EUS 弹性成像平均应变直方图 (SH) 和对比峰值增强对局灶性胰腺肿块和淋巴结的临床影响 (ADVEUS)

1. 背景 超声内镜 (EUS) 是一项对消化系统疾病具有重大临床影响的技术，决定了超过半数受检患者的诊断和管理发生变化 [1]。 EUS-FNA 技术的最新进展，以及实时 EUS 弹性成像和对比增强的发展，可以更好地表征局灶性胰腺肿块，可能对 EUS-FNA 阴性和强烈怀疑胰腺癌的患者的管理产生影响恶性肿瘤。

1.a 弹性成像 弹性成像是一种最新的超声方法，用于实时重建组织弹性分布 [2]。 该方法允许计算弹性模量，从而显示由疾病决定的组织硬度模式的差异。 主要用途是根据局灶性病变明显较小的应变来区分良性和恶性局灶性病变 [3]。 第二代弹性成像引入应变比 (SR) 和应变直方图 (SH) 作为可重现的参数测量，可实时检索数值，为该技术增加量化可能性 [4]。 弹性成像通常通过分析使用标准超声成像系统获得的超声信号来估计轴向应变（沿着声波作用/压缩的方向）——比较轻微压缩（约 1%）前后从组织结构返回的 RF 信号 [5]。 组织弹性成像可以使用传统探头轻松执行，包括用于检查胰腺和/或淋巴结的线性 EUS 探头。 组织弹性分布的计算是在徒手压缩下实时进行的，检查结果表示为叠加在传统灰度 B 模式图像上的透明叠加彩色图像 [6]。 因此，这种方法可以表征许多肿瘤，因为它们比正常组织更硬。 超声弹性成像以前曾用于诊断非消化系统和消化系统肿瘤：乳腺病变 [7]、前列腺癌 [8]、甲状腺结节 [9]、直肠肿瘤 [10]。 关于胰腺局灶性肿块的诊断，一些作者无法区分恶性肿瘤和良性肿瘤或慢性胰腺炎 [11]，而其他人则取得了良好的结果，特别是在使用计算机辅助评估手段如色调直方图分析 [12] 和人工神经网络时网络 [13]。 最近，使用这种方法成功确定了几种肿瘤的淋巴结受累情况：食道 [14]、口腔鳞状细胞癌 [15]、乳腺癌 [16]。

由于弹性成像图像和电影代表了一种定性类型的输出，需要检查者进行主观解释，因此由于颜色感知错误、移动伪影或分析可能引起的选择偏差，人为偏见总是容易干扰结果和诊断。静止图像。 开发了更客观的计算机辅助半定量方法来解释结果，但这些方法的缺点是劳动密集型和使用无法实时使用的第三方软件 [17]。 第二代弹性成像引入应变比 (SR) 和应变直方图 (SH) 作为两种可重现的测量方法，可实时检索数值，从而大大减少了人为偏差，而无需第三方软件 [4]。 SR 计算两个感兴趣区域 (ROI)（正常和病理）之间的相对应变。 SH测量ROI内元素区域的应变值，并将测量范围划分为区间；如果一个单元的应变值落入一个区间，它的初始面积由初始总表面积归一化后被添加到该区间的运行总和中；每个间隔的总值用于生成图形和平均值。 SR 和 SH 均已在体内用于胰腺肿块或淋巴结，并取得了令人鼓舞的结果 [18]。

1. b 对比增强 超声造影剂结合对比特异性成像技术越来越多地被临床用于诊断成像 [19]。 胰腺的研究是对比增强超声 (CE-US) 的一个新的和有前途的应用，包括对比增强内窥镜超声 (CE-EUS)。 该技术并非用于改进胰腺病变的检测，而是用于改进胰腺病变的勾画和鉴别诊断 [20-23]。 CE-US 和 CE-EUS 中使用的一种含氟气体造影剂是 Sonovue®，它由磷脂稳定的六氟化硫 (SF6) 气泡组成 [24]。 Sonovue® 具有等渗性、稳定性和耐压性，粘度与血液相似。 它不会扩散到保留在血管内的血管外腔室中，直到气体溶解并在呼出气体中消除（血池造影剂）[25]。 SonoVue 的安全性表明副作用的发生率非常低；它没有肾毒性，严重超敏反应的发生率与其他磁共振成像造影剂相似。 此外，Sono-Vue 已获准在欧盟国家进行临床使用。 胰腺的血液供应完全来自动脉，这使得对比增强检查变得可行且容易获得。 根据 2008 年更新的欧洲医学和生物学超声联合会指南和建议，为胰腺的 CE-US 和 CE-EUS 定义了两个阶段：早期/动脉阶段（从 10 到 30 秒开始）和静脉/晚期（从 30 到 120 秒）[19]。

   使用当前的成像技术将胰腺癌与其他胰腺肿块区分开来仍然具有挑战性 [22-27]。 发现使用能量多普勒对比增强 EUS (PD-CE-EUS) 区分良性和恶性局灶性胰腺病变的特异性为 93.3%，而传统 EUS 的特异性为 83.3% [26]。 在几项已发表的研究中，PD-CE-EUS 下病变的低血管方面似乎对腺癌高度敏感和特异（高于 90%）[22-27]。 在 PD-CE-EUS 检查期间，返回到换能器的超声频率与传输的相同，但该方法与湍流（闪光和过度涂抹）导致的伪影有关 [28]。 在 CE-EUS 中，与邻近的胰腺组织相比，导管腺癌在所有阶段通常都是低强化的 [19]。 此外，病变的大小和边缘以及与胰周动脉和静脉的关系都得到了更好的可视化。 据报道，与正常胰腺实质相比，慢性胰腺炎的局灶性病变具有相似或高度增强的特征 [19]。

   专用对比增强谐波 EUS 技术（基于低机械指数）最近可用于新的 EUS 系统。 CEH-EUS 期间返回的谐波频率与换能器传输的谐波频率不同，是微泡非线性振荡的结果 [24]。 获得的图像是微泡失真产生的信号和组织衍生信号的叠加。 这可以通过使用低 MI 来优化，它允许最小的气泡破坏和组织衍生信号的完全“减法”，在造影剂摄取期间获得微血管形成的高分辨率连续实时评估（实时灌注成像）[ 29-31]。 CEH-EUS 可以更精确地定位实质内的血管结构和局灶性异常，与 EUS 相比，可以更好地描绘胰腺病变，尤其是在空气或脂肪导致伪影和胰腺实质可视化不足的情况下。 初步试验研究描述了 CEH-EUS 的实验技术，该技术基于线性原型 EUS 范围、低机械指数 (0.08 - 0.25) 和第二代造影剂 (Sono-Vue)，它允许早期动脉期和胰腺晚期实质期强化 [32]。 另一项试点研究通过使用径向原型 EUS 范围、低机械指数 (0.4) 和第二代造影剂 (Sono-Vue)，展示了胰腺精细分支血管的实时连续图像和间歇性均匀的实质灌注图像[33]。 其他几个研究小组已经报道了具有低机械指数的 CEH-EUS 的可行性 [34-36]。 诊断胰腺癌的敏感性、特异性和准确性在一项研究中分别为 88%、89% 和 88.5% [34]，在另一项研究中分别为 80%、91.7% 和 86% [33]。 然而，数据仍然有限，肯定有必要进行前瞻性、多中心盲法研究。

   该研究方案基于 EUS 弹性成像数据的多中心半定量方法结合对比增强 EUS，包括测量局灶性胰腺肿块和淋巴结的 SR 和 SH，以及基于 CE-EUS 的几个参数时间强度曲线 (TIC) 分析。 必须考虑许多参数，因为 ROI 仍由用户手动选择。 该研究的目的是根据先前公布的结果和弹性成像和对比增强的截止值，在 EUS-FNA 后细胞病理学呈阴性或不确定的胰腺肿块和淋巴结患者中建立基于 EUS 的诊断算法。 在 EUS-FNA 结果为阴性的患者中，所提出的顺序使用实时弹性成像然后进行对比增强 EUS 的算法可能是一种很好的临床工具，可以帮助选择可能患有胰腺癌或恶性淋巴结的患者。

2. 研究目的 该研究的目的是评估局灶性胰腺肿块和淋巴结 EUS 检查期间的定量弹性成像和对比增强参数，标准化其使用算法，从而区分良性和恶性胰腺肿块并评估淋巴结参与前瞻性多中心设计。

3. 患者和方法 该研究设计是前瞻性、盲法和多中心的，通过使用参数测量比较内窥镜超声弹性成像 (EG-EUS) 和对比增强 (CE-EUS) 结果以表征局灶性胰腺肿块和淋巴结，在与以病理为代表的金标准进行比较。

   该研究将在每个中心的机构委员会（伦理委员会）审查的批准下进行。 完整的研究方案和参与中心将上传到 ClinicalTrials.gov，这是在美国和世界各地进行的联邦和私人支持的临床试验的注册处。

   纳入标准

   • 经细胞学/组织学确认确诊为胰腺实性肿块的患者
   • 有或没有疑似淋巴结受累的患者符合条件
   • 年龄 18 至 90 岁，男性或女性
   • 签署了 EG-EUS、CE-EUS 和 FNA 活检的知情同意书 排除标准
   • 先前以治愈为目的的手术治疗或化放疗
   • 诊断为粘液分泌性肿瘤、胰腺囊性肿瘤等的患者。

4. 数据采集

   • 个人数据（姓名、年龄、入院日期、SSN、入院诊断）

5. 影像学检查

   • 所有怀疑有胰腺肿块或淋巴结的患者都应接受 EUS，依次进行 EG-EUS 和 CE-EUS

   • EUS 与 EUS 引导的 FNA 和弹性成像

     • EUS 与 EUS-FNA 的方案应包括线性 EUS 仪器和完整的胰腺检查。
     • 将描述肿瘤特征（回声、回声结构、大小）以及能量多普勒信号的存在/不存在。
     • EUS-FNA 将在所有胰腺肿块中至少进行三次
     • 所有检查者应对病理结果设盲

   • EG-EUS程序：

     • EUS-EG 将在常规 EUS 检查期间执行，在嵌入式 HDD 上录制两部 10 秒的电影，以最大限度地减少可变性并提高采集的可重复性。
     • 将使用两面板图像，右侧为常规灰度 B 模式 EUS 图像，左侧为弹性成像图像。 将在所有使用的系统中设置相同的参数：电子动态范围 2、持久性 3 等。
     • EUS-EG 的感兴趣区域最好大于焦点质量（大约 50%-50%），以便包括周围结构。 如果焦点质量大于 3 厘米，部分质量将包含在 ROI 中，以及周围结构（最好避免大血管）。 由于侧工件的出现，将避免弹性成像计算的非常大的 ROI。
     • 所有中心都将使用以下预设：弹性成像彩色图 1、帧抑制 2、噪声抑制 2、持久性 3、动态范围 4、平滑 2、混合 50%。
     • 将测量 SR 和 SH；在嵌入式 HDD 上进行并记录了三个测量值。 对于 SR，参考区域应尽可能与病变放置在同一水平面上。

   • CE-EUS程序：

     • 根据预先建立的预设，将使用两面板图像，右侧是常规灰度 B 模式 EUS 图像，左侧是对比谐波图像。
     • 计时器的起点将被视为静脉注射造影剂（Sonovue 4.8 mL）的时刻。
     • CE-EUS 将在常规 EUS 检查期间执行，整个电影 (T0-T120s) 记录在超声系统的嵌入式 HDD 上，供以后分析。
     • 将使用低机械指数程序（动态宽带对比谐波成像模式），具有 0.2 的机械指数和相应的功率。
     • 所有中心都将使用以下预设：对比度模式 dCHI-W、WPI-R/P（浅层结构与深层结构的分辨率/穿透力）、机械指数（从 0.1 开始的变量，首选 0.2）、MI 灰度(0.03)，灰度图 4，AGC 0，R 滤波器 C，持久性 2，动态范围 50，B 色 21，平滑 3，伽马曲线线性。
     • 为了尽量减少人为偏见，数字电影的所有后处理和计算机分析都将在协调的 IT 中心内进行，所有程序员和统计学家都对临床、影像和病理数据不知情。
     • 时间-强度曲线的离线分析将使用 Vue-Box 进行，它产生以下定量参数：峰值增强 (PE)、曲线下的洗入面积 (Wi-AUC)、上升时间 (RT)、平均值转运时间 (mTT)、达峰时间 (TTP)、洗入率 (WiR) 和洗入灌注指数 (WiPI)。 该软件还提供参考值（以百分比表示），将肿瘤 ROI 的一组值与实质值对齐。

6. 最终诊断

   • 阳性细胞学诊断将作为胰腺肿块或淋巴结恶性肿瘤的最终证据。 EUS-FNA 获得的诊断将通过手术或至少 6 个月的临床随访进一步验证。
   • 慢性胰腺炎的诊断将基于临床信息（酗酒史、慢性胰腺炎或糖尿病的先前诊断）以及影像学方法（超声、CT 和 EUS）的组合。 EUS 期间慢性胰腺炎的至少四个标准将被考虑为阳性诊断。 慢性假瘤性胰腺炎或良性淋巴结的诊断将始终通过手术或至少六个月的随访来确认，用于排除不接受手术的患者的恶性肿瘤。
   • 从以治疗为目的的十二指肠胰切除术或尾部胰切除术获得的病理样本，以及通过 EUS-FNA 活检获得的显微组织学碎片，将通过石蜡包埋和常规染色（苏木精-伊红）进行处理，随后在参与中心病理学家的判断，以排除神经内分泌肿瘤/胰腺转移。
   • 将通过临床检查、生物检查和经腹超声对患者进行至少六个月的随访，最终在六个月后进行重复螺旋 CT / EUS。

7. 统计分析

   • 描述性统计

     • 所有结果将表示为平均值±标准偏差 (SD)。 胰腺癌患者和慢性胰腺炎患者之间的差异将通过双样本 t 检验（两个独立样本）进行。 由于此参数方法对正态性和相似方差做出假设，我们将首先执行 Kolmogorov-Smirnov 和 Shapiro-Wilk W 正态性检验，并使用 F 检验验证方差假设是否相等。 在双样本 t 检验的情况下，我们还将执行 Mann-Whitney U 检验给出的非参数替代方案，因为在某些情况下，它甚至可能比 t 检验提供更大的拒绝零假设的能力.
     • 由于有两组以上的观察结果，使用使我们能够同时查看所有数据的单一分析要好得多，我们还将使用相同的基线执行单向方差分析 (ANOVA) 方法假设。 小于 0.05 的 p 值将被视为具有统计显着性。
   • EG-EUS 和 CE-EUS 的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值和准确性将与最终诊断进行比较来确定。 此外，在随后的随访期间，EUS-FNA 阴性和恶性肿瘤诊断阳性的患者亚组的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值和准确性将单独计算。

8. 功率分析

   • 根据至少 10 个中心，每个中心至少有 20 名患者，这些患者将在 12 个月内入组，估计纳入的患者人数至少为 210 人。 功效分析基于以下假设：为了对独立样本使用强大的 t 检验，每组中等于 105 名患者的样本量足以提供 95% 的统计功效来检测 5% 的平均值差异，对于 I 类错误 alpha = 0.05，总体标准差 = 10%。
   • 平均值的差异基于先前公布的数据，这些数据报告 EUS-FNA 的准确度约为 80-85%，EG-EUS 和/或 CE-EUS 的准确度为 90%。