Chẩn đoán hình ảnh nâng cao của lòng ống tiêu hóa

Bài viết bởi Thạc sĩ, Bác sĩ Mai Viễn Phương - Khoa Khám bệnh & Nội khoa - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Central Park.

Trong những năm gần đây, đã có những tiến bộ kỹ thuật đáng kể cho phép bác sĩ nội soi phát hiện và cắt bỏ một số lượng lớn các tổn thương chính xác với ít sinh thiết hơn. Những công nghệ thú vị này đã được cải tiến dựa trên nội soi ánh sáng trắng tiêu chuẩn (WLE) và bao gồm các cải tiến như độ phóng đại quang học và camera độ nét cao.

Nội soi là tiêu chuẩn vàng để đánh giá và quản lý vô số bệnh lý tiêu hoá, từ tổn thương tiền ác tính như thực quản Barrett và u tuyến ruột kết đến các tình trạng viêm như viêm đại tràng và bệnh Crohn. Trong những năm gần đây, đã có những tiến bộ kỹ thuật đáng kể cho phép bác sĩ nội soi phát hiện và cắt bỏ một số lượng lớn các tổn thương chính xác với ít sinh thiết hơn. Những công nghệ thú vị này đã được cải tiến dựa trên nội soi ánh sáng trắng tiêu chuẩn (WLE) và bao gồm các cải tiến như độ phóng đại quang học và camera độ nét cao (HD), nội soi nhuộm màu dựa trên thuốc nhuộm, nội soi nhuộm màu điện tử, nội soi bằng laser đồng tiêu cũng như các công nghệ mới ra đời như nội soi và ghi nhãn phân tử. Bài đánh giá này sẽ mô tả việc sử dụng các công nghệ nội soi tiên tiến.

Theo truyền thống, nội soi ánh sáng trắng (WLE ) được sử dụng để quan sát trực tiếp niêm mạc tiêu hoá. Mặc dù WLE có lợi ích là thể hiện màu sắc chính xác, nhưng nó có thể không cung cấp hình ảnh chi tiết nhất. Trên thực tế, ống nội soi truyền thống dựa trên màn hình truyền hình độ nét tiêu chuẩn (SD) của những năm trước. Chúng được hiển thị theo tỷ lệ khung hình 4:3 với chiều rộng xấp xỉ 640 pixel x chiều cao 480 pixel, tạo ra hình ảnh chỉ dưới 400.000 pixel.

Tivi HD hiện đã trở thành tiêu chuẩn và ống nội soi HD cũng trở nên phổ biến hơn. Tương tự như định dạng truyền hình HD 720p, những ống nội soi này có thể có chiều cao lên tới 720 pixel, tạo ra hình ảnh bao gồm gần 1 triệu pixel. Tuy nhiên, không giống như định dạng truyền hình HD, được hiển thị ở tỷ lệ màn hình rộng 16:9, ống nội soi HD thường được hiển thị ở tỷ lệ khung hình 5:4 để phù hợp hơn với ống kính nội soi tròn. Hình ảnh nội soi HD này giúp tăng độ rõ nét của hình ảnh. Một phân tích tổng hợp gần đây cho thấy lợi ích trong việc phát hiện cả polyp đại tràng và u tuyến khi so sánh nội soi SD, với số lượng cần điều trị là 25.

Các ống nội soi có độ phân giải cao, điển hình phóng đại hình ảnh lên khoảng 30 đến 35 lần, nhưng các ống nội soi thu phóng quang học chuyên dụng có thể phóng đại hình ảnh lên đến 150 lần. Hai loại phóng đại bao gồm quang học và kỹ thuật số, với độ phóng đại quang học sử dụng một thấu kính di động ở đầu ống nội soi, cho phép hình ảnh gần hơn trong khi vẫn giữ nguyên độ phân giải cao. Tuy nhiên, phóng đại kỹ thuật số chỉ di chuyển hình ảnh đến gần màn hình hơn và bị giới hạn bởi ít pixel hơn trong cùng một vùng hiển thị, do đó làm giảm độ trung thực của hình ảnh. Hơn nữa, độ phóng đại kỹ thuật số thường chỉ cho phép độ phóng đại từ 1.5 đến 2 lần, với một bộ xử lý và thiết bị video phù hợp. Vì vậy, sự kết hợp tốt nhất là ống nội soi HD được trang bị zoom quang học, được gọi là nội soi độ phân giải cao (HRE) với độ phóng đại.

Trong một nghiên cứu chéo ngẫu nhiên tiềm năng, HRE với độ phóng đại được phát hiện có hiệu quả như nhau khi so sánh với cả phương pháp nội soi nhuộm màu dựa trên thuốc nhuộm với nội soi nhuộm màu màu chàm-carmine hoặc hình ảnh dải hẹp (NBI) để phát hiện chứng loạn sản cấp cao hoặc ung thư Barrett thực quản. Hơn nữa, nội soi đại tràng HD được phát hiện để phát hiện nhiều u tuyến trên mỗi bệnh nhân hơn, nhiều u tuyến bên phải và nhiều u tuyến phẳng hơn khi so sánh với nội soi ánh sáng trắng SD trong RCT từ năm 2011.

Nội soi nhuộm màu dựa trên thuốc nhuộm thường sử dụng dung dịch Lugol (0.5% -3% kali iodua và iốt trong nước), dung dịch xanh metylen 0.5% hoặc dung dịch chàm carmine 0.1-0.4%. Các thuốc nhuộm này có thể được bôi khắp niêm mạc đường tiêu hóa để nâng cao hình ảnh nội soi. Hình ảnh thu được có thể hiển thị địa hình và đường viền niêm mạc một cách chi tiết hơn, đặc biệt đối với các tổn thương tinh vi như u tuyến không Polypoid. Cả dung dịch Lugol và xanh methylen đều được phân loại là vết bẩn hấp thụ, vì chúng được các tế bào biểu mô hấp thụ tích cực. Ví dụ, áp dụng dung dịch Lugol sẽ dẫn đến niêm mạc thực quản bình thường nhuộm màu nâu xanh đậm trong 5-8 phút sau khi phun, trong khi các khu vực loạn sản và ung thư sẽ không hấp thụ thuốc nhuộm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, dung dịch Lugol cải thiện hình dung về ung thư tế bào vảy ở những bệnh nhân có nguy cơ gia tăng, chẳng hạn như bệnh nhân nghiện rượu và những người bị ung thư đầu và cổ.

Xanh methylen được hấp thụ tích cực bởi các tế bào biểu mô ruột chứ không phải biểu mô vảy và do đó phù hợp hơn để tăng cường phát hiện biểu mô trụ tăng sản có trong thực quản của Barrett. Tác giả Canto và cộng sự đã chỉ ra rằng, việc sử dụng thuốc nhuộm này dẫn đến cách tiếp cận mục tiêu hơn đối với các tổn thương thực quản của Barrett và ít sinh thiết hơn so với lấy mẫu ngẫu nhiên, cũng như nhiều mẫu sinh thiết có chứa biểu mô trụ hơn. Hơn nữa, trong một thử nghiệm đối chứng ngẫu nhiên, Kiesslich và cộng sự nhận thấy rằng nội soi dạ dày đại tràng giám sát được thực hiện ở bệnh nhân viêm loét đại tràng (UC) sử dụng thuốc nhuộm xanh methylen dẫn đến phát hiện nhiều ung thư trong biểu mô đáng kể (32 so với 10 tổn thương) ở 165 bệnh nhân, với độ nhạy và độ đặc hiệu của 93% để phân biệt giữa tổn thương ung thư và không phải do ung thư.

Do đó, Hiệp hội Tiêu hóa Hoa Kỳ (AGA) khuyến cáo nên nội soi dạ dày đại tràng giám sát với nội soi tăng cường hình ảnh (chẳng hạn như sử dụng thuốc cản quang) ở những bệnh nhân có UC9 lâu năm. Tuy nhiên, có một số lo ngại liên quan đến tổn thương DNA do oxy hóa với xanh methylen và các biến chứng có thể xảy ra như viêm đại tràng cấp tính và do đó, thuốc nhuộm này không được sử dụng thường xuyên như chàm carmine.

Indigo carmine là một loại thuốc nhuộm không hấp thụ được sử dụng chủ yếu để có khả năng phân định ranh giới của các tổn thương tốt hơn, hữu ích nhất để làm nổi bật các tổn thương không polypoid. Trên thực tế, nó được sử dụng thường quy ở Nhật Bản để đánh giá tốt hơn ung thư dạ dày sau khi hoàn thành kiểm tra nội soi tiêu chuẩn bằng ánh sáng trắng. Nó cũng rất thích hợp để khoanh vùng các tổn thương đại tràng, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sử dụng thuốc chàm sau khi cắt niêm mạc để đánh giá các tổn thương còn sót lại đã làm giảm tái phát ung thư cục bộ từ 8.7% xuống 0.5% (p <0.01).

Nội soi nhuộm màu ảo có thể được coi là một thuật ngữ cho một tập hợp các công nghệ mới hơn gần đây, có thể nhấn mạnh các bước sóng ánh sáng khác nhau để cải thiện hình ảnh của niêm mạc tiêu hoá bất thường. NBI, công nghệ tăng cường màu ảnh linh hoạt (FICE) và i-scan sẽ được thảo luận trong bài đánh giá này. Công nghệ NBI sử dụng hai bộ kính lọc vật lý đặt trước nguồn sáng nội soi ở bước sóng 415nm (tương ứng với ánh sáng xanh) và bước sóng 540nm (tương ứng với ánh sáng xanh). Bước sóng ánh sáng xanh tương ứng với đỉnh hấp thụ chính của hemoglobin và ánh sáng xanh tương ứng với đỉnh hấp thụ thứ cấp của hemoglobin. Điều này có tác dụng nhấn mạnh các mao mạch bề mặt và dưới niêm mạc cũng như các mô hình mao mạch vi cấu trúc không đều. Công nghệ này có thể hữu ích trong việc xác định đặc điểm của các polyp đại tràng tân sinh, nhưng dễ bị sai sót dựa trên kinh nghiệm của bác sĩ nội soi với công nghệ. Ngoài ra, công nghệ NBI khó có thể được sử dụng thường xuyên do cường độ ánh sáng kém, đặc biệt là ở dạ dày và ruột kết.

Công nghệ FICE dựa trên phần mềm và không yêu cầu sử dụng các bộ lọc vật lý như NBI. Công nghệ sử dụng phương pháp phát xạ quang phổ để xây dựng hình ảnh bước sóng đơn, sau đó được gán ngẫu nhiên vào các kênh màu đỏ, xanh lam hoặc xanh lục để tạo ra hình ảnh màu hầu như được nâng cao. Sau đó, bác sĩ nội soi có thể chọn các bước sóng đặt trước để xem (từ 400nm đến 695 nm) hoặc điều chỉnh thủ công bước sóng có thể xem theo từng bước 5nm. Bất cứ lúc nào, một nút nhấn có thể chuyển đổi chế độ xem giữa hình ảnh FICE và WLE tiêu chuẩn. Công nghệ này cũng như NBI, có thể được kết hợp với phóng đại quang học để nâng cao hình ảnh niêm mạc. So với NBI, có ít nghiên cứu đánh giá vai trò của FICE hơn. Mặc dù FICE khá chính xác trong việc xác định đặc điểm của các polyp đại trực tràng, FICE không cải thiện việc phát hiện các polyp đại tràng khi so sánh với WLE tiêu chuẩn hoặc nội soi bằng chromoendoscopy với indigo carmine.

Cuối cùng, i-scan là một phương pháp xử lý hậu kỳ kỹ thuật số khác đi kèm với ba chế độ nâng cao hình ảnh, đó là tăng cường bề mặt (SE), tăng cường độ tương phản (CE) và nâng cao tông màu (TE). Tăng cường bề mặt hỗ trợ nhận dạng các cạnh, tăng cường độ tương phản nhấn mạnh các vùng bị lõm trong tầm nhìn và tăng cường tông màu điều chỉnh sự cân bằng màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam cho thực quản, dạ dày và ruột kết. SE và CE có thể được điều chỉnh giữa thấp, trung bình và cao, với nhiều chế độ có thể được áp dụng cùng với một nút nhấn đơn giản (tức là SE thấp và CE cao). Tương tự như NBI, độ nhạy và độ đặc hiệu của i-scan để xác định đặc điểm của polyp đại trực tràng là cao. Tuy nhiên, một thử nghiệm nội soi dạ dày đại tràng ngẫu nhiên không cho thấy bất kỳ sự gia tăng sản lượng u tuyến nào với i-scan khi so sánh với nội soi đại tràng HD. Khi so sánh với ảnh WLE, ảnh i-scan không có sự khác biệt rõ rệt về độ sáng hoặc màu sắc, không giống như ảnh NBI. Do đó, cả FICE và i-scan đều có vẻ chính xác hợp lý để xác định đặc điểm của các tổn thương đại trực tràng, nhưng không làm tăng sản lượng u tuyến. Cần có nhiều nghiên cứu hơn trước khi chúng có thể được xem xét sử dụng thường quy trên lâm sàng.

Nội soi bằng laser đồng tiêu (CLE) là một công nghệ mới đầy hứa hẹn có khả năng cung cấp hình ảnh siêu nhỏ theo thời gian thực trong quá trình nội soi. Mô tiêu hoá được chiếu sáng bằng tia laser công suất thấp, sau đó phát hiện ánh sáng huỳnh quang phản xạ qua lỗ kim. Thuật ngữ đồng tiêu biểu thị rằng hệ thống chiếu sáng và hệ thống thu thập nằm trong cùng một mặt phẳng tiêu điểm. Hình ảnh thu được sắc nét và có độ phân giải cực cao vì chỉ ánh sáng được tái tập trung qua lỗ kim mới được thu lại. Fluorcein tiêm tĩnh mạch (không nhuộm nhân) thường được sử dụng để cản quang, vì acriflavin tiêm tại chỗ (làm nhuộm nhân) đã được phát hiện là thuốc nhuộm gây đột biến và có khả năng gây ung thư ở người. Tồn tại hai loại CLE, dựa trên mẫu dò (pCLE) và tích hợp ống nội soi (eCLE).

pCLE đi qua kênh phụ của hầu hết các máy nội soi, ví dụ như máy nội soi dạ dày,... và do đó có thể sử dụng với ống soi phế quản, ống soi đường mật,... Ngoài ra, pCLE còn có ưu điểm là có thể xem video ở tốc độ 12 khung hình/giây, có thể hình ảnh dòng chảy mao mạch. Những bất lợi bao gồm độ phân giải thấp hơn một chút so với eCLE và trường nhìn nhỏ hơn một chút. Hệ thống eCLE thu được hình ảnh ở tốc độ 1.6 khung hình/giây ở độ phân giải 1024 × 512 pixel hoặc 0.8 khung hình/giây ở độ phân giải 1024 × 1024 pixel, dẫn đến độ phóng đại xấp xỉ 1000 lần. Do đó, chúng tôi khuyến nghị rằng CLE nên được sử dụng theo cách nhắm mục tiêu cho các tổn thương đáng ngờ. Hơn nữa, CLE có thể giúp bác sĩ nội soi nhắm mục tiêu vào khu vực đáng ngờ nhất để sinh thiết bằng cách sàng lọc nhiều khu vực chuyển sản/loạn sản trong quá trình thực hiện. Kỹ thuật này đã được áp dụng trong thực hành lâm sàng trong một nghiên cứu với 42 bệnh nhân quay lại nội soi đại tràng giám sát sau khi cắt polyp trước đó.

Trong nghiên cứu này, CLE đã có thể phân biệt niêm mạc bình thường với niêm mạc tái tạo và ung thư với độ chính xác 99,2%. Điều này có thể giúp giảm số lượng sinh thiết không cần thiết (yếu tố nguy cơ lớn nhất đối với các biến chứng lớn của nội soi) cũng như nhắm mục tiêu các tổn thương ung thư thực sự. Trong thực quản của Barrett, pCLE cũng được sử dụng để xem niêm mạc và ngăn ngừa sinh thiết trên mô xuất hiện bình thường in vivo.

Thật không may, có một đường cong học tập dốc liên quan đến việc sử dụng công nghệ này và nó làm tăng thêm một lượng thời gian đáng kể cho quy trình. Trường nhìn hạn chế của nó cũng làm cho không phù hợp như một kỹ thuật cờ đỏ và nó cần được kết hợp với HD và nội soi nhuộm màu ảo hoặc dựa trên thuốc nhuộm để xác định các khu vực nghi ngờ cần đánh giá nội soi. Do đó, mặc dù công nghệ này có vẻ an toàn và chính xác trong tay các chuyên gia, nhưng vẫn cần các nghiên cứu bổ sung để xác định việc sử dụng nó hoàn toàn cho thực hành lâm sàng thông thường. Một kỹ thuật nội soi đang phát triển khác là nCLE. Nguyên tắc của phương pháp nội soi bằng laser xung quang (nCLE) dựa trên kim là hình ảnh các cơ quan bên trong hoặc bên cạnh đường tiêu hóa bằng một đầu dò nhỏ được đưa qua một kim nội soi đặt dưới hướng dẫn của nội soi. Các nguyên tắc cơ bản của công nghệ này cũng như nguyên tắc hoạt động của nCLE, về cơ bản tương tự như pCLE. AQ-Flex 19 Confocal Miniprobe tương thích với chỉ loại kim 19G. Nó được kỳ vọng sẽ giúp phân biệt các loại tổn thương dạng nang khác nhau (niêm mạc và huyết thanh).

Máy nội soi tế bào có khả năng cung cấp hình ảnh phóng đại hơn cả CLE, lên đến 1400 lần. Công nghệ này hiện có sẵn ở dạng dựa trên đầu dò và dựa trên nội soi, nhưng vẫn đang trong giai đoạn phát triển nguyên mẫu. Về bản chất, nó là một kính hiển vi ánh sáng công suất cao chiếu những hình ảnh có độ phóng đại rất cao cần tiếp xúc với bề mặt mô. Điều này đòi hỏi phải xử lý trước với chất phân giải chất nhầy như N-acetyl-cysteine ​​cũng như nhuộm trước bằng hợp chất như xanh methylen.

Hình ảnh phân tử lấy các dấu ấn sinh học như kháng thể đơn dòng đánh dấu chất nhuộm huỳnh quang chống lại kháng nguyên carcinoembryonic (CEA) để giúp phát hiện ung thư và u tuyến. Kháng thể được áp dụng vật lý thông qua kính soi ruột kết và các bộ lọc cụ thể thu nhận huỳnh quang trên mô thích hợp. Nhiều peptit đang được thử nghiệm, bao gồm cả những peptit nhắm vào chứng loạn sản cấp độ cao trong thực quản của Barrett cũng như cathepsin B, được điều chỉnh trong ung thư đại trực tràng.

Không còn nghi ngờ gì nữa, các phương pháp nội soi, ví dụ như nội soi dạ dày, nội soi đại tràng,... hiện có sẽ tiếp tục phát triển tinh vi hơn nhờ tiến bộ công nghệ ngày càng tiến bộ. Chìa khóa trong sự tiến triển này là khả năng khai thác độ nhạy tăng lên của chúng và những lợi ích cá nhân để cải thiện bệnh nhân. Khi những công nghệ này được nghiên cứu sâu hơn, một số công nghệ sẽ hiệu quả hơn những công nghệ khác và những công nghệ đó phải được phát triển đầy đủ, hoàn thiện cũng như có thể kết hợp với những công nghệ khác (chẳng hạn như nội soi nhuộm màu với CLE) để nhận ra tiềm năng của chúng. Trong suốt quá trình này, chi phí sẽ tiếp tục giảm, hy vọng đến mức nhiều công nghệ được đề cập ở trên trở thành một lựa chọn sẵn có cho bác sĩ nội soi ngoại trú. Vài năm tới có thể là thời điểm thú vị trong lĩnh vực nội soi tiên tiến.

Tài liệu tham khảo

1. Pushpak Taunk, và cộng sự, Advanced Imaging of the Gastrointestinal Lumen, frontiers in endoscopy, series #8, practicalgastro, january 2014 • volume XXXVIII, issue 1
2. Galloro, G. High technology imaging in digestive endoscopy. World J Gastrointest Endosc 2012; 4(2): 22-27.
3. Subramanian V, Mannath J, Hawleg CJ, et al. High definition colonoscopy vs. standard video endoscopy for the detection of colonic polyps: a meta-analysis. Endoscopy 2011;43:499-505.