Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Эндоскопическая ультразвуковая дифференцировка нейроэндокринных опухолей поджелудочной железы и аденокарциномы протока поджелудочной железы

529 просмотров

⸱

DOI:

10.3791/68199

⸱

20 июня 2025 г.

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Gastroenterology, Minhang Hospital, Fudan University, 2Department of Gastroenterology, Ruijin Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiaotong University, 3Department of Oncology, Shanghai Medical College, Fudan University, 4Department of Endoscopy, Fudan University Shanghai Cancer Center

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

В этом исследовании описан метод с использованием анализа цифровых изображений для дифференциации между нейроэндокринными новообразованиями поджелудочной железы (ПНЭН) и протоковой аденокарциномой поджелудочной железы (PDAC).

Аннотация

Эндоскопическое ультразвуковое исследование (ЭУЗИ) является одним из наиболее важных методов визуализации для оценки новообразований поджелудочной железы, обеспечивая визуализацию поджелудочной железы с высоким разрешением. Целью данного исследования была оценка возможности цифрового анализа изображений (DIA) для дифференциации нейроэндокринных новообразований поджелудочной железы (ПНЭН) от протоковой аденокарциномы поджелудочной железы (PDAC) при солидных опухолях поджелудочной железы, наблюдаемых с помощью ЭУС. Ретроспективный анализ был проведен по всем солидным опухолям поджелудочной железы, обследованным по процедурам ЭУС с 2018 по 2023 год, включая случаи с подтвержденными патологическими диагнозами PDAC и PNEN. Для выполнения DIA использовался Adobe Photoshop. Для обеспечения согласованности было рассчитано соотношение серого, определяемое как отношение поражения к выбранному фону в оттенках серого. Круговость определялась отношением площади к периметру. Кроме того, для дальнейшего анализа были извлечены стандартные отклонения в оттенках серого. Три количественных параметра из изображений EUS продемонстрировали потенциал для дифференциации PNEN от PDAC: круговость, серое отношение и стандартное отклонение в оттенках серого. В частности, круговая величина более 0,68, серое отношение более 0,40 и стандартное отклонение оттенков серого ниже 12,44 указывали на потенциальную PNEN.

Введение

Рак поджелудочной железы состоит как из солидных, так и кистозных поражений и входит в десятку основных причин смертности, связанной с раком, во всем мире1. Наиболее распространенным гистологическим типом солидной опухоли поджелудочной железы является протоковая аденокарцинома поджелудочной железы (PDAC), на долю которой приходится 95% злокачественных опухолей поджелудочной железы. На момент постановки диагноза примерно в 80% случаев PDAC проявляются местнораспространенным заболеванием или метастазированием, при этом медиана выживаемости составляет менее одногогода2. Хирургическая и послеоперационная адъювантная терапия осуществима только для оставшихся 20% пациентов и может увеличить 5-летнюю выживаемость примерно до 10-22%.

Нейроэндокринные новообразования поджелудочной железы (ПНЭН) являются вторыми по распространенности солидными опухолями поджелудочной железы и имеют лучший прогноз, чем PDAC3. ПНЭН классифицируются как функциональные или нефункциональные на основании секреции эндокринных гормонов поджелудочной железы и связанных с ними клинических симптомов. Стратегии лечения ПНЭН значительно отличаются от стратегий лечения ПДХ. Для ранней стадии ПНЭН хирургическое вмешательство является основной рекомендацией и остается единственным доступным «лечебным» лечением. Кроме того, химиотерапия при ПНЭН является более специфичной и селективной по сравнению с PDAC с использованием таких агентов, как аналоги соматостатина и ингибиторы рецепторной тирозинкиназы. Согласно классификации ВОЗ, ПНЭН делятся на три гистологические степени на основе митотического количества и индекса Ki-67, оба из которых служат надежными прогностическими показателями4.

Учитывая различия в эпидемиологии, прогнозе и лечении между PDAC и PNEN, точный диагноз имеет решающее значение для эффективного лечения. В алгоритме лечения опухолей поджелудочной железы эндоскопическое ультразвуковое исследование (ЭУЗИ) и тонкоигольная аспирация под контролем ЭУЗИ (ЭУС-ФНА) стали основными методами диагностики, определения стадии и лечения. Поражения с неровными краями и расширением протоков поджелудочной железы на ЭУС часто указывают на PDAC, а не на PNEN 5,6,7. Тем не менее, интерпретация ультразвуковых изображений – ключевой компонент ЭУЗИ – может быть субъективной и вариативной, в зависимости от опыта оператора.

В последнее время цифровой анализ изображений (DIA) все чаще используется в медицинской диагностике, в том числе в компьютерной томографии (КТ) и ультрасонографии8. Характеристики масс улавливаются зондами и преобразуются в пиксельную информацию, которая формирует изображение в оттенках серого, доступное для дальнейшего компьютерного анализа. Kumon et al. были пионерами в применении DIA для дифференциации нормальной и больной поджелудочной железы и лимфатических узлов9. Впоследствии другие исследователи изучили использование DIA для дифференциальной диагностики рака поджелудочной железы из нормальной ткани, используя прогностическую модель на основе нейронных сетейи теорию опорных векторов.

Основываясь на этих достижениях, настоящее исследование было направлено на то, чтобы оценить, может ли DIA эффективно отличать нейроэндокринные новообразования поджелудочной железы (PNEN) от протоковой аденокарциномы поджелудочной железы (PDAC) при солидных опухолях поджелудочной железы с помощью эндоскопического ультразвука (EUS).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Институциональный наблюдательный совет больницы Жуйцзинь одобрил исследование [Обзор клинической этики No 75 (2012)], и протокол соответствовал институциональным рекомендациям по уходу за людьми. Все поражения поджелудочной железы, обследованные с помощью эндоскопического ультразвука (УЗИ) в больнице Жуйцзинь с 2018 по 2023 год, были ретроспективно проанализированы. Данные были получены из электронной медицинской базы.

Критериями включения были: (1) визуализация ЭУЗИ показала отчетливое поражение; (2) Был поставлен гистологический диагноз протоковой аденокарциномы поджелудочной железы (PDAC) или нейроэндокринного новообразования поджелудочной железы (PNEN). Критерии исключения были следующими: (1) Неполные или частично отсутствующие данные; (2) Опухоли, окружающие воротную вену, селезеночную вену, брыжеечные артериовенозные структуры, ампулы и полостные ткани, которые могут повлиять на анализ изображений; (3) Ультразвуковая визуализация при имплантации стента в желчные протоки или протоки поджелудочной железы; (4) Цифровые изображения эндоскопического ультрасонографии недоступны в больнице; (5) Неясные результаты послеоперационного патологоанатомического обследования или выводы, не соответствующие PNEN или PDAC; (6) Изображения ЭУС, отображающие нетвердые пространства поджелудочной железы, такие как кистозные или комбинированные кистозные поражения. Все процедуры ЭУЗИ выполнялись двумя опытными эндосонографистами с использованием линейного сканирующего эхоэндоскопа, работающего на частотах 5 МГц или 7,5 МГц. Были задокументированы особенности ЭУЗ целевых областей, и в ходе комплексного обследования всей поджелудочной железы и прилегающих органов было получено не менее пяти соответствующих изображений. Информированное согласие было получено от всех пациентов, которые получали седацию в сознании внутримышечным диазепамом. Реагенты и оборудование, использованные в исследовании, перечислены в Таблице материалов.

1. Предоперационная подготовка

  1. Убедитесь, что пациент голодает не менее 12 часов до процедуры.
  2. Перед началом процедуры проводится общая внутривенная анестезия (в соответствии с протоколами, утвержденными в учреждении).

2. Гастроскопические исследования

  1. Введите эндоскоп через рот пациента и надуйте желудочную полость газом.
  2. Постепенно продвигайте эндоскоп вдоль пищевода, пока не дойдете до входа в дуоденальный сосочек.
  3. Вставьте ультразвуковой зонд в эндоскоп и расположите его рядом с целевым органом для визуализации.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что эндоскопическое ультразвуковое исследование проводят два опытных гастроэнтеролога с опытом работы более 5 лет.

3. Дуоденальное сканирование поджелудочной железы

  1. Введите эндоскопический ультразвуковой зонд на уровне дуоденального сосочка и отрегулируйте изгибающуюся ручку, чтобы выпрямить зонд.
  2. Удалите воздух и слизь из двенадцатиперстной кишки. Наполните мешок для воды 5-15 мл воды, чтобы обеспечить плотный контакт между стенкой мешка с водой и двенадцатиперстной кишкой.
  3. Отрегулируйте кнопки управления влево-вправо и вверх-вниз на эндоскопе. Осторожно маневрируйте ультразвуковым эндоскопом наружу для поддержания оптимального изображения.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Если после отображения ультразвукового изображения в полости кишечника наблюдается газовая интерференция, введите деаэрированную воду через канал биопсийных щипцов и отрегулируйте положение зонда, чтобы устранить газовую интерференцию.

4. Сканирование желудочно-кишечного тракта поджелудочной железы

  1. Аспирируйте деаэрированную воду из мешка для воды и втяните эндоскоп в антральный отдел желудка после завершения сканирования двенадцатиперстной кишки.
  2. Введите деаэрированную воду в мешок для воды и втяните эндоскопическое ультразвуковое исследование, отображая ультразвуковое изображение.
  3. Визуализируйте тело и хвост поджелудочной железы по достижении тела и дна желудка.
  4. Введите в желудок 200-300 мл деаэрированной воды для улучшения видимости тела и хвоста поджелудочной железы.

5. Послеоперационное восстановление

  1. Соберите удовлетворительные данные изображений во время процедуры и сохраните изображения на сервере для дальнейшего использования.
  2. Извлеките ультразвуковой датчик и эндоскоп из тела пациента.

6. Анализ изображений

  1. Храните цифровые изображения в виде 8-битных изображений с разрешением 768 × 576 пикселей в системах архивации и передачи изображений (PACS).
  2. Проводите анализ изображений с помощью программного обеспечения для редактирования изображений.
  3. Вручную наметьте отдельную область опухоли для выбора области интереса (ROI).
  4. Используйте инструмент «Волшебная палочка» для автоматического выбора ROI.
  5. Используйте инструменты «Гистограмма и анализ » для анализа и записи параметров визуализации, включая площадь, периметр, ширину, высоту, большой и малый диаметры, округлость (отражающую размер и форму опухоли), среднее значение в оттенках серого и отношение оттенков серого (указывающее на интенсивность эхо-сигналов) и стандартное отклонение в оттенках серого (оценка однородности эхо-сигнала).
  6. Выделите три кольцеобразных ROI, каждый из которых имеет одинаковое количество пикселей и нормальный внешний вид EUS, чтобы рассчитать среднюю фоновую плотность в стандартных условиях эксплуатации.
  7. Рассчитайте соотношение оттенков серого, разделив шкалу серого опухоли на шкалу фона. Определите круговость как отношение площади к периметру с помощью следующей формулы10:
    Круговость = 4π × площади / (Периметр2)
    ПРИМЕЧАНИЕ: Оттенки серого на изображении EUS могут изменяться в зависимости от настроек контрастности и усиления во время исследования. Блок-схема, иллюстрирующая эти шаги, показана на рисунке 1.

7. Анализ данных

  1. Представление количественных данных (площадь, периметр, окружность, коэффициент Грея, большой диаметр, стандартное отклонение по шкале Серого и возраст) в виде среднего значения ± стандартного отклонения (м ± SD). Сравните их с помощью независимого выборочного t-критерия или U-критерия Манна-Уитни.
  2. Выражайте качественные данные (стадия и пол) в виде частот. Сравните их с помощью точного теста Фишера или критерия хи-квадрат Пирсона. Считайте, что p-значение меньше 0,05 является статистически значимым.
  3. Создание кривых рабочих характеристик приемника (ROC) для большого диаметра, окружности, отношения серого и стандартного отклонения в оттенках серого. Вычислите пороговые значения для каждого параметра.
  4. Оценивайте диагностическую ценность путем расчета чувствительности, специфичности, положительной прогностической ценности (PPV), отрицательной прогностической ценности (NPV) и точности. Если какой-либо параметр отрицательный, классифицируйте объединенный результат как отрицательный.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Характеристика пациентов
Пункционная и гистологическая диагностика выполнена 119 пациентам, из них 63 пациента с PDAC и 54 с PNEN. Средний возраст участников составил 55,4 года ± 14,10 лет, при этом 47,86% идентифицировали себя как мужчины. Исходя из особенностей ЭУС, 59 случаев были локализованы в головке поджелудочной железы, 58 — в теле или хвосте, а три случая — во всей поджелудочной железе. По данным системы стадирования ВОЗ, более половины случаев ПНЭН были классифицированы как I стадия (62,96%,...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

ЭУС является одним из наиболее важных методов визуализации для оценки новообразований поджелудочной железы, поскольку он обеспечивает визуализацию поджелудочной железы с высоким разрешением и позволяет получать адекватные цитологические образцы с помощью тонкоигольной аспирации (FNA). В течение последних десятилетий большинство исследований было сосредоточено на улучшении характеристик FNA, в то время как исследования эхоичных особенностей визуализации EUS оставались ограниченными. На се...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторам нечего раскрывать.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
22G Гибкая эндоскопическая ультразвуковая тонкоигольная аспирационная игла (EUS FNA) ИглаBoston Scientific International Medical Trading (Shanghai) Co., Ltd.M00550010 (Одиночный), M00550011 (Коробка из 5)
IBM SPSS Statistics version 22.0IBM Corp, Armonk, NYCRNP3ML, CIP2XML, CRNM6ML (различные версии)
Линейный сканирующий эхо-эндоскоп, EG-530UTFujifilm (China) Investment Co., LtdEG-530UT; Код упаковки баллона: B20UT
физиологический раствор (0,9% NaCl)Chenxin Pharmaceutical Co., LtdНет в списке (стандартные фармацевтические поставки)
SimethiconeBerlin-Chemie AG, ГерманияЭспумизан 100 мг/мл (нет общедоступного каталожного номера)
Гиалуронат натрияShanghai Haohai Biotechnology Co., LtdMatrifill (нет общедоступного каталожного номера)

Ссылки

  1. Rawla, P., Sunkara, T., Gaduputi, V. Epidemiology of pancreatic cancer: Global trends, etiology and risk factors. World J Oncol. 10 (1), 10-27 (2019).
  2. Peixoto, R. D., et al. Prognostic factors and sites of metastasis in unresectable locally advanced pancreatic cancer. Cancer Med. 4 (8), 1171-1177 (2015).
  3. Asa, S. L. Pancreatic endocrine tumors. Mod Pathol. 24 (Suppl 2), S66-S77 (2011).
  4. Alexandraki, K. I., Kaltsas, G. Gastroenteropancreatic neuroendocrine tumors: New insights in the diagnosis and therapy. Endocrine. 41 (1), 40-52 (2012).
  5. Krishna, S. G., et al. Differentiation of pancreatic ductal adenocarcinoma from other neoplastic solid pancreatic lesions: A tertiary oncology center experience. Gastrointest Endosc. 81 (2), 370-379 (2015).
  6. Aso, A., et al. Key endoscopic ultrasound features of pancreatic ductal adenocarcinoma smaller than 20 mm. Scand J Gastroenterol. 49 (3), 332-338 (2014).
  7. Krishna, S. G., et al. Diagnostic differentiation of pancreatic neuroendocrine tumor from other neoplastic solid pancreatic lesions during endoscopic ultrasound-guided fine-needle aspiration. Pancreas. 45 (3), 394-400 (2016).
  8. Barisoni, L., Lafata, K. J., Hewitt, S. M., Madabhushi, A., Balis, U. G. J. Digital pathology and computational image analysis in nephropathology. Nat Rev Nephrol. 16 (11), 669-685 (2020).
  9. Kumon, R. E., et al. Eus spectrum analysis for in vivo characterization of pancreatic and lymph node tissue: A pilot study. Gastrointest Endosc. 66 (6), 1096-1106 (2007).
  10. Santra, S., Majumdar, D., Mandal, S. Advances in Medical Physics and Healthcare Engineering. Mukherjee, M., et al. , Springer. Singapore. 319-327 (2021).
  11. Zakaria, A., Al-Share, B., Klapman, J. B., Dam, A. The role of endoscopic ultrasonography in the diagnosis and staging of pancreatic cancer. Cancers (Basel). 14 (6), 1373(2022).
  12. Javed, A. A., et al. Grading pancreatic neuroendocrine tumors via endoscopic ultrasound-guided fine needle aspiration: A multi-institutional study. Ann Surg. 277 (6), e1284-e1290 (2023).
  13. Chiti, G., et al. Imaging of pancreatic neuroendocrine neoplasms. Int J Environ Res Public Health. 18 (17), 8895(2021).
  14. Yassa, N. A., Yang, J., Stein, S., Johnson, M., Ralls, P. Gray-scale and color flow sonography of pancreatic ductal adenocarcinoma. J Clin Ultrasound. 25 (9), 473-480 (1997).
  15. Luo, G., et al. A comprehensive comparison of clinicopathologic and imaging features of incidental/symptomatic nonfunctioning pancreatic neuroendocrine tumors: A retrospective study of a single center. Pancreatology. 15 (5), 519-524 (2015).
  16. Munroe, C. A., Fehmi, S. M., Savides, T. J. Endoscopic ultrasound in the diagnosis of pancreatic cancer. Expert Opin Med Diagn. 7 (1), 25-35 (2013).
  17. Zheng, Y., et al. Application of transfer learning and ensemble learning in image-level classification for breast histopathology. Intelligent Med. 3 (2), 115-128 (2023).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Эта статья была опубликована

Видео скоро будет доступно

Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.