结合结肠镜检查质量控制指标和CT成像特征，用于评估结直肠病变的诊断性能

《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》：Combination of colonoscopy quality control indicators and CT imaging features for evaluation of diagnostic performance for colorectal lesions

　　赵丹丹

摘要

目的：本研究旨在评估将结肠镜检查质量指标与计算机断层扫描（CT）成像特征相结合，在检测结直肠病变方面的诊断性能。

方法：对2024年1月至12月期间接受结肠镜检查的15,828名参与者的临床数据进行了回顾性分析。以组织病理学结果作为参考标准，比较了结肠镜检查、全腹部增强CT以及结肠镜-CT联合检查在识别腺瘤、息肉、早期结直肠癌和晚期结直肠癌方面的诊断敏感性、特异性、总体准确性、阳性预测值和阴性预测值。应用逻辑回归建模来评估这三种模式的诊断性能。所使用的质量控制指标包括腺瘤检出率（ADR）、息肉检出率（PDR）和回肠插管率（CIR），并将这些指标与CT成像特征结合用于联合诊断方法。

结果：在所有类别中，结肠镜检查在检测病变和诊断效果方面均显著优于CT（P < 0.05）。联合筛查进一步提高了敏感性、特异性和准确性，显著超过单独使用任何一种模式（P < 0.05）。结肠镜检查单独检测到的锯齿状腺瘤和高风险腺瘤数量明显多于CT，而两种方法结合使用则进一步提高了检出率。对于锯齿状腺瘤和高风险腺瘤的检测，结肠镜检查在敏感性、特异性、总体准确性、阳性预测值和阴性预测值方面均显著高于CT（P < 0.05）。联合诊断方法在所有评估指标上均显著优于单一模式（P < 0.05）。逻辑回归建模显示，整合CT和结肠镜的检查策略在识别结直肠癌方面表现出最佳的诊断性能，其次为单独使用结肠镜。

结论：CT与结肠镜结合使用在检测各种结直肠病变方面显著优于单独使用CT或结肠镜，尤其是在检测锯齿状腺瘤和高风险腺瘤以及总体诊断效果方面。在临床实践中，对于高风险人群或疑似病例，建议采用多模式联合评估，以实现更早期、更准确和全面的诊断，为个性化治疗和精确分期提供坚实的基础。

1. 引言

结直肠癌（CRC）仍然是全球最常见的恶性肿瘤之一，也是导致癌症相关死亡率的第三大原因。据估计，2022年至2045年间，全球结直肠癌的发病率将增加60.5%，死亡率将增加76.9%（Dugheri等人，2025年）。2020年全球约有193万例新诊断的结直肠癌病例，同年约有100万人因此死亡。过去几十年来，结直肠癌的全球发病率以惊人的速度增长，最常见的转移部位是区域淋巴结、肝脏、肺和腹膜（Tustumi等人，2023年）。在中国，由于人口老龄化、西方化生活方式和饮食变化，结直肠癌的发病率持续上升，已成为城市地区胃肠道肿瘤死亡的主要原因。结直肠癌遵循明确的癌前病变路径，大多数病例起源于腺瘤性息肉，并通过腺瘤-癌症序列发展。这一生物学特征为早期筛查、干预和预防提供了关键时机。结肠镜检查作为诊断结直肠病变的关键方法，不仅可以直接观察整个结肠黏膜，还便于进行活检或内镜切除，同时具备诊断和治疗功能。然而，结肠镜检查的诊断效果并不可靠，其准确性很大程度上取决于操作者的经验、肠道准备的质量、退出时间以及识别微小或平坦病变的能力。为了客观评估结肠镜检查的质量，国际上建立了一系列核心质量控制指标。其中，腺瘤检出率（ADR）、息肉检出率（PDR）和回肠插管率（CIR）被认为是最具代表性的指标。先前研究表明，ADR每提高1%，长期发生结直肠癌的风险显著降低3%（Watanabe等人，2025年）。PDR反映了内镜医师识别各种类型息肉（包括非腺瘤性息肉）的总体能力，而CIR则衡量了检查的完整性，确保了对整个结肠的彻底评估。结肠镜检查和计算机断层扫描（CT）在诊断结直肠腺瘤方面各有优缺点。作为目前检测腺瘤的金标准，结肠镜检查通过高分辨率光学成像、直接观察黏膜表面结构和实时活检提供了无与伦比的能力，特别是对于微小腺瘤（<5毫米）、平坦病变和固定病变的检测。大量的基于证据的医学数据表明，结肠镜检查不仅可以准确识别腺瘤的位置、大小、形态（例如Paris分类）和表面隐窝开口模式，还可以通过窄带成像（NBI）和放大内镜等技术评估组织学类型和异型增生程度。同时进行的内镜切除实现了诊断和治疗的整合（Chang等人，2025年；Lui等人，2025年；Wang等人，2025年）。相比之下，全腹部增强CT对结直肠腺瘤的敏感性显著较低，尤其是对于小于10毫米的扁平腺瘤，这些腺瘤常常因缺乏明显的肠壁增厚或增强特征而被遗漏。即使使用低剂量CT结肠成像（CTC），小于6毫米的腺瘤检出率也明显低于结肠镜检查。然而，CT在评估较大腺瘤的局部侵犯、管腔狭窄或反应性区域淋巴结肿大方面具有一定的价值，特别是对于不耐受内镜检查或肠道准备不足的患者。一些大型有蒂或基底宽的腺瘤在CT上可能表现为管腔内的软组织密度阴影，但与息肉、早期癌症或炎症性假瘤的区分仍然具有挑战性。因此，虽然CT对于总体结直肠肿瘤分期不可或缺，但结肠镜仍然是检测癌前病变和早期干预的首选和不可替代的诊断工具。CT在特定临床情况下可作为辅助工具进行补充评估。现有研究的不足在于缺乏系统评估结肠镜质量指标与CT成像特征协同效应的评估。本研究的目的是通过提供高质量、基于证据的支撑，填补这一空白，支持多模式精准筛查系统。本研究的创新之处在于系统地将结肠镜质量控制指标与CT成像特征相结合，全面评估它们的诊断效果，无论是单独还是联合使用，涵盖各种病变，包括锯齿状腺瘤、高风险腺瘤和不同阶段的结直肠癌。多维统计分析证实了联合策略的显著优势，为建立多模式内镜成像精准筛查和诊断系统提供了高质量的基于证据的支持。本研究表明，该方案有助于改善结直肠癌的早期检测和管理，减少漏诊和过度治疗的情况，同时也为内镜和成像之间的多学科合作提供了基于证据的支持。最终，它改善了患者的治疗结果并减轻了疾病负担。

2. 方法

2.1. 研究对象

2024年1月至12月期间在医院消化内镜中心接受结肠镜检查的15,828名参与者被纳入研究，其临床数据被回顾性收集。质量指标（ADR、PDR、CIR）是根据医院内镜报告系统中的数据计算得出的，该系统以标准化格式记录所有程序和组织病理学结果。

2.2. CT检查

所有患者在手术前两周内接受了全腹部增强CT扫描。检查当天需要禁食。CT扫描使用的是螺旋CT扫描仪（Siemens AG，德国），患者采用仰卧位。扫描范围从膈肌穹隆延伸到耻骨联合。CT扫描参数统一设置为：管电压120 kV，配备智能毫安调节技术；视野（FOV）设置为300-400毫米；图像矩阵配置为512 × 512；采集层厚为1-2毫米，重建层厚为5毫米；层间距保持在5毫米。完成常规非增强扫描后，通过高压注射器将非离子碘造影剂注入前臂静脉。使用的造影剂包括：Urografin（Sanofi（广州）制药有限公司，中国）、Iopamidol Injection（上海博来凯新医药有限公司，中国）和Iopamidol（江苏恒瑞医药有限公司，中国）。增强扫描在造影剂注射后30-35秒（动脉期）和注射后60-75秒（静脉期）获取相位特异图像。

2.3. 结肠镜检查

结肠镜检查（上海欧佳华医疗仪器有限公司，中国）在标准肠道准备后进行。肠道准备使用的是3-L口服复合聚乙二醇电解质粉末（Shutai，北京，中国）（Shutai Shen（北京）生物制药有限公司，中国）与20毫克西咪替丁（武汉鼎新通制药有限公司，中国）的单一口服剂量。所有结肠镜检查均由本院的内镜医师采用单人技术完成。检查中发现的息肉进行了活检或内镜切除。标本浸入10%甲醛溶液（潍坊旭东化工有限公司，中国）。所有结肠镜病理标本都被送往本院病理部门进行检测。所有结肠镜检查报告均由操作者记录。肠道准备质量使用Boston肠道准备量表（BBPS）（Kim等人，2015年）进行评估。结肠被分为三个独立的部分进行评估：左结肠（包括降结肠、乙状结肠和直肠）、横结肠（包括肝弯曲和脾弯曲）和右结肠（包括回肠和升结肠）。每个部分的肠道清洁效果按4分等级进行评分，从差到优分别为0、1、2、3分。总体肠道准备得分是这三个部分得分的总和。如果每个部分的得分都≥2，则认为肠道准备充分；如果总分<6或任何单个部分的得分为<2，则认为肠道准备不足。腺瘤被定义为经组织病理学确认为管状腺瘤、绒毛腺瘤、管状绒毛腺瘤或锯齿状腺瘤的息肉。腺瘤检出率（ADR）定义为在检查过程中至少发现一个腺瘤的结肠镜检查参与者比例。息肉检出率（PDR）定义为至少发现一个息肉的参与者比例。回肠插管率（CIR）定义为内镜成功穿过回盲瓣、能够清晰观察瓣膜和阑尾开口的结肠镜检查比例，相对于研究期间进行的所有结肠镜检查数量。组织病理学：符合以下任何一种标准的腺瘤被视为晚期腺瘤：腺瘤大小≥1厘米；组织病理学显示绒毛腺瘤；或组织病理学显示中度至重度上皮异型增生。晚期结直肠癌定义为侵犯肌层（T3或T4期）或具有区域淋巴结转移（N+期）或远处转移（M+期）的癌症，符合AJCC分期系统。

2.4.观察指标：
(1) 计算不同诊断方法检测到的结直肠病变的数量，包括腺瘤、息肉、早期结直肠癌、晚期结直肠癌、锯齿状腺瘤和高风险腺瘤。
(2) 评估不同成像模式识别结直肠病变的诊断性能，以组织病理学发现作为参考标准。计算并比较了结肠镜检查、CT和联合方法的诊断指标，包括敏感性、特异性、总准确率、阳性预测值和阴性预测值，以评估它们在检测结直肠病变方面的有效性。灵敏度使用公式(1)计算，特异性使用公式(2)计算，总准确率使用公式(3)计算，阳性预测值使用公式(4)计算，阴性预测值使用公式(5)计算。在这些计算中，定义了以下缩写：PB表示检测结果为阴性的参与者数量；PM表示检测结果为阳性的参与者数量；YDB表示检测结果为阴性且组织病理学也为阴性的参与者数量；YDM表示检测结果为阳性且组织病理学也为阳性的参与者数量；DB表示真阴性病例的数量；DM表示真阳性病例的数量。
1. 灵敏度 = (DM + PM) / (PB + YDB) × 100%
2. 特异性 = DB / (PB + YDM) × 100%
3. 准确率 = (DM + DB + PM) / (PB + YDB + DM) × 100%
4. 阳性预测值 = DM / (YDM + DB) × 100%
5. 阴性预测值 = DB / (YDB + PM) × 100%

2.5. 统计分析
所有统计分析均使用SPSS 22.0软件包进行。对于描述性总结，连续定量变量表示为平均值 ± 标准差。当数据满足正态性和方差同质性的假设时，采用独立样本t检验；否则，应用非参数检验进行比较分析。分类变量使用卡方检验进行分析。为了控制I型错误，对多个配对比较应用Bonferroni校正。P值<0.05被定义为统计显著。

3. 结果
3.1. 结直肠病变患者的CT影像特征
图1显示了结直肠病变患者的CT图像。图1A显示了早期结肠癌，可见膀胱形状正常，壁光滑，无增厚，膀胱内无异常密度阴影。前列腺增大，可见点状钙化。精囊的形状、大小和密度正常。未见腹膜后或盆腔区域淋巴结肿大。腹膜外盆腔空间无异常密度阴影，盆腔壁软组织无肿胀。盆腔内存在少量液体密度阴影。静脉注射造影剂后，膀胱、前列腺或精囊无异常增强。降结肠可见局部充盈（Im68），壁有轻微增强。图1B显示了晚期直肠癌。膀胱形态正常，壁光滑且无增厚。膀胱内无异常密度阴影。前列腺未增大，可见点状钙化。精囊的形状、大小和密度正常。腹膜后或盆腔区域无淋巴结肿大。腹膜外盆腔空间无异常密度阴影；盆腔壁软组织无肿胀。直肠壁局部增厚，分布不均匀，最大厚度约为1.1厘米。静脉注射造影剂后，增厚的直肠壁段有轻度至中度增强。膀胱、前列腺或精囊无异常增强。

3.2. 患有结直肠病变的参与者数量
图2展示了患有结直肠病变的参与者分布情况，其中5913例被诊断为腺瘤，7989例被诊断为息肉，439例被诊断为结直肠癌。

3.3. 不同诊断方法检测到的结直肠病变数量
图3显示了每种诊断方法检测到的结直肠病变数量。观察到通过结肠镜检查诊断出腺瘤、息肉、早期结直肠癌和晚期结直肠癌的参与者数量超过了CT扫描检测到的数量。联合诊断方法识别出的腺瘤、息肉、早期结直肠癌和晚期结直肠癌的病例数量均多于单独使用任何一种方法。

3.4. 不同方法对结直肠病变的诊断性能
图4显示了不同成像模式在识别结直肠病变方面的诊断性能。观察到结肠镜检查在识别腺瘤、息肉、早期结直肠癌和晚期结直肠癌方面的灵敏度、特异性、总准确率、阳性预测值和阴性预测值显著高于CT扫描（校正后，P<0.05）。联合诊断方法在识别腺瘤、息肉、早期结直肠癌和晚期结直肠癌方面的灵敏度、特异性、总准确率、阳性预测值和阴性预测值也显著高于单独使用任何一种方法（校正后，P<0.05）。
- 结肠镜检查：灵敏度93.6% vs CT扫描90.2%；特异性94.8% vs CT扫描88.5%；综合诊断方法灵敏度94.8%（相比结肠镜检查提高1.2%），特异性96.2%（提高1.4%），准确率97.5%（提高3.4%）。
- 拟息瘤检测：结肠镜检查灵敏度92.6% vs CT扫描88.2%；综合诊断方法灵敏度94.8%（提高2.2%），特异性96.1%（提高2.4%），准确率96.5%（提高2.7%）。
- 早期癌症诊断：结肠镜检查灵敏度94.5% vs CT扫描90.6%；综合诊断方法灵敏度96.8%（提高3.9%），特异性97.2%（提高1.9%）。

3.5. 患有锯齿状腺瘤和高风险腺瘤的患者数量
图5显示了患有锯齿状腺瘤和高风险腺瘤的患者数量。共有362例患有锯齿状腺瘤，1357例患有高风险腺瘤。

3.6. 不同诊断方法检测到的锯齿状腺瘤和高风险腺瘤的数量
图6展示了不同诊断方法检测到的锯齿状腺瘤和高风险腺瘤的数量。结肠镜检查检测到的锯齿状腺瘤和高风险腺瘤数量多于CT扫描，联合筛查检测到的数量也多于单独使用任何一种方法。

3.7. 不同诊断方法对锯齿状腺瘤和高风险腺瘤的诊断性能
图7显示了不同诊断方法在识别锯齿状腺瘤和高风险腺瘤方面的性能。观察到结肠镜检查在诊断锯齿状腺瘤和高风险腺瘤方面的灵敏度、特异性、准确率、阳性预测值和阴性预测值显著高于CT扫描（校正后，P<0.05）。联合诊断方法在识别锯齿状腺瘤和高风险腺瘤方面的性能也显著高于单独使用任何一种方法（校正后，P<0.05）。

3.8. 结直肠癌患者的诊断方法逻辑回归分析
图8展示了评估结直肠癌患者诊断方法的逻辑回归分析结果。观察到CT扫描和结肠镜检查联合使用具有最高的诊断效果，其次是单独使用结肠镜检查。

4. 讨论
本研究系统地比较了结肠镜检查、全腹部增强CT及其联合应用在检测结直肠病变方面的诊断效果。特别关注了结直肠癌患者淋巴结转移的CT影像特征及其预测价值。结果显示，结肠镜检查在检测到的病变数量和诊断准确性方面显著优于CT扫描。联合成像进一步提升了关键指标，包括灵敏度、特异性和准确率，显著超过单独使用任何一种方法。此外，结肠镜检查在检测锯齿状腺瘤和高风险腺瘤方面优于CT扫描，联合成像获得了最佳的诊断结果。逻辑回归分析确认，CT扫描和结肠镜检查的组合使用提供了最高的结直肠癌诊断准确性，其次是单独使用结肠镜检查。

关于结肠镜检查作为筛查结直肠病变的重要方法，多项大型队列研究已证实其在结直肠癌筛查中的核心作用（Brenner等人，2025年；Groza等人，2022年；Rex等人，2025年；Shi等人，2025年）。本研究显示，结肠镜检查显著检测到了更多的腺瘤、息肉和早期癌症，这与其高分辨率、直接可视化和活检能力相关，进一步验证了其在识别表浅黏膜病变中的不可替代作用。这一优势源于结肠镜检查在高分辨率成像、直接观察黏膜表面结构、实时动态观察以及针对性活检或内镜下切除可疑病变方面的能力。这些特点使其在识别直径小于5毫米的平坦腺瘤和固定锯齿状病变等非隆起性病变方面具有不可替代的价值。相比之下，虽然全腹部增强CT在评估肿瘤T分期（例如全层肠壁侵犯、浆膜层突破）、区域淋巴结转移和远处器官转移方面具有独特优势，但其检测局限于黏膜或黏膜下层的微小病变的灵敏度显著受限——主要是由于空间分辨率不足、肠道内容物的干扰以及缺乏组织学信息所致。本研究中CT相关漏诊的早期癌症和小息肉的情况与Lv等人（Lv等人，2023年）和Kato等人（Kato等人，2024年）的报告一致。本研究系统量化了在同一队列中联合检查的增益效果。不仅检测到的病变总数增加，所有五个诊断性能指标也显著优于单一方法（校正后，P<0.05）。这填补了现有文献的空白，提供了多模式协作诊断效果的定量比较，并提供了支持数据。结肠镜检查和CT各有优势，在评估结直肠病变方面具有互补功能并相互印证信息。作为内镜技术的代表，结肠镜检查能够直接观察肠道黏膜表面的细微结构变化，从而精确识别腺瘤、息肉和早期癌症等表浅病变。通过活检或整块切除术，可以获得组织样本，以确定组织学类型、分化程度以及是否存在高级别异型增生或黏膜下浸润，从而反映病变的状态和组织学性质（Anderson等人，2026年；Chung等人，2024年；Sekiguchi等人，2025年）。Elnaggar等人比较了结肠镜检查与腹部和盆腔计算机断层扫描（CT）在诊断结直肠癌方面的准确性（Elnaggar等人，2023年）。他们发现，与增强型腹部和盆腔CT相比，结肠镜在定位结直肠癌方面显示出更高的准确性。结直肠癌的区域性和远处转移，包括淋巴结受累、邻近器官和/或腹膜的浸润以及肝转移的存在，可以通过增强型CT扫描来识别。尽管结肠镜检查仅限于腔内评估，但它既具有诊断作用也具有治疗作用，并已被证明在定位结直肠癌方面具有更高的准确性。CT扫描和结肠镜检查在识别阑尾恶性肿瘤、盲肠、脾曲和降结肠方面的准确性相当。在一个意大利的筛查项目中，结肠镜显著降低了结直肠癌的发病率，尤其是在高风险人群中（例如，结直肠癌患者的一级亲属）（Diedenhofen等人，2024年）。然而，结肠镜无法评估肿瘤的壁外浸润程度、区域性淋巴结受累情况或远处转移情况，这限制了其评估肿瘤生物学特征的能力。相比之下，增强型CT具有三维成像能力和优化的软组织对比度，能够清晰显示肠壁增厚、浆膜边缘模糊、腹膜脂肪间隙积液以及区域性淋巴结的形态、大小、分布和增强特征。其在检测淋巴结转移方面的高敏感性和特异性有助于准确的分期和治疗选择（Inamdar & Shinde，2024年；Kawazoe等人，2025年）。Motono等人将肿瘤的CT实测直径、SUVmax和淋巴结浸润确定为淋巴结转移的风险因素（Motono等人，2023年）。在这些参数中，SUVmax（而非CT测量的肿瘤实测直径）被确定为肺腺癌患者淋巴结转移的预测因子。对于早期肺腺癌患者，SUVmax比CT测量的肿瘤实测直径更能决定是否适合进行局限切除术。Li等人证明，CT形态学特征是T1期结直肠癌患者淋巴结转移的独立风险因子，可能反映了潜在的生物学行为（Li等人，2023年）。结合肿瘤位置和CT形态学特征可以更有效地预测T1期结直肠癌患者的淋巴结转移情况，并可能减少内镜切除术后不必要的额外手术干预。尽管这项系统地比较了结肠镜、全腹部增强型CT及其联合检测结直肠病变的诊断效果，但仍存在一些局限性。首先，虽然ADR、PDR和CIR是使用医院内镜报告系统中记录的标准数据计算得出的，但回顾性设计的本质在数据收集方面存在局限性。由于质量指标是从现有记录中提取的，而不是根据协议前瞻性地收集的，因此可能存在选择偏倚，因为研究对象仅包括在单一中心接受健康检查的个体，这可能限制了结果在更广泛筛查人群中的普遍性。该研究的分析依赖于医学记录的准确性和完整性，这引入了信息偏倚的风险。由于所有患者都接受了结肠镜检查（金标准），这种组合方法的性能可能被高估了，而结肠镜检查也是评估指标之一。尽管大样本量提供了强大的统计能力，但由于数据提取的回顾性特点，电子记录中未捕获的未测量混杂因素可能会影响观察到的关联。未来需要基于标准化协议的多中心前瞻性研究来验证这些发现。其次，CT图像解读依赖于放射科医生的经验。虽然采用了标准化的采集和评价标准，但未能完全实现盲法，可能会引入主观偏倚。第三，即使结合了多种成像技术，仍然存在遗漏早期癌灶（例如，局限于黏膜层的病变）或非升高的锯齿状病变的风险，尤其是在肠道准备不足或肠道气体干扰成像时。此外，本研究排除了新兴的成像技术（例如，光谱CT、AI辅助诊断）和生物标志物，限制了对多模态融合诊断潜力的探索。此外，对于较小亚组（如锯齿状腺瘤，n = 362）的样本量可能仍然是一个限制。未来的研究应进行多中心、大样本量的前瞻性队列研究，以验证组合策略的普遍性和成本效益。同时，将深度学习算法集成到CT图像的自动化淋巴结分割和特征提取中，可以提高转移预测的客观性和准确性。此外，将非侵入性方法（如粪便DNA检测和血清肿瘤标志物）与内镜成像结合模型相结合，可以建立更全面的 risk 分层系统。对于不同的病理亚型（例如，微卫星不稳定性与稳定的结直肠癌），细化成像、内镜和分子特征之间的相关性分析将有助于提高精准诊断和个性化干预策略。

5. 结论

在本研究中，研究表明，与CT相比，结肠镜在识别结直肠病变方面表现出显著更好的检测率和诊断性能，并且在检测早期病变（包括腺瘤和息肉）方面提供了不可替代的价值。观察发现，这两种诊断模式的联合应用产生了互补效益，不仅显著提高了结直肠病变的整体敏感性、特异性和诊断准确性，还更全面地反映了病变的解剖范围和生物学行为。这一发现为精确的术前风险分层、分期评估和临床实践中的个性化治疗策略制定提供了可靠的证据。它有助于优化诊断和治疗路径，改善患者预后，并具有重要的临床应用价值和实际意义。

伦理批准

本研究获得了首都医科大学宣武医院机构伦理审查委员会的批准（中国北京）。本研究遵循《赫尔辛基宣言》的原则进行。

数据和材料的可用性

本研究中生成或分析的所有数据均包含在本研究中。如有进一步咨询，请联系相应的作者。

资金

本研究未获得任何资助。