磁控胶囊胃镜与电子胃镜诊断胃部疾病的准确性对比

收录手稿磁控胶囊胃镜与电子胃镜诊断胃部疾病的准确性对比Zhuan Liao, Xi Hou, En-Qiang Lin-Hu, Jian-Qiu Sheng, Zhi-Zheng Ge, Bo Jiang, Xiao-Hua Hou, Ji-Yong Liu, Zhen Li, Xiao-Jun Zhao, Na Li, Yun-Jie Gao, Yao Zhang, Jie-Qiong Zhou, Xin-Ying Wang, Jun Liu, Xiao-Ping Xie, Cong-Mei Yang, Hua-Lin Liu, Xiao-Tian Sun, Wen-Bin Zou, Zhao-Shen Li PII: S1542-3565(16)30200-2DOI: 10.1016/j.cgh.2016.05.013 Reference: YJCGH 54756 即将发表于：CGH收录日期：2016.5.12如需引用本文为参考文献，请标注: Liao Z, Hou X, Lin-Hu E-Q, Sheng J-Q, Ge Z-Z, Jiang B, Hou X-H, Liu J-Y, Li Z, Zhao X-J, Li N, Gao Y-J, Zhang Y, Zhou J-Q, Wang X-Y, Liu J, Xie X-P, Yang C-M, Liu H-L, Sun X-T, Zou W-B, Li Z-S, Accuracy of Magnetically Controlled Capsule Endoscopy, Compared With Conventional Gastroscopy, in Detection of Gastric Diseases, Clinical Gastroenterology and Hepatology (2016), doi: 10.1016/j.cgh.2016.05.013. 本 PDF 文档为正式发布前的未编辑手稿，作为一个早期版本供各位使用。此文稿在最终定稿前，尚需经过审稿、排版以及核查文章中的实验结果数据等。请注意：在此过程中，可能会发现足以影响实验结果的错误，本杂志社保留最终解释权。所有发表于 CGH 的文章，在正式发表的当天下午 3 点前，禁止以任何形式进行发行。文章不会以手稿形式发表，同时如不能证明研究数据的准确性，文章也将不能发表。磁控胶囊胃镜与电子胃镜诊断胃部疾病的准确性对比Zhuan Liao 1, Xi Hou 1, En-Qiang Lin-Hu 2, Jian-Qiu Sheng 3, Zhi-Zheng Ge 4, Bo Jiang 5, Xiao-Hua Hou 6, Ji-Yong Liu 7, Zhen Li 2, Xiao-Jun Zhao 3, Na Li 3, Yun-Jie Gao 4, Yao Zhang 4, Jie-Qiong Zhou 5, Xin-Ying Wang 5, Jun Liu 6, Xiao-Ping Xie 6, Cong-Mei Yang 7, Hua-Lin Liu 7, Xiao-Tian Sun 1, Wen-Bin Zou 1, Zhao-Shen Li 11.中国，上海，第二军医大学附属长海医院，消化科；2.中国，北京，中国解放军总医院，消化科；3.中国，北京，北京军区总医院，消化科；4.中国，上海，上海交通大学医学院附属仁济医院，胃肠科；5.中国，广州，南方医科大学附属南方医院，消化科；6.中国，武汉，华中科技大学同济医学院附属协和医院，消化科；7.中国，济南，山东省立医院，消化科。通讯作者：李兆申教授中国，上海，长海路 168 号，第二军医大学附属长海医院，消化科，邮编 200433.电话：86-21-31161024；传真：86-21-55621735电子邮箱：zhaoshenli眉题：磁控胶囊胃镜 vs 电子胃镜利益冲突声明：此实验由安翰光电技术有限公司（中国，上海，武汉）支持；由以下基金资助：中国国家自然科学基金（廖专，No.81422010）；中国全国优秀博士论文作者基金（廖专，No.201271）；上海保健和计划生育委员会计划青年人才（廖专，No. XYQ2013070 ）；上海人才发展基金（廖专，No. 201364 ）；第二军医大学杰出青年学者基金（廖专）。没有与本文相关的其他潜在利益冲突见诸报道。页码：3/25我们感谢 Cheng Wu 教授提供统计学支持，以及来自安翰光电技术有限公司的 Xiao-Dong Duan 教授，Guo-Hua Xiao 教授, 和 Xin-Hong Wang 教授的技术协助，还有来自美捷登生物科技有限公司的 Harry Hua-Xiang Xia 博士对于本手稿相关准备工作的协助。概念研究及设计（ZL,ZSL）；数据采集（EQLH,JQS,ZZG,BJ,XHH, JYL, ZL, XJZ, NL, YJG, YZ, JQZ, XYW, JL, XPX, CMY, HLL, WBZ ）；数据分析及处理（ZL,XTS）；手稿起草（ZL,XH）；手稿关键知识部分修订（ZSL）；统计分析（XH,XTS,WBZ）；资金募集（ZL,ZSL）。摘要背景&目的：胃部疾病，包括胃癌和消化性溃疡是常见的消化系统疾病。但是，由于胃腔空间的巨大，临床使用的被动式的胶囊内镜无法对整个胃部进行完整精确地观察。所以，磁控胶囊胃镜（MCE）系统应运而生。本实验为前瞻性，以传统电子胃镜为金标准，对比研究 MCE 诊断胃部局灶性疾病的准确性。方法：我们设计了一个多中心的盲法实验，为 350 名（平均年龄 46.6 岁）上腹部不适的患者，在中国的三甲医院进行 MCE 和传统电子胃镜的检查，实验时间为 2014 年的 8 月到 11月。所有患者首先接受 MCE 检查，完成检查后两小时接受普通电子胃镜检查。我们以传统电子胃镜为金标准，核算出 MCE 在对胃部局灶性病变检查上的敏感度，特异度，阳性预测值（PPV）和阴性预测值（NPV）。结果：MCE 发现全胃局灶性病变的敏感度为：90.4%（95% CI, 84.7%96.1% ），特异度为94.7%，阳性预测值为 87.9%，阴性预测值为 95.9%，准确度为 93.4%。MCE 在胃上部（包括门，胃底和胃体）的敏感度为 90.2%（95% CI, 84.7%96.1% ），特异度为 96.7%。胃下（包括胃角，胃窦和幽门）的敏感度为 90.6%（95% CI, 84.7%96.1% ），特异度为97.9%。同时，MCE 发现了 1 例进展期胃癌，2 例恶性淋巴瘤和 1 例早期胃癌。此外，MCE没有漏掉典型病变（包括肿瘤和大的溃疡）。在 350 名患者中，5 人（1.4%）报道 9 起不良事件，有 335 名（95.7%）患者倾向于接受 MCE 检查而不是传统电子胃镜。结论：MCE 在胃部局灶性病变的检查中，跟传统电子胃镜没有差异。同时，相比于传统电子胃镜，几乎所有的患者均倾向于接受 MCE 检查，MCE 作为一种无需麻药的检查方式，可作为胃部疾病的筛查之用。国家临床实验编号：NCT02219529 。关键词：Magnetically controlled capsule endoscopy（磁控胶囊胃镜）; Gastroscopy（胃镜）; Gastric diseases（胃疾病）; Diagnostic accuracy（诊断准确性）; Screening（筛查）页码：5/25前言胃部疾病，包括胃癌和消化性溃疡是常见的消化系统疾病。胃癌在全球癌症发病率中排名第四，死亡率排名第二。全球有 4-17%的人口患有或曾经患有胃溃疡或者十二指肠溃疡。传统电子胃镜可以明确损伤发生部位，并且也是最准确的胃部疾病诊断方式。但是，电子胃镜的侵入式检查方式和这种检查方式导致的不舒适性，导致患者接受度较低。尽管行麻醉可以提升检查舒适度，但是检查费用也会同步增长甚多。同时少部分人在检查后，还会出现麻药导致的不适感甚至是麻醉不良事件。胶囊内镜最早出现于 2000 年，是一种更加舒适的检查选择，在临床上被广泛接受。但是，由于胃腔巨大的容积，临床上使用被动式的胶囊内镜根本无法对胃部进行完整地观察。最近，有研究报道，使用一种体外控制的磁场对胶囊内镜进行主动控制，也就是磁控胶囊胃镜（MCE），将成为一种更可靠的胃部检查方式，一些临床实验也证实了其检查结果。但是，其中大部分实验均采用小样本量临床研究，没有大规模多中心的临床研究见诸报道。2013 年，MCE 系统由中国食品药品监督管理总局批准上市。MCE 系统使用了体外系统提供的永磁场对胶囊胃镜进行控制，实现了非侵入式的胃部检查。在健康志愿者和小规模患者身上做的试点研究，也证实了 MCE 系统的安全性和可行性。在此情况下，MCE 系统亟需一次大规模的临床实验确定其诊断准确性。基于此，此次大样本量、前瞻性、多中心的对比MCE 和传统电子胃镜在胃部疾病诊断方面的研究正式开展。材料和方法研究设计该研究是一项前瞻性，自身对照，多中心，双盲研究。研究方案经各参与机构的审查委员会审核通过。所有患者均签署知情同意书。研究患者这项多中心对照研究在中国的七家三甲医院进行，时间为 2014 年 8 月到 11 月。入选标准为：18-75 周岁的成年患者，有上腹部不适，并计划接受胃镜检查。排除标准：1.吞咽困难、有胃出口梗阻症状、已知或怀疑肠狭窄、明显的消化道出血、导致胃肠解剖结构改变的上消化道手术史或腹部手术史、腹部放疗史；2.充血性心脏衰竭、肾功能不全、正在进行抗凝治疗、身体一般状况差（美国麻醉医师协会，III / IV 级）、幽闭恐惧症、体内有金属植入物、心脏起搏器或其他植入式电子医疗设备、人工心脏瓣膜；3.孕妇或者备孕期妇女；4.不能接受标准磁共振成像（MRI）者，例如体内有外科金属装置存在，即使低剂量的磁场检查仅会引起此类装置技术性改变而非破坏，也无法接受；4.正在参加另一项临床研究。研究干预入选患者先做 MCE 检查，结束之后两个小时进行普通电子胃镜检查，比较两者对局灶性病变的检查情况。MCE 系统MCE 系统由安翰光电技术（武汉）有限公司和上海安翰医疗技术有限公司提供。系统由以下几部分组成：胶囊内窥镜、体外磁控系统、便携记录器、一台进行实时显示和控制的电脑工作站。胶囊胃镜的大小为 28*12mm，内含磁感应单元。开启工作后，以 2 张/秒的速度进行图像采集。胶囊胃镜中含有一颗 CMOS 图像传感器，摄像头的视角为 140，景深为0-60mm。传感器的 LED 曝光时间和信号增益是根据胃内情况进行自动变焦和自动曝光补偿，以保证图片清晰可靠。体外磁控系统利用一个 C 型机械臂提供一个五个自由度的控制磁场：两个旋转自由度和三个平移自由度。胶囊胃镜有两种控制模式：手动模式或者系统自动控制页码：7/25模式。患者胃部病灶的大小可以通过 ESNavi 软件进行测量。数据记录和下载过程类似其他胶囊内镜产品（见补充图表 1b）。胃部准备方案和 MCE 检查协议患者前一天晚 8 点之后禁食（禁食时间8h），晨起空腹来到医院。使用二甲基硅油（意大利美纳里尼集团）进行祛泡准备，使用链酶蛋白酶（北京泰德制药股份有限公司）进行祛粘液准备。在 MCE 检查过程中，会按需要求患者饮用 500-1000ml 的水。胶囊胃镜进入到胃腔后，体外操作人员会控制其提升离开胃后壁，旋转后移至胃底和贲门处进行拍照；然后，移至胃体、胃角、胃窦和幽门处进行拍照。检查过程中，如果患者胃壁皱缩，会要求其再饮适量的水，检查过程会控制在 30min 内。所有患者检查后随访两周，以确定胶囊胃镜是否排出体外以及有无其他不良事件，并记录胶囊随排便排出时间。如果两周之后，患者仍未观察到胶囊胃镜排出，需回到研究中心使用胶囊定位器或者腹部 X 片以判断胶囊排出情况。胃粘膜清洁度和视野对胃内的几个关键解剖部位：贲门，胃底，胃体，胃角，胃窦和幽门的粘膜清洁度和视野进行记录并打分，用来作为判断胃环境的准备情况。胃环境准备情况分为四级：极好，好，不好和极坏（见补充图表 2）。胃粘膜的观察完整度也有一个三级分类标准，基于对六个关键解剖部位的粘膜观察完整度分为：好（观察粘膜超过 90%），不好（粘膜观察度 70-90%），差（粘膜观察度不足 70%）。电子胃镜电子胃镜在 MCE 检查完成的两个小时之后由另外一名医生进行，该检查结果将作为MCE 检查的对比标准。检查过程中会对发现的局灶性病变的大小进行目测或者使用活检钳比量大小，如有需要，也会进行活检。如果电子胃镜检查过程中没有发现 MCE 发现的局灶性病变，会在一周后邀请患者由另外一名资深医生进行二次电子胃镜检查，以确定 MCE 的发现是否为假阳性。但是，我们只会使用第一次的检查结果作为最终的数据分析，第二次的检查纯粹为确认是否存在局灶性病变。检查结束之后，会询问患者更倾向于接受哪种检查，电子胃镜或者 MCE。两组检查医生在最终的实验报告出来之前，均不知道对方的检查结果。研究结果主要研究结果为发现各种局灶性病变（即阳性发现），包括息肉，溃疡，粘膜下隆起（SMT），以及其他（如黄色瘤，憩室等）。而类似糜烂，胃炎及萎缩性胃炎等很容易被MCE 观察到的病变，则被定义为阴性发现。次要研究结果为观察粘膜清洁度及 MCE 的可视范围，以及统计患者对于 MCE 检查的接受度和 MCE 检查的安全性。阅片工作由至少操作过 400 例胶囊胃镜的资深医师进行，阅片分为实时阅片和结束之后整体阅片两种。结束之后的阅片速度被固定为 4 张/s，如有小肠图片，则一并阅片并进行仔细地数据分析。由于本实验的设计目的，在食管、小肠以及结肠中的观察结果，我们也会告知患者，但是并不纳入数据统计。数据显示，患者更倾向于接受 MCE 检查，只需要吞服胶囊，饮用适量的水，然后躺在检查床上，接受一次 30min 左右的检查即可。我们在检查后的第一、三、五、七天及两周时会对患者进行随访，患者出现的任何不良事件，如胃胀、恶心和呕吐，均被详细记录。同时，我们也会对胶囊滞留（指胶囊胃镜在消化道中停留两周以上，或者已经需要进行治疗以促进胶囊排出的情况）进行检查和治疗。统计分析对于样本量计算（以传统内镜检查为标准），本研究假设胶囊内镜在检查有胃部局灶性病变的病人时至少提供 87%的灵敏度和 52%的特异度。他们分别是之前研究成果中给出的96%灵敏度和 77.78%特异度在 95%置信区间内的下限值11。为了维持这一假设以及 5%的显著性水平（双方面的）和 6%的容许误差，要求的阳性发现估计为 60 例。与此同时，根据对例行接受胃镜检查的人群统计（长海医院 2013 年胃镜结果分析，未发布），我们预测有 20%的人群患有局灶性病变。因此，我们预计需要 300 例的样本量，再加上 15%的脱落，最后样本量被确定为 345 例。对于每一个患者发现的病灶，MCE 和传统胃镜均从以下方面进行对比：病灶的类型、位置和大小。如果一个患者胃内发现不止一种病灶，那么按以下顺序进行临床排列：溃疡，粘膜下肿物，息肉以及其他。页码：9/25连续变量的描述性统计表示为平均值标准差（SD），适当情况下也可以表述为中位数加范围值。关于准确性的变量依据基于二项式分布的 95CI 来计算；对于局灶性病变的发现，一直以来都有赖于传统电子胃镜，同时电子胃镜联合活检也是确诊溃疡和癌症的金标准。敏感度的计算为：同类病变中 MCE 的阳性发现/电子胃镜的阳性发现*100%；特异度的计算为：同类病变中 MCE 的阴性发现/电子胃镜的阴性发现*100%。统计分析软件为 SAS（版本号9.3）。所有作者均审议并通过了最终的手稿。结果患者共有 353 名患者在 7 家研究中心中参与实验，其中 3（0.8%）名患者在 MCE 检查完成之后拒绝行电子胃镜检查，这三名患者的检查数据已排除在外。因此，最终的有效数据为350 例。在这 350 名患者中男性 186 人（53.1%），女性 164 人（46.9%），平均年龄为 46.6 13.3（范围：18-75）岁。检查结束后，有 110 名（31.4%）患者查出局灶性病变，其中部分人接受了电子胃镜活检。MCE 检查时间平均为 26.4 5.1 (范围：20-33) min。主要成果通过 MCE 和电子胃镜检查得出的胃局灶性病变的发病率表格 1 显示了我们通过电子胃镜和 MCE 检查发现的局灶性病变的发病率（图 1.2）电子胃镜：总共在 104 名患者中发现了 121 处局灶性病变，包括 53 例息肉，34 例溃疡，19 例 SMT 以及 15 例其他病变，阳性率为 29.7%；其中 85 名患者胃内只有一种局灶性病变，19 名患者胃内发现有至少两种病变。剩下的 246 名患者均患为各型胃炎。在上述 104 名患者中，局灶性病变（临床上最常被选来作为阳性发现的研究终点）的发病位置分别为：贲门/胃底 24 例（23.1%），胃体 27 例（26.0%），胃角/胃窦 53 例（51.0%）。其中 64 名（61.5%）患者的病变小于 5mm，40 名患者的病变大于 5mm。MCE：总共在 107 名患者中发现了 128 处局灶性病变，包括 57 例息肉，32 例溃疡，17例 SMT 以及 22 例其他病变。其余 243 名患者为各型胃炎。局灶性病变中，电子胃镜和 MCE 分别有 13 例和 10 漏检（表格 1.2）。MCE 诊断胃局灶性病变以电子胃镜作为金标准，MCE 在胃局灶性病变方面的敏感度，特异度，PPV 和 NPV 分别为 90.4%, 94.7%, 87.9%和 95.9% (95% CI, 93.4 to 98.4) 。MCE 在胃的上半部分（包括贲门，胃底和胃体）局灶性病变的敏感度和特异度分别为90.2%和 96.7%(95% CI, 94.4 to 98.9)。而在胃的下半部分（包括胃角，胃窦和幽门）这两个数值分别是 90.6%和 97.9% (95% CI, 96.1 to 99.7)。发现小于 5mm 的局灶性病变的敏感度和页码：11/25特异度分别为 92.2%和 95.1% (95% CI, 92.4 to 97.8)，而大于等于 5mm 的敏感度和特异度分别为 87.5%和 99.6% (95% CI, 97.6 to 99.9)（表格 1）。电子胃镜发现了 3 例胃部大溃疡（10mm），活检之后，其中两例诊断为恶性淋巴瘤，另外一例诊断为胃癌。在一位 68 岁的男性患者的胃窦区域，电子胃镜和 MCE 均发现一处早癌，大小为 0.5cm0.6cm，随后成功进行镜下切除。病理结果表明，这是胃粘膜里的高上皮内瘤变和局灶性腺癌，患者愈后良好（表 3）。在 10 例假阴性中，MCE 漏诊了 2 例胃底 SMT，3 例溃疡（胃窦，胃体和胃角各一例），4 例息肉（胃窦两例，胃体和胃底各一例），以及 1 例粘膜隆起（在胃底区域，病理检查确定了炎症）。所有漏诊中，5 例（50%）病灶小于 5mm，4 例（40%）病灶在胃底区域。在 13 例“假阳性”中，MCE 发现的病变分别为：8 例息肉，1 例 SMT，1 例溃疡，2 例黄色瘤和 1 例憩室。针对这 13 例病变，使用电子胃镜做二次复检，确实发现了 11 例（84.6%）病变，包括 7 例息肉，1 例 SMT，1 例溃疡，1 例黄色瘤以及 1 例憩室，为第一次电子胃镜漏检。安全性结果MCE 的患者接受度和不良事件所有患者均能吞服胶囊内镜。在两周的随访中，使用胶囊定位器或者 X 片检查确定胶囊排出情况，没有发现胶囊滞留现象。除一位患者由于患有十二指肠溃疡导致肠道狭窄，当天即使用内镜取出之外，其余患者均为自然排出体外。完成实验的 350 名患者中，5 人报道了9 起不良事件，3 人发生了胃胀和恶心，其中 1 人发生了头疼和呕吐，1 名患者有异物感。另外，其中 4 位患者之所以出现腹胀、恶心、呕吐和头疼等不良反应是因为他们没有做好检查前的胃部准备。这 5 名患者中的 4 人，有胃胀，恶心，呕吐和考虑为胃准备引起的头疼。但是所有症状均在吞服胶囊后的 24h 内消失。在这 350 名患者中，335 名（95.7%）患者倾向于接受 MCE 检查，4 名（1.1%）患者倾向于接受传统电子胃镜检查，11 人（3.1%）表示无所谓。次要结果MCE 的胃内清洁度和视野贲门，胃底，胃体，胃角，胃窦和幽门的胃环境准备达到极好或者好的患者比例分别为80.9%，87.2%，90.9%，96.0%，96.6%和 97.7%，视野良好的比例分别为75.2%，73.2%，88.7%，92.3%，96.6%和 97.4%。讨论通过此次大样本盲法临床研究，证明了 MCE 这种通过体外磁场控制胶囊胃镜的检查方式，是安全有效的，而且无需侵入式检查或者打麻药。相比于传统电子胃镜，MCE 在发现局灶性病变的敏感度和特异度方面都是值得信任的。另外，由于其非侵入式检查特点，超过95%的患者表示更愿意接受此种检查方式。我们确性，MCE 有望成为一种胃病检查的有效选择。首先，MCE 可以过滤掉那些没有相关病变的患者，使他们不需要再接受传统胃镜的创伤性检查。在本实验中，只有 110 名（31.4%）患者需要接受活检，这意味着有接近 70%的患者在 MCE 检查完成后是不需要进行侵入式的电子胃镜检查的。其次，MCE 有望成为一种可靠地对高危人群进行筛查的方式，例如早期发现消化性溃疡和胃癌。本实验中，我们就利用 MCE 发现了一例胃的早癌。目前在亚洲人群，上消化道面临的最严重的疾病威胁就是早期胃癌，但是对于检查者来说，早癌的镜下表现通常就是非常轻微的隆起，并不明显。因此 MCE 有望成为比传统电子胃镜更有效的筛查手段。不过，究竟 MCE 能否成为胃早癌的筛查利器可以通过进一步的实验验证。最后，即使在一些胃病发病率比较低的地区，有一部分麻醉禁忌症人群或者畏惧做电子胃镜检查的人群，MCE 依然可以成为一种有效选择。相比于常规接受胃镜检查人群的中等风险描述，显然接近 30%的局灶性病变的发病率更加可信。在本实验中，所有类型的胃炎发现均被定义为阴性发现，因为几乎所有类型的胃炎均为弥漫性改变，因此发现这些病变并不是难事。同时，即使传统电子胃镜为胃部疾病诊断的“金标准”，也出现了 13 例局灶性病变的漏检，而被 MCE 发现。考虑到检查舒适性和患者的高接受度，MCE 可以成为一种合适的“筛查测试”方式，同时又具有对胃病疾病，例如胃癌筛查的高敏感度和特异度。不良事件基本上是罕发和温和的，而且大部分的不良事件都是由胃准备引起的，例如患者饮入了过量的水。本实验中，我们只选取了上腹不适的患者，这类患者中胶囊胃镜的滞留页码：13/25率要低于小肠疾病的患者。总之，研究结果显示 MCE 在胃疾病的检查方面，是有效而且安全的，同时滞留率非常地低。尽管 MCE 在胃疾病的诊断方面已经可以同传统电子胃镜相提并论，但是依然有其局限性和不足。例如，胃环境的准备要比电子胃镜繁琐；其次，检查过程耗时 30min 左右，比电子胃镜时间稍长，这也要求操作医生要接受更多的培训和更多的内镜操作经验；再次，目前MCE 检查的花费要比电子胃镜检查稍高，不过预期未来费用会有所下降；最后，患者对于MCE 检查接受度的高倾向性，有可能是由于我们做电子胃镜检查时并没有使用麻药。总结来说，这种全新的磁控胶囊胃镜检查在胃疾病诊断方面具有极高的准确性，有望成为一种有效地、患者接受度高的胃部疾病的早期筛查方式。参考文献1.Shen L, Shan YS, Hu HM, et al. 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