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Standardisierte vergrößernde Endoskopie mit schmalbandiger, bildgebender Diagnostik und gezielter Biopsie-Workflow für obere gastrointestinale Vorkrebsläsionen

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DOI:

10.3791/71671

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12. Juni 2026

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1School of Clinical Medicine, Shandong Second Medical University, 2Department of Healthcare, Central Hospital Affiliated to Shandong First Medical University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieses Protokoll bietet einen standardisierten, gezielten Biopsie-Workflow für obere gastrointestinale präkanzeröse Läsionen mittels vergrößernder Endoskopie mit Schmalbandbildgebung (ME-NBI). Das Ziel ist es, hochriskante fokale Schleimhautauffälligkeiten systematisch anhand vordefinierter mikroskopischer Kriterien zu identifizieren, wodurch die diagnostische Genauigkeit verbessert, die Biopsieeffizienz verbessert und unnötige Probenahmen minimiert werden.

Zusammenfassung

Obwohl die frühzeitige Erkennung von oberen gastrointestinalen präkanzerösen Läsionen unerlässlich ist, schränken subtile schleimhautartige Schwankungen das konventionelle endoskopische Screening oft ein. Um diese Einschränkung zu beheben, präsentieren wir ein standardisiertes, zielgerichtetes Biopsieprotokoll mit Vergrößerungsendoskopie und schmalbandiger Bildgebung (ME-NBI). Dieser systematische Arbeitsablauf integriert zentrale mikrostrukturelle und mikrovaskuläre Kriterien – insbesondere Demarkationslinien, unregelmäßige Mikrooberflächen, atypische Mikrovaskulatur und markante Drüsenverzerrungen –, um Hochrisiko-Fokusbereiche für die Schleimhautproben zu identifizieren. In einer prospektiven klinischen Untersuchung mit 161 Patienten wurde dieser standardisierte ME-NBI-Arbeitsablauf mit einer herkömmlichen endoskopischen Weißlichtuntersuchung verglichen. Die Anwendung dieses Protokolls steigerte die First-Pass-Positivrate, die Gesamtpositivität der Biopsie und die diagnostische Ausbeute von Hochrisikoläsionen pro Biopsieprobe erheblich, während gleichzeitig die Gesamtzahl der pro Patient benötigten Biopsieproben reduziert wurde. Darüber hinaus zeigte der standardisierte Arbeitsablauf eine hohe diagnostische Leistung, erreichte eine Fläche unter der Kurve (AUC) von 0,928 und führte zu starker Interobserver-Übereinstimmung. Durch die Festlegung objektiver Kriterien für die Zielauswahl reduziert dieser reproduzierbare Workflow die Subjektivität des Betreibers, unterstützt die frühe Neoplasie-Erkennung und bietet einen praktischen Rahmen für die klinische Implementierung.

Einleitung

Speiseröhren- und Magenkrebs bleiben weltweit führende Ursachen für gastrointestinaler krebsbedingte Sterblichkeit 1,2. Trotz jüngster Fortschritte in den diagnostischen und therapeutischen Verfahren bleibt die Früherkennung der wichtigste Faktor zur Verbesserung des Patientenüberlebens und der Lebensqualität3. Die genaue Identifizierung und rechtzeitige Behandlung von oberen gastrointestinalen präkanzerösen Läsionen – von milder, mittelschwerer bis schwerer Dysplasie – ist daher unerlässlich4. Bei konventioneller Endoskopie zeigen diese Vorläuferläsionen jedoch häufig nur subtile schleimhautveränderte Veränderungen, schlecht definierte Ränder und heterogene Verbreitungen. Daher hängt eine genaue Diagnose stark von der Fähigkeit des Endoskopisten ab, die repräsentativsten Hochrisikogebiete visuell vor einer komplexen Hintergrundschleimhautzu identifizieren und zu beproben.

In der gängigen klinischen Praxis bleiben Biopsien, geleitet durch konventionelle Weißlichtendoskopie (WLE), hochsubjektiv. Endoskopisten wählen Targets typischerweise anhand makroskopischer Merkmale wie Oberflächenerythem, Depression, Hypopigmentierung oder Nodularität und greifen bei umfangreichen Läsionen oft auf zufällige Multi-Quadranten-Probenahmen zurück. Dieses erfahrungsbasierte Paradigma hat erhebliche Einschränkungen. Aufgrund der fleckigen Verteilung und zellulären Heterogenität der Dysplasie nehmen die neoplastischen Zellen des höchsten Grades oft nur einen begrenzten Anteil der Gesamtflächeder Läsion ein. Da herkömmliche WLE diese subtilen histologischen Unterschiede nicht leicht auflösen können, führen empirische Biopsieprotokolle häufig zu Stichprobenfehlern, pathologischer Unterbewertung und Fehldiagnosen. Darüber hinaus verlängert die Notwendigkeit mehrerer oder wiederholter Biopsien die Verfahrenszeit, verschlimmert das Unbehagen der Patienten und führt zu schleimhautnarben, die die anschließende endoskopische Überwachung oder Resektionerschweren.

Der Grund für die Verwendung der Vergrößerungsendoskopie in Kombination mit Schmalbandbildgebung (ME-NBI) ist ihre Fähigkeit, diese optischen Einschränkungen zu beheben. Jüngste Bewertungen schmalbandiger Bildgebungsalgorithmen unterstützen den Einsatz fortschrittlicher optischer Techniken zur Auflösung subtiler mikrovaskulärer und mukosaler Variationen jenseits der herkömmlichen Weißlichtbildgebung9. Darüber hinaus unterstreicht die vergleichende Evidenz, dass die hyperspektrale Rekonstruktion der Standard-Weißlichtendoskopie die präzise Segmentierung früher präkanzeröser Grenzenerheblich verbessert 10. Durch das Filtern von breitbandigem weißem Licht und die Nutzung der spezifischen Absorptionsspitzen von Hämoglobin verbessert ME-NBI den optischen Kontrast der oberflächlichen mukosalen Mikrostruktur und der mikrovaskulären Architektur erheblich. Diese optische Vergrößerung ermöglicht es Gastroenterologen, morphologische Aberrationen in Epitheldrüsenöffnungen und Kapillarschleifen deutlich zu erkennen. Trotz seiner diagnostischen Nützlichkeit bleibt jedoch ein universell standardisierter Arbeitsablauf für die Anwendung in gezielten Biopsien undefiniert. Entscheidungen darüber, wann verstärkte Beobachtung initiiert werden soll, wie bestimmte morphologische Kriterien gewichtet werden und wo genau eine Biopsie durchgeführt werden soll, hängen überwiegend von der subjektiven Erfahrung des Arztes ab. Dieser Mangel an Standardisierung führt zu bemerkenswerten Abweichungen in der diagnostischen Genauigkeit und der Übereinstimmung zwischen Beobachtern, insbesondere unter Endoskopisten mit unterschiedlichen Fachkenntnissen11.

Das übergeordnete Ziel dieser Methode ist es, einen reproduzierbaren, evidenzbasierten Arbeitsablauf für gezielte Biopsien oberer gastrointestinaler Präkanzerösen Läsionen mittels ME-NBI zu etablieren und systematisch zu evaluieren. Dieses Protokoll definiert klar die sequentiellen Screening-Schritte, die Indikationen für verstärkte Beobachtung, die Kriterien zur Erkennung von Hochrisiko-Fokusbereichen und die Regeln zur Optimierung der Biopsiezuteilung. Operativ werden Hochrisiko-Fokusregionen durch eine deutliche Demarkationslinie abgegrenzt, die lokale strukturelle Störungen erfasst. Innerhalb dieser abgegrenzten Grenzen weist der Workflow die Forscher an, unregelmäßige Mikrooberflächenmuster, mikrovaskuläre Anomalien und schwere Drüsenverzerrungen als umsetzbare Indikatoren für gezielte Stichproben zu identifizieren. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber herkömmlichen empirischen Biopsien ist ihre Fähigkeit, subjektive Variationen zu reduzieren, wodurch die Nachweisrate der Hochrisiko-Histopathologie erhöht und die diagnostische Ausbeute pro Biopsieprobe verbessert wird, während unnötige Probenahmen reduziert werden. Letztlich bietet dieser Arbeitsablauf den Klinikern einen standardisierten Rahmen, um den diagnostischen Konsens zwischen den klinischen Teams zu verbessern, und bietet eine objektive Methodik für Endoskopieeinrichtungen, die darauf abzielen, die frühzeitige Erkennung von gastrointestinaler Neoplasie12 zu verbessern.

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Protokoll

Diese prospektive Untersuchung erhielt formelle Genehmigung vom Institutional Review Board und dem Ethikausschuss des Central Hospital, das der Shandong First Medical University angeschlossen ist (Genehmigungsnummer XAU7781902). Vor Beginn einer endoskopischen Untersuchung oder Schleimhautbiopsie wurde eine schriftliche informierte Zustimmung von allen einzelnen Teilnehmern oder deren gesetzlichen Vormündern eingeholt.

1. Patientenaufnahme und Fallauswahl

  1. Rekrutieren Sie Patienten über 18 Jahre, die zur diagnostischen oberen gastrointestinalen Endoskopie überwiesen werden.
  2. Stellen Sie sicher, dass die eingeschriebenen Patienten mit oberen gastrointestinalen Schleimhautauffälligkeiten aufweisen, ein Hochrisiko-Hintergrund für die Entwicklung einer präkanzerösen Läsion aufweisen oder verdächtige Läsionen besitzen, die eine weitere histopathologische Untersuchung erfordern.
  3. Ausschließen Sie Patienten mit einer vorherigen Diagnose von oberer gastrointestinaler Malignität, aktiver gastrointestinaler Blutung oder schwerer Thrombozytopenie, die sie für eine Biopsie ungeeignet macht.
  4. Teilt geeignete Patienten entweder der konventionellen White-Light-Assessment-Gruppe oder der standardisierten ME-NBI-Workflow-Gruppe unter Verwendung einer computergenerierten Randomisierungssequenz zu, um ausgewogene Kohorten zu gewährleisten und Selektionsfehler zu minimieren.
    HINWEIS: Abbildung 1 zeigt den gesamten Ablauf der Patientenauswahl, Gruppierung und die unterschiedlichen Beobachtungsphasen zwischen konventioneller Weißlichtendoskopie und ME-NBI-Zielbiopsie13,14.

Abbildung 1
Abbildung 1: Standardisierter endoskopischer Arbeitsablauf für gezielte Biopsie oberer gastrointestinaler Präkanzerösen Läsionen mittels vergrößernder Endoskopie mit Schmalbandbildgebung. (A) Patientenaufnahme und Studiengruppen; (B) Konventionelle Weißlicht-endoskopische (C-WLE) Screening-Ansicht; (C) Verdächtige Vorstufenläsion, die unter Weißlichtendoskopie festgestellt wurde; (D) Vergrößerungsendoskopie mit Schmalbandbildgebung, die Läsionen, Mikrooberflächen- und Mikrovaskulärmuster zeigt; (E) gezielte Auswahl der Biopsiestelle basierend auf ME-NBI-Befunden; (F) Standardisierter zielgerichteter Biopsie-Workflow mit pathologischer Verifikation. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

2. Standardisierte endoskopische Untersuchung

  1. Beginnen Sie die obere gastrointestinale Untersuchung mit einem routinemäßigen konventionellen Weißlichtendoskopischen (C-WLE)-System.
  2. Beobachten Sie alle anatomischen Bereiche des oberen Magen-Darm-Trakts sequentiell und systematisch.
  3. Erfassen Sie die genaue anatomische Lage, geschätzte Größe, Farbveränderungen, Oberflächenrauheit, kleinere Vorsprünge oder Vertiefungen sowie die Randklarheit aller verdächtigen Läsionen.
  4. Stellen Sie das endoskopische System sofort nach Erkennung potenziell krebserregender Läsionen oder Hochrisiko-Hintergrundschleimhaut unter weißem Licht auf die Vergrößerungsendoskopie mit Schmalbandbildgebung (ME-NBI) um.
  5. Untersuchen Sie die Fokusbereiche im Detail, insbesondere mit Schwerpunkt auf Läsionsrändern, Mikrooberflächenstrukturen, mikrovaskulären Morphologien und Drüsenöffnungsarchitekturen.
  6. Bewerten Sie die Hintergrundmerkmale der Schleimhaut mit ME-NBI, um bei der Bewertung von Fällen mit unklaren fokalen Läsionen oder weit verbreiteten atrophischen Veränderungen einen internen Ausgangspunkt zu etablieren.

3. Zielflächenauswahl und Biopsie-Ausführung

  1. Wählen Sie die Zielbiopsiestelle strikt anhand der folgenden integrierten ME-NBI-Kriterien aus. Klassifizieren Sie eine fokale Schleimhautregion als Hochrisiko-optischer Abdruck, wenn eine klare Demarkationslinie einen lokalen Bereich einschließt und eine synchrone Kombination aus unregelmäßigen Mikrooberflächenmustern, asymmetrischen oder gewundenen mikrovaskulären Anordnungen und ausgeprägter Drüsenstrukturverzerrung aufweist.
  2. Identifizieren und zielen Sie auf den fokussierten Bereich ein, der bei der Untersuchung von Läsionen mit hoher innerer Heterogenität die schwerwiegste oder atypischste strukturelle Auffälligkeit aufweist.
  3. Entnehmen Sie Schleimhautproben direkt aus diesen identifizierten Hochrisikoregionen mit Biopsiezange.
    HINWEIS: Die standardisierten Definitionen, Variablen und operativen Codierungskriterien für alle endoskopischen Merkmale sind in Tabelle 1 dargestellt. Repräsentative makroskopische und mikroskopische Erscheinungen, die zur Zielauswahl verwendet werden, sind in Abbildung 2 und Abbildung 315 dargestellt.

Tabelle 1: Die standardisierte Endoskopie enthält Definitionen und Codierungskriterien für gezielte Biopsie oberer gastrointestinaler Vorkrebsläsionen. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.

Abbildung 2
Abbildung 2: Repräsentative endoskopische Merkmale oberer gastrointestinaler präcanceröser Läsionen unter konventioneller Weißlichtendoskopie und Vergrößerungsendoskopie mit schmalbandiger Bildgebung. (A) Konventionelles Weißlichtendoskopisches Erscheinungsbild einer verdächtigen oberen gastrointestinalen Präkanzerösen Läsion; (B) Vergrößerndes NBI-Bild, das intestinale metaplasiebezogene Mikroface-Merkmale mit hellblauem Kamm und marginalem trübem Band zeigt; (C) Vergrößerung der NBI-Ansicht der fokalen vaskulären oder epithelialen Veränderungen in einem Hochrisiko-Schleimhautbereich; (D) Vergrößerungs-NBI-Bild, das eine Demarkationslinie und heterogene Mikrooberflächenarchitektur demonstriert; (E) Vergrößerung der NBI-Ansicht, die unregelmäßige Mikrooberflächen- und mikrovaskuläre Muster hervorhebt, die optimal für gezielte Biopsien sind; (F) Vergrößerung des NBI-Auftretens einer lokalisierten, abnormalen Drüsenstruktur, die mit Hochrisikopathologien assoziiert ist. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Abbildung 3
Abbildung 3: Repräsentative Drüsen- und Mikrooberflächenmuster oberer gastrointestinaler präkanzeröser Läsionen unter vergrößernder Endoskopie mit schmalbandiger Bildgebung. (A) Regelmäßiges Drüsen- und Mikrosurface-Muster in niedrigrisikoreicher Hintergrundschleimhaut; (B) Intestinale Metaplasie-assoziierte Drüsenmuster mit leicht veränderter, aber erhaltener Mikrooberflächenarchitektur; (C) Heterogenes mikrostrukturelles Muster mit fokaler Drüsenverzerrung bei einer verdächtigen Vorstufenläsion; (D) Hochrisiko-fokale Drüsenauffälligkeit, die als priorisierte Zielbiopsiestelle ausgewählt wurde. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

4. Histopathologische Bewertung und Datenanalyse

  1. Grade erhielt alle Biopsieproben unabhängig voneinander gemäß dem überarbeiteten Wiener Klassifikationssystem für gastrointestinale epithehelale Neoplasie.
  2. Beauftragen Sie einen dritten unabhängigen Pathologen, um die Probe neu zu bewerten und einen endgültigen Konsens zu erzielen, falls es zu Meinungsverschiedenheiten zwischen den ersten beiden Bewertern kommt. Stellen Sie sicher, dass dieser beurteilende Pathologe strikt blind gegenüber allen klinischen Daten, vorherigen endoskopischen Abdrücken und zugewiesenen Prozedurengruppen bleibt, indem Sie deidentifizierte Objektträger auswerten, die ausschließlich mit randomisierten alphanumerischen Identifikatoren codiert sind.
  3. Berechnen Sie die angestrebten Biopsieeffizienzindikatoren, einschließlich der durchschnittlichen Anzahl von Biopsieblöcken pro Patient, der durchschnittlichen Anzahl pro Läsion und der diagnostischen Positivitätsrate pro Biopsieblock.
  4. Extrahieren Sie die wichtigsten endoskopischen Merkmale, die über C-WLE und ME-NBI festgestellt wurden, und führen Sie univariate und multivariate logistische Regressionsanalysen durch, um unabhängige Prädiktoren für Hochrisikopathologie zu bestimmen.
  5. Konstruiere Receiver Operating Characteristic (ROC)-Kurven und berechnen Sie die Fläche unter der Kurve (AUC), um die diagnostische Diskriminierungskraft des Workflows zu bewerten.
  6. Bewerten Sie die Interobserver-Übereinstimmung sowohl für endoskopische Interpretation als auch für die anfängliche histopathologische Bewertung mittels der Kappa-Statistik und wenden Sie Spearmans Rangkorrelation an, um die Beziehung zwischen spezifischen Bildmerkmalen und histopathologischer Schwere zu bewerten.
  7. Führen Sie alle statistischen Vergleiche mit geeigneten Tests durch, einschließlich Student's t-Tests, Pearson-Chi-Quadrat-Tests oder Fishers exakten Tests. Definiere die Schwelle für statistische Signifikanz a priori bei P < 0,05.

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Ergebnisse

Klinische klinische Pathologie und Läsionsmerkmale der Ausgangslinie
Vor der formellen Aufnahme wurden 25 Kandidaten aufgrund von Vorerkrankungen, die sichere und sinnvolle zielgerichtete Biopsien ausschlossen, insbesondere eine vorherige Diagnose einer Malignität des oberen Magen-Darm-Trakts, aktiver gastrointestinaler Blutungen oder schwerer Thrombozytopenie, speziell aus dem ursprünglichen Förderpool von 186 Patienten ausgeschlossen. Insgesamt wurden 161 Patienten in die Studie aufgenommen. Davon w...

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Diskussion

Eine genaue Beurteilung oberer gastrointestinaler Vorkrebsläsionen ist entscheidend für eine frühzeitige Diagnose und bessere Patientenergebnisse. Historisch gesehen führte das Fehlen einheitlicher Kriterien für gezielte Probenahmen und nicht standardisierte Biopsieverfahren zu sehr variablen diagnostischen Erträgen und Abhängigkeiten von Operatoren16. Das hier beschriebene standardisierte ME-NBI-Protokoll adressiert diesen Mangel, indem es einen klaren, reproduzi...

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Offenlegungen

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte, die offengelegt werden müssen.

Danksagungen

Wir möchten dem klinischen und pflegerischen Personal im Endoskopiezentrum des Zentralkrankenhauses, das der Shandong First Medical University angeschlossen ist, unseren aufrichtigen Dank für ihre unschätzbare Unterstützung während der Patientenrekrutierung und der endoskopischen Eingriffe aussprechen. Wir danken auch herzlich allen Patienten, die an dieser Studie teilgenommen haben. Diese Forschung erhielt keinen spezifischen Zuschuss von einer Förderagentur im öffentlichen, kommerziellen oder gemeinnützigen Sektor.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Einweg-BiopsiezangeOlympus Medical SystemsEndoJaw FB-230USammlung gezielter mukosale Biopsieproben aus Hochrisikobereichen, die durch ME-NBI identifiziert wurden
ExcelMicrosoft CorporationMicrosoft 365 (https://www.microsoft.com)Datenerfassung, Organisation und Verwaltung endoskonischer, pathologischer und klinischer Variablen
Hämatoxylin- und Eosin-FärbesatzVector LaboratoriesKatalognummer: H-3502Histologische Färbung und morphologische Beurteilung von Gewebeschnitten
Vergrößerndes GastroskopOlympus Medical SystemsGIF-H290ZDetaillierte Beurteilung von Läsionsrändern, Mikrooberflächenmustern, mikrovaskulären Mustern und Drüsenarchitektur für gezielte Biopsie
Materialien / SoftwareAnbieterVersion / IdentifikatorZweck
RotationsmikrotomLeica BiosystemsRM2235Vorbereitung von seriellen Gewebeschnitten für die histologische Untersuchung
SPSS Statistics SoftwareIBM CorporationVersion 26.0 (https://www.ibm.com/spss)Statistische Vergleiche, logistische Regression, ROC-Kurvenanalyse, Analyse der Interobserverübereinstimmung und Korrelationsanalyse
Gewebe-Einbettmedium ParaffinLeica BiosystemsKatalognummer: 39601006Gewebeentwässerung, Einbettung und Vorbereitung für die Schnittführung
Video-System CenterOlympus Medical SystemsEVIS LUCERA ELITE CV-290Routinemäßige Untersuchung des oberen Magen-Darm-Trakts und anfängliche Identifizierung verdächtiger Schleimhautläsionen

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Schlagwörter

L sionen des oberen Gastrointestinaltraktsmikrovaskul re KriterienDemarkationslinienWei lichtendoskopieFr herkennung von Neoplasiendiagnostische Ausbeute

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