"双模态光学相干与光声胶囊内镜无标记评估Barrett食管瘤变：一项突破性诊断技术研究"

本研究针对Barrett食管(BE)早期癌变诊断难题，开发了集光学相干断层扫描(OCT)与光声介观成像(OPAM)于一体的360°胶囊内镜(O2E)系统。通过14例患者切除标本验证，该技术可同时获取黏膜形态与血管网络的三维微米级特征，对肠上皮化生(IM)、异型增生(D)和黏膜内癌(IMC)的识别准确率达91-94%，显著优于单一模态检测。这项发表于《Nature Biomedical Engineering》的研究为BE无创筛查提供了革命性工具。

　　

食管癌作为全球第六大癌症，其高死亡率主要源于晚期诊断。在西方发达国家，Barrett食管(BE)作为食管腺癌(EAC)的主要癌前病变，影响着超过3亿人群。传统白光内镜(WLE)联合随机活检的"西雅图方案"不仅耗时昂贵，更会漏诊30-50%的早期病变。当病变发展到可见阶段时，患者五年生存率骤降至20%以下；但若能在黏膜内癌阶段发现，治愈率可达90%以上。这种严峻的临床现状，催生了对新型诊断技术的迫切需求。

由慕尼黑工业大学(Technical University of Munich)生物成像研究中心Vasilis Ntziachristos团队领衔的欧洲ESOTRAC项目，历时五年开发出全球首款双模态胶囊内镜系统。这项发表于《Nature Biomedical Engineering》的研究，通过整合光学相干断层扫描(OCT)与光声介观成像(OPAM)，实现了对BE黏膜表面和深层结构的同步高分辨成像，为早期癌变的无标记检测开辟了新途径。

研究人员采用三大核心技术：1）研制直径12.5mm的胶囊内镜，集成100MHz超宽带超声换能器，实现30Hz帧频的360°成像；2）开发双模态共轴照明系统，1060nm OCT与532nm OPAM光路通过双包层光纤耦合；3）建立基于14例患者切除标本的验证体系，通过组织病理学毫米级分区对照，系统评估不同黏膜类型的成像特征。剑桥大学医院提供的EMR标本涵盖正常鳞状黏膜(NSM)、胃型化生(GM)、肠型化生(IM)、异型增生(D)和黏膜内癌(IMC)等全部BE进展阶段。

【O2E胶囊设计与成像验证】

研究团队突破性设计的中空球形聚焦换能器，通过45°反射镜实现侧向照明，轴向分辨率达17μm。在健康志愿者口腔黏膜成像中，OCT清晰显示上皮层(EP)、固有层(LP)的分层结构，而OPAM则揭示出垂直于表面的毛细血管环(CL)和深层血管网(BV)。这种结构-功能互补成像模式，为后续BE病变识别奠定了基础。

【BE标本的多模态特征】

通过对61个病理分区ROI的系统分析，研究发现：OCT可量化腺体透明度差异——异型增生腺体透明度达85%，显著高于肠化生的69%(P<0.0001)，该指标鉴别AUROC达0.92。更关键的是，OPAM揭示出异常黏膜特有的浅表血管分布：正常黏膜血管深度534±114μm，而异常黏膜仅284±92μm(P<0.001)。深度编码的OPAM图像更直观显示，IM呈现蜂窝状血管网络，而IMC则表现为典型的肿瘤血管模式——扩张血管形成蜿蜒环状结构。

【双模态分类系统验证】

8位评估者(3位消化科专家+5位非临床科学家)的盲法测试显示：单独使用OCT时， neoplasia识别灵敏度仅77%；结合OPAM后提升至91%，特异性达94%。尤其对IMC的识别，OPAM使灵敏度从44%跃升至88%。这种提升主要源于OPAM对胃型化生II型与IMC的鉴别能力——两者OCT均表现为均质低穿透，但只有IMC呈现特征性肿瘤血管。

这项研究标志着内镜技术的重要突破：1）首次实现OCT与OPAM的胶囊内镜整合，解决传统技术仅能检测表浅特征的局限；2）建立首个BE多模态影像特征库，为AI辅助诊断奠定基础；3）达到美国胃肠内镜学会提出的"替代随机活检"标准(患者水平灵敏度94%/特异性100%)。尽管当前胶囊长度(40mm)可能影响无镇静吞咽，但采用全光学超声检测等新技术有望进一步微型化。未来通过添加多波长OPAM实现组织氧合成像，或可进一步提升对缺氧微环境的检测能力，为BE的精准筛查带来新范式。