为10W，而目前使用的氙气光源消耗电力约300W。氙气光源的使用建议每500小时更换，即6年需要更换12个灯泡（按内镜使用约为1000 h/年估算），而激光光源可持续使用时间约为6000个小时。
二、BLI和光学放大内镜
1.BLI蓝激光成像
BLI是基于血红蛋白对光的吸收特性以及黏膜对光的反射特性的原理，形成观察、诊断表面微细血管和深层血管的内镜成像技术。
短波长易被血液中的血红蛋白吸收，被吸收后血管呈现的颜色为暗色，与周围组织形成对比，从而突出血管的形态。由于消化道黏膜表面有丰富的腺管结构，腺管周围又遍布丰富的毛细血管，所以通过短波长使微细血管和腺管形成强烈的对比度。
BLI蓝激光观察功能，使深入观察黏膜表层微细血管和表面腺管形态效果成为可能，且凭借激光的特性图像更加明亮、更加清晰、更加有层次感，提高了肿瘤等病变部位的可辨识度，为消化内科医生提供了前所未有的诊断工具。
2.BLI设计原理
“LASEREO”搭载的“Blue LASER Imaging（BLI）蓝激光成像技术”可以调整白光用激光和窄波段观察用激光的发光比率，瞬间切换不同观察目的、观察部位的照明，突出显示黏膜表层微细血管、黏膜Pit Pattern状况。
BLI包含两种模式：
（1）BLI模式：BLI采用410 nm波长，略微增加白光成分的模式，非常清晰有效强调微小血管形态和黏膜表面形态，甚至是更深层次的血管。BLI模式主要采用接近、放大观察，并呈现一定明亮度，从而提高诊断率。更加容易判别病变性质，同时对边界识别也有用。通过提高黏膜表层微细血管的对比度，使得窄波段观察用激光的光照比率增强，以此来进行照射。主要适用于近距离和放大观察。
（2）BLI-bright亮度模式：BLI-bright同样采用410 nm波长，但与BLI模式相比，略微减少了窄带光成分，增加了更多白光成分的模式，所以比较明亮。BLI-bright适用于光量度少则不容易显现对比度的中远景，或观察部位的条件差时，可有效强调中远景的血管形态和黏膜表面形态。通过平衡分配窄波段观察用激光和白色光观察用激光，可同时提高血管对比度和亮度。主要适用于中距离和近距离观察。
3.光学放大内镜结合BLI
目前放大内镜的光学放大倍数可达135倍（19inch显示器），放大倍数介于肉眼和显微镜之间，可以清晰显示消化道黏膜腺管开口和微血管结构的变化，结合染色内镜或窄带成像或多带成像，能进一步提高消化道微小病变的早期诊断率。放大内镜目前主要应用于两个方面：①质的诊断，鉴别正常上皮、过形成上皮、组织异型程度和上皮性肿瘤（腺瘤和癌）；②量的诊断，判断癌浸润深度和范围。
正常非癌患者幽门部常呈条文状，而胃体部小凹呈点状。放大内镜下，早期胃癌特征性改变：胃小凹呈条文状、网络状；局部微血管改变：紊乱肿瘤血管的出现和集合静脉、真毛细血管网的消失。
放大内镜结合BLI
a.白光；b.BLI无放大；c.BLI-bright；d.BLI放大（平坦病变诊断为B型管状）；e.BLI放大（中央微红病变表现为不规则表面形状，BLI分类为C1型）
三、BLI在消化道早期癌、癌前病变的临床应用
1.BLI在早期胃癌中的应用
早期胃癌是指病变局限于胃壁的黏膜层及黏膜下层，不论其浸润范围大小、单发或多发及有无淋巴结转移。
根据早期胃癌的大体形态大致分为3型：
隆起型（Ⅰ型）：病变直径多在2 cm以上，呈不规则状或息肉状隆起，宽基无蒂息肉，隆起的高度超过5 mm，表面不平呈结节状，边界清楚可见。该型少见，约占15%。
平坦型（Ⅱ型）：病变较平坦，可稍隆起或凹陷，常为较平坦的斑块或糜烂，色泽变化不大，边界常不清楚。此型最常见，约占75%，可分为三个亚型，即浅表隆起型（Ⅱa型）：病变黏膜稍高出黏膜，隆起高度不超过5 mm，面积小，表面平整；浅表平坦型（Ⅱb型）：病变与黏膜等平，但表面粗糙呈细颗粒状：浅表凹陷型（Ⅱc型）：为最常见的亚型，浅洼病变底面粗糙不平，可见聚合黏膜皱襞的中断或融合。
凹陷型（Ⅲ型）：有明显黏膜溃烂，凹陷比Ⅱc型深，但不超过黏膜下层，病变不规则，表面常有出血和污秽渗出物覆盖，边缘常可见黏膜皱襞中断、融合或变性成杵状。此型约占10%。
BLI在早期胃癌检测中，可通过放大画面发现明显与不明显肿瘤病理部位表面的不规则分布的微血管；从肿瘤区域表面出现的白圈，可检查出不规则外观的肿瘤；胃肠化生部位的绿色与胃癌表面的棕色和增强对比度，易于鉴别；强对比度的颜色可清楚地区别棕色的食管鳞状细胞区域与癌周组织；Barret食管病理区域可与棕色的胃癌黏膜形成强烈对比。
BLI有利于早期诊断，且可清晰地看见肿瘤与化生部位的边界线。
现临床上常用关于胃黏膜表面微血管及表面微结构的分型为Class型（VS分型）。见下图（图片来自Shigeto Yoshida Department of Endoscopy.Hiroshima General Hospitalof West Japan Railway Company）
癌/非癌的诊断标准：
（1）不规则的MV分型与边界清晰；
（2）不规则的MS分型与边界清晰。
若看到的分型是（1）或（2），则诊断为癌。
下图（图片来自首都医科大学附属北京友谊医院消化科）分别为白光、FICE、BLI-bright、BLI、BLI及靛胭脂染色下观察的胃窦Ⅱc型病变。
同时Kazuhiro Kaneko等的研究表明，在胃中，使用BLI-bright模式，相比窄带内镜可以保证更充分的亮度及更大的观察范围。
2.BLI对大肠肿瘤的浸润深度和大肠息肉的诊断
BLI可以预测病理组织学诊断及大肠肿瘤的浸润深度。
在Naohisa Yoshida的研究中，使用蓝激光诊断结肠病变时，使用的为NBI下的Hiroshima分型（如下图）。在此分型中A型多为增生性息肉；B型多为管状或乳头状腺瘤；C1型多为黏膜内癌和浅侵入黏膜下肿瘤；C2型多为黏膜内癌，浅侵入黏膜下肿瘤，或黏膜肌癌；C3型预测为黏膜下层癌或进展期癌。
其研究发现，增生性息肉中，观察A型病变的准确率为100％；腺瘤中，观察B型病变的准确率为89.3％；C1及C2型病变中，黏膜内癌和浅侵入黏膜下肿瘤观察的准确性分别为69.6％和84.6％；C3型病变中，黏膜下层癌或进展期癌的观察准确性为81.8％。BLI放大模式的诊断准确率总体为84.3％。另外，非放大模式下，区分直径＜10 mm的肿瘤及非肿瘤性病变的准确性为95.2％，远高于白光模式。
在结肠病变的诊断中，Naohisa Yoshida将蓝激光模式与NBI模式对比发现，BLI可以预测结肠病变的病理类型及浸润深度，其与NBI模式诊断结肠病变的诊断率相似，均为74%。
3.BLI在早期食管癌的应用
目前，根据食管上皮乳头内毛细血管襻（intrapapillarycapillary loops，IPCL）的形态变化，IPCL分型逐步向食管统一分类过渡。主要分为A型：轻度的，血管形态无变化，表现为轻微的，看不到乳头内毛细血管的变化。为正常食管鳞状上皮的表现。B型：深度的，血管形态有变化。其中包括B1型：扩张、形态扭曲、口径不同、形状不均一，全部显示Loop样的血管异常。多为表浅的黏膜内癌；B2型：缺乏循环状，血管异常；B3型：高度扩张不规则的血管（约B2血管的3倍以上，血管直径约超过60 μm的不规则血管）。多为黏膜下受累癌变。无血管（Avascular area，AVA）：被typeB血管包围，无血管区域或粗血管区域称为AVA。＜0.5 mm的记为AVA-small，0.5～3 mm的记为AVA-middle，＞3 mm的记为AVA-large。初步验证发现此分型评估表浅食管鳞癌浸润深度的平均准确度可达90%。
使用BLI蓝激光模式，可以细微观察IPCL的形态变化，为临床镜下判断病变性质提供帮助。下图（图片来自首都医科大学附属北京友谊医院消化科）为ESD术后，食管中-高度异型增生。
左：白光；右：BLI模式
Hiroyuki Osawa等的研究表明，在食管鳞状细胞癌中，非放大的BLI模式显示的褐色病变具有更高的色彩对比，可以更好地显示IPCL。且通过更高的色彩对比，可以更好地显示Barrett's食管的病变范围。在Kazuhiro Kaneko等的研究中显示，在BLI-bright，BLI-contrast和NBI模式下，相比其他两种模式，BLI-bright模式可以维持足够的亮度并有更大的观察范围，并且观察的层次更深，例如食管的固有层或胃的黏膜下层。
四、LCI原理和临床应用
1.LCI的图像处理原理
相比白光，LCI中窄波光的成分更多（与BLI-bright相同）可针对黏膜表面结构和血管进行强调。
2.LCI的临床意义
上消化道：
①慢性胃炎；
②HP（幽门螺杆菌胃炎）；
③胃底腺黏膜发红性胃炎；
④萎缩性胃炎；
与白光相比，LCI表现出弥漫发红，提高了Hp感染的诊断能力，并可以有效地使用LCI观察判断黏膜萎缩的边界。
⑤肠上皮化生；
⑥早癌。
LCI观察与白光观察、BLI观察相比，提高了识别性，有助于筛查早期胃癌。
下消化道：
溃疡性大肠炎的炎症部分和非炎症的边界变得清晰。
（1）正常胃黏膜
左：Hp未感染；
右：使用内镜：EG-L590ZW；
胃体上部前壁伴随RCA，正常黏膜背景下发现息肉。LCI模式下，胃体上部前壁伴随轻度发红杏色的黏膜，胃底线息肉“脱颖而出”。
（2）Hp感染
左：Hp已感染；
右：使用内镜：EG-L590ZW；
胃体上部前壁发现伴随着轻度的发红状态。LCI模式下，发现胃体部全体呈现深红色的黏膜，并且对发红的前壁强调明显。
（3）除菌治疗后
左：除菌治疗成功；
右：使用内镜：EG-L590ZW；
胃体部小弯的萎缩黏膜和从前壁开始到大弯胃底腺，没有伴随发红，黏膜正常。LCI模式下，胃体部小弯的萎缩黏膜，胃底腺黏膜呈现暗淡的杏色，边界清晰。
（4）高分化型腺癌
左：胃贲门部小弯表面有糜烂0-Ⅱa型早期胃癌；
右：使用内镜：EG-L580NW；
LCI模式下，强调红色色调变化。行ESD手术，发现为黏膜浸润的高分化型腺癌。
（5）十二指肠溃疡
左：黏膜上有炎症；
右：使用内镜：EG-L590ZW；
LCI模式下，呈现强烈的发红状态。
（6）溃疡性结肠炎
六、FICE的工作原理及临床应用
FICE技术是日本Chiba大学Yoichi-Miyake发明的。其通过电子分光技术将彩色CCD采集到的不同色数元素进行分解、纯化，根据内镜主机预设置参数，能提供400～600 nm间任意波长组合的图像处理模式，并通过内镜操作部按键快速切换。波长组合也可根据操作者的喜好及经验进行个性化调整，并为操作者预存10组不同参数，以期达到最佳观察效果。
在日常内镜检查中，除了观察形态学以及胃壁的伸展度等要数，还需重点仔细观察胃黏膜表面形态及小凹的分型，此外还可根据观察到的黏膜下血管纹理辅助判别病变性质。研究证明光波波长在500、445、415 nm附近时，相对应的穿透深度为0.24、0.20、0.17 mm，此时内镜获取临床信息价值最大。
FICE技术在胃食管反流病与Barrett食管、发现早期胃肠肿瘤及炎症性肠病的随访筛查方面，均能提供更清晰且对比更佳的图像。目前FICE技术所应用的领域：（1）替代色数内镜用于发现扁平病变并观察其黏膜细微结构；（2）充分利用FICE技术相对于色数喷洒的优势，通过观察黏膜及黏膜下血管纹理，推测病变的组织类型及浸润深度。
根据2002年巴黎会议关于浅表胃肠肿瘤分类共识，结肠肿瘤浸润黏膜下层的深度超过1000 μm意味着淋巴结转移率显著提高，是内镜下切除的反指征。而FICE能有效观察结肠肿瘤表面的血管网，对判别肿瘤浸润黏膜下层的深度是否已达1000 μm具有重要价值。因此，FICE技术可较准确地判定患者的病变是否可行内镜下切除，其意义超越了常规超声内镜检查。
FICE对检出扁平隆起病变、判断浅表凹陷性或黏膜糜烂病变的浸润边界及色泽改变、可疑病变处黏膜小凹的形态改变、黏膜下新生血管的观察等有较明显的辅助作用。在波长的选择上，因波长较长的组合产生的画面较明亮，适合远距离观察；而近距离观察时使用B通道波长较短的光波组合更为理想。
总之，FICE技术通过选择性处理对临床意义最大的光波信息，同时改善了病灶与周围组织结构、细微血管与周围组织的对比度，提高了表浅病灶的检出率。具有操作简便、染色/白光状态自由切换、染色质量恒定、染色后观察黏膜下血管更清晰等突出优点。但是，FICE技术的本质仍限于对病变形态学的观察。
七、总结BLI、LCI的优势
BLI的优势：
1、BLI是通过调整410nm和450nm两束激光强度实现窄带光观察同时保持亮度；BLI对深层到表层的血管呈现能力逐渐加强，可以观察到更深层的血管和对浸润稍微深部的病变根源诊断能力更强
2、胃部的微血管和表面结构都可清晰分辨。
3、外观以区分的胃癌表面出现的微小白光圈可将无结构异常的、不易观察到的肿瘤区别开来。
4、在检测恶性肿瘤与其周围的肠化生部位时，用远观和近观的方式可将棕色的胃癌区域与绿色的肠化生部位区别开。
5、可区别Barret食管病理区域与上部胃黏膜的界限。
6、有利于早期诊断，且可清晰地看见肿瘤与化生部位的边界线。
LCI的优势：
正常黏膜在LCI下比白光中的颜色更浅，而当有炎症发生时，LCI能够加深病变区域的颜色，使得正常与非正常组织的对比度更加明显，提升了病变区域的识别度。
提升了消化道疾病的筛查能力；为医生进一步诊断病变明确了目标；靶向活检，减少活检数。
综上所述，LASEREO系统联合白光观察用激光及窄波段观察用激光两种波长不同的激光，凭借激光光源的图像特性具有更加明亮、清晰、层次感的优点，更加清楚、准确地观察黏膜表层微细血管及黏膜表面腺管形状，提高了消化道早癌等病变部位的可辨识度，为消化道病变精确诊疗带来更多可能性。
参考文献
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我是医生 说给你听
肖祥斌 胃肠科主任医师
→ 咨询给胃炎患者的几点意见：胃炎一般分为内痔、外痔和混合痔三种，而内痔又有一、二、三、四度之分，选择治疗方法必须根据患痔类型、轻重程度具体决定。如对症状较轻的一度、二度内痔可以选择药物治疗，而对早期血栓性外痔来说，手术治疗效果要比用药好。
程芳 女性胃肠主任
→ 咨询给胃炎患者的几点意见：注意饮食，忌酒和辛辣刺激食物，增加纤维性食物，多摄入果蔬、多饮水，改变不良的排便习惯，保持大便通畅，必要时服用缓泻剂，便后清洗肛门。对于脱垂型痔，注意用手轻轻托回痔块，阻止再脱出。避免久坐久立，进行适当运动。
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