Badanie endoskopowe kapsułkami PillCam

Pomysł endoskopii kapsułkowej pojawił się ponad 30 lat temu. Prace nad nim prowadzone były w oddzielnie dwóch ośrodkach. Izraelska grupa naukowców pracowała pod kierunkiem inżyniera Gavriela Iddana, a naukowcom z Londynu przewodził Paul Swain. W pracach wykorzystywano najnowsze osiągnięcia techniczne w dziedzinie przekazu bezprzewodowego, optyki i miniaturyzacji urządzeń, dzięki czemu udało się oddzielić moduł wykonujący zdjęcia od pozostałej części urządzenia. Pokonanie takich przeszkód jak brak światła w przewodzie w przewodzie pokarmowym zaowocowało rejestrowaniem zdjęć podobnych, jakie można oglądać podczas standardowej endoskopii. Nowatorskie rozwiązania optyczne pozwoliły uzyskiwać dobrej jakości obrazy niezależnie od tego, czy kamera pozostaje w bańce powietrza, czy też jest zanurzona w płynie.

Dzięki zastosowaniu transparentnej kopuły, dobry obraz uzyskuje się nawet, jeśli kapsuła przylega bezpośrednio do ściany jelita, co nie jest możliwe podczas używania tradycyjnych endoskopów. Inżynierowie pokonali wszelkie problemy, jakie mogłaby napotkać mała kamera przemieszczająca się wzdłuż przewodu pokarmowego, a także zminimalizowali ryzyko zatrzymania jej w przewodzie pokarmowym.

Nowoczesne rozwiązania w endoskopii kapsułkowej

Urządzenia do endoskopii kapsułkowej, jako pierwsza zaczęła projektować i testować firma Given Imaging o izraelskim rodowodzie. Przy ich konstrukcji wykorzystano wszystkie najnowsze rozwiązania technologiczne. W 1995 roku, inżynier Alberto Barbieri opracował źródło białego światła LED, które początkowo zastosowane w kapsułkach endoskopowych na stałe przyjęło się w standardowych endoskopach giętkich. W tym czasie skonstruowano też pierwsze matryce CMOS o niskim poborze prądu do rejestracji obrazu. Dzięki temu możliwe stało się zaadaptowanie ich w urządzeniach wykorzystujących technologię bezprzewodową. Nowatorskim pomysłem okazało się maksymalne uproszczenie budowy kamery. Nie ma w niej migawki, a przesłona aparatu cały czas pozostaje otwarta, gdyż wewnątrz przewodu pokarmowego jest ciemno i nie ma potrzeby ograniczania światła. Obszar zdjęcia oświetlany jest ledowym fleszem. Umieszczony w środku kamery obiektyw ustawia ostrość w zakresie od 2 mm do 10 cm, co jest wystarczające, aby uzyskać ostre zdjęcia ścian przewodu jak też i dużych jam takich jak żołądek. Urządzenia kapsułki muszą pracować nieustannie przez kilka godzin, dlatego ważnym jej elementem są baterie stanowiące ponad połowę wagi kapsułki. Obecnie kapsułki pracują dwa razy dłużej niż modele używane dziesięć lat temu. Firma Given Imaging oferująca system PillCam posiada odpowiednie certyfikaty, w tym Amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA), dzięki którym system może być wykorzystywany w diagnostyce chorób przewodu pokarmowego. Pacjenci w Polsce mogą korzystać z dwóch kapsułek: PillCam SB i ESO. Za granicą dostępne są też kapsułki PillCam COLON.

Kapsułki endoskopowe PillCam Colon

Do badań poszczególnych odcinków przewodu pokarmowego wykorzystuje się różne modele kapsułek PillCam. Różnice w ich budowie wynikają z konieczności dobrania optymalnych parametrów do zmieniających się warunków wraz z przesuwaniem się kapsułek przez przewód pokarmowy. Przełyk jest stosunkowo cienki, a kapsułka podróżuje przez ten fragment stosunkowo szybko, zatem optyka dobrana jest tak, aby robić ostre zdjęcia w zakresie do kilku centymetrów. Zdjęcia muszą być robione często, ze względu na stosunkowo szybkie przemieszczanie się urządzenia, a konieczność eliminacji zdjęć poruszonych wymaga użycia krótkich fleszy. Żołądek i jelito grube zawierają jamy mogące mieć do kilkunastu centymetrów głębokości, stąd flesz kamery musi być na tyle silny, aby je oświetlić. Nie wymaga się natomiast już tak dużej częstości zdjęć. Pośrednie wymagania musi spełniać kapsułka badająca jelito cienkie. Kapsułka badająca końcowy odcinek jelita wyposażona jest w zaawansowane systemy zarządzania energią, gdyż jej właściwa praca rozpoczyna się dopiero po kilku godzinach przebywania w organizmie człowieka.

Badanie przełyku kapsułkami PillCam ESO

Kapsułki endoskopowe PillCam Eso

Badanie przełyku przeprowadza się przy pomocy kapsułki PillCam ESO. Symbol kapsułki pochodzi od angielskiego terminu oznaczającego przełyk – esophagus. Kapsułka ESO jest tak zaprojektowana, aby zrobić jak największą liczbę zdjęć w stosunkowo krótkim czasie. Na obu swoich końcach posiada kopuły z kamerami i światłem LED. Wykonuje 14 zdjęć w ciągu sekundy, co oznacza, że podczas jednego badania zostanie wykonanych ponad 2,5 tysiąca kolorowych fotografii. Badanie trwa około 20 minut i odbywa się w gabinecie lekarskim. Pacjent połyka kapsułkę w pozycji leżącej (kapsułka jest mała – ma wymiary 11 x 30 mm i nie stwarza problemów przy połykaniu). Następnie chory jest pionizowany przez 5 minut za pomocą specjalnego łóżka. Dzięki stopniowemu unoszeniu jego ciała kapsułka przesuwa się przez przełyk wykonując jednocześnie serię fotografii, które są natychmiast transmitowane do rejestratora DataRecorder™, a następnie przenoszone do stacji roboczej RAPID®. Następnie dane są analizowane i oceniane przez lekarza.

Za pomocą endoskopii kapsułkowej można rozpoznać wiele schorzeń przełyku. Doktor Rami Eliakim, który jest kierownikiem Kliniki Gastroenterologii w Centrum Medycznym Sheba w Tela-Avivie w Izraelu, uczestniczył w wielu badaniach oceniających skuteczność tej nowoczesnej technologii. Na łamach Alimentary Pharmacology & Therapeutics porównał efektywność endoskopii kapsułkowej w ze standardowym badaniem endoskopowym w diagnozowaniu schorzeń przełyku. W jego badaniach uczestniczyli pacjenci uskarżający się na zgagę, odbijania i/lub pieczenie i ból w nadbrzuszu. Badanie wykazało wysoką skuteczność endoskopii kapsułkowej w rozpoznawaniu chorób przełyku w zastawieniu z tradycyjną endoskopią. Obie metody potwierdziły diagnozę choroby refluksowej przełyku (GERD) oraz przełyku Barreta, który jest uważany za stan przedrakowy i wymaga leczenia. Poza tym badanie przełyku zlecane jest u pacjentów w celu zdiagnozowania stanów zapalnych śluzówki przełyku oraz żylaków przełyku.

Endoskopia kapsułkowa w badaniu jelita cienkiego

Kapsułki PillCam SB służą do badania do badania jelita cienkiego. Symbol oznaczenia kapsułki wywodzi się od angielskiego terminu oznaczającego jelito cienkie – small bowel. To od nich właśnie w 2000 roku rozpoczęto badania nad endoskopią kapsułkową, gdyż jelito cienkie jest swego rodzaju luką diagnostyczną, czyli miejscem, w którym bardzo trudno w porę wychwycić rozwój zmian patologicznych. Obecnie aż 85% badań z wykorzystaniem endokapsułek to diagnostyka jelita cienkiego.

Kapsułka PillCam SB ma wymiary 11 mm x 26 mm i waży 3,4 g. Ma kamerę tylko po jednej stronie, a kąt jej widzenia obejmuje aż 140 stopni. Kapsułka PillCam SB wykonuje zdjęcia rzadziej niż kapsułka przełykowa, co podyktowane jest wolniejszym przesuwaniem jej wzdłuż jelit. Rzadsze wykonywanie zdjęć pozwala zaoszczędzić energię i umożliwia dłuższą pracę kapsułki. Mimo to podczas swojej drogi przesyła około 50 tysięcy obrazów i krótkich filmów. Badanie jelita cienkiego trwa 8 godzin. Na początku pacjent połyka kapsułkę, która przesuwana jest przez przewód pokarmowy w sposób naturalny poprzez ruchy perystaltyczne jelit. W tym czasie kamera rejestruje obrazy, a pacjent może wykonywać swoje normalne codzienne czynności. Następnego dnia, po oddaniu rejestratora zdjęcia przegrywane są do stacji roboczej i analizowane przez lekarza.

Najczęstszym wskazaniem do badania jest utajone krwawienie. Za pomocą endoskopii kapsułkowej diagnozuje się zmiany nowotworowe w jelitach, chociaż mniejszą skuteczność niż w przypadku tradycyjnej endoskopii obserwuje się przy zmianach położonych pod śluzówką. Oprócz tego kapsułki SB przydatne są w rozpoznawaniu polipowatości jelita, choroby Leśniowskiego-Crohna, czy też choroby trzewnej.

Badanie jelita grubego kapsułkami PillCam

Badanie jelita grubego kapsułkami endoskopowymi

Zaprojektowanie kapsułki do obrazowania jelita grubego było sporym wyzwaniem technicznym. Szybkość pasażu jelitowego bardzo różni się u wielu pacjentów, dlatego wiele z projektów tych kapsułek okazywało się nietrafionych, bo baterie urządzenia wyczerpywały się przed osiągnięciem celu badania. Obecnie wykorzystuje się kapsułki drugiej generacji PillCam COLON 2. Ta nowoczesna kapsułka komunikuje się z systemem zewnętrznym, który automatycznie dopasowuje pracę urządzenia do warunków w przewodzie pokarmowym. Do momentu wejścia kapsułki do jelita grubego pozostaje ona w stanie spoczynku i wykonuje jedynie 14 zdjęć w ciągu minuty. Po aktywacji kapsułki liczba wykonywanych zdjęć jest również zróżnicowana. Jeśli kapsułka jest przemieszczana wykonuje 35 zdjęć w czasie sekundy, jeśli spoczywa nieruchowo – tylko cztery. Swoją budową przypomina kapsułkę przełykową – jej rozmiar wynosi 11.6 mm × 31.5 mm i posiada kamery po obu stronach. Kąt widzenia kamery wynosi 172 stopnie, co umożliwia dokładne obejrzenie uchyłków jelita grubego.

Sukces badania tego odcinka przewodu pokarmowego w dużej mierze zależy od przygotowania chorego przed zabiegiem. Oczyszczenie jelita z zalegających mas kałowych znacznie podnosi czułość badania. Doktor Cristiano Spada z Kliniki Gastoenterologii Królewskiego Szpitala Hallamshire w Sheffield w Wielkiej Brytanii uważa, że skuteczność w diagnozowaniu nawet dużych polipów w jelicie grubym wynosi 84-88%, co jest porównywalnym wynikiem do badania kolonoskopii. Ponadto endoskopia kapsułkowa dobrze sprawdza się w wykrywaniu zmian nowotworowych, guzów łagodnych oraz zmian zapalnych w tej okolicy.

Bezpieczeństwo badania

Badanie za pomocą endoskopii kapsułkowej jest bezpieczne i znacznie mniej obciążające w porównaniu ze standardowym badaniem endoskopowym. Potencjalnym ryzykiem badania jest możliwość zatrzymania kapsułki w przewodzie pokarmowym, ale dotyczy mniej niż 1% pacjentów. Na to powikłanie narażeni są chorzy ze zwężeniem z przewodzie pokarmowym, u których np. doszło do zajęcia ściany jelita przez naciek nowotworowy lub powstały blizny w wyniku procesów zapalnych. Aby zmniejszyć ryzyko tego powikłania przed wykonaniem badania ocenia się stan drożności jelit. Pacjent połyka rozpuszczalną tabletkę AgileTM (produkowaną również przez firmę Given Imaging), która jest identycznego kształtu i rozmiarów jak kapsułka z kamerą, ale oprócz obojętnego dla organizmu składu, zawiera specjalny znacznik radiofrekwencji. Jeśli po 30 godzinach od połknięcia nie rejestruje się fal o częstotliwości radiowej oznacza to, że kapsułka testowa została w całości wydalona, a pacjent może bezpiecznie przejść badanie.

Pozostałe niedogodności związane z badaniem wynikają z przygotowaniem do całej procedury. Szczególnie dotyczy to jelita grubego, gdzie nie wystarczy rezygnacja z przyjmowania pokarmów na kilka godzin przed badaniem, ale przeprowadza się również lewatywy. Wśród najczęściej zgłaszanych dolegliwości pojawiają się nudności i złe samopoczucie, które występują jeszcze przed rozpoczęciem badania.

Endoskopia tradycyjna a kapsułkowa

Tradycyjna endoskopia jeszcze długo nie zostanie wyparta przez endoskopię kapsułkową, gdyż posiada wiele unikalnych opcji. Kapsułka przesuwana jest wzdłuż przewodu pokarmowego tylko w jedną stronę dzięki rytmicznym ruchom perystaltyczny. Jeśli dojdzie do uwidocznienia patologicznego obszaru, to kamera zarejestruje tylko to, co w danym momencie zostanie oświetlone przez jej diody. Nie ma możliwości, aby zatrzymać ją w tym miejscu i dokładnie obejrzeć ognisko choroby. Nie ma też możliwości, aby ją cofnąć i dokładniej sfilmować określony fragment jelita.

Kapsułki endoskopowe mają typowo diagnostyczny i nieinwazyjny charakter. Nie dają możliwości pobrania fragmentów kosmków jelitowych, błony śluzowej czy wykrytej zmiany patologicznej. W czasie standardowego badania endoskopowego można natomiast zrobić biopsję lub pobrać wymaz, a następnie przesłać fragment tkanki do badania histopatologicznego, dzięki czemu uzyskuje się pełniejszy obraz choroby. Jest to standardowa czynność w procesie rozpoznania chorób nowotworowych, celiakii, potwierdzenia obecności bakterii helicobacter oraz wielu chorób o podłożu zapalnym. Jeśli zajdzie taka potrzeba, to standardowa endoskopia umożliwia również wykonanie drobnych zabiegów, np. koagulacji naczyń, już na etapie wstępnego badania diagnostycznego, czego nie oferują kamery zamknięte w kapsułkach. Takie postępowanie skraca czas diagnozowania i leczenia wielu schorzeń.

Zdecydowaną przewagą kapsułek endoskopowych jest komfort badania, zarówno dla lekarza jak i dla pacjenta. Połknięcie kapsułki nie sprawia problemów, a jedynym dyskomfortem badania jest przygotowanie obejmujące kilkugodzinny post przed badaniem i ewentualne dodatkowe procedury oczyszczające jelita. Nie ma konieczności sedacji, ani przyjmowania dodatkowych leków jak przy tradycyjnej endoskopii. We wszystkich badaniach klinicznych pacjenci oceniają ten element endoskopii kapsułkowej, jako bardzo istotny.

Kapsułki endoskopowe to przyszłość gastroenterologii

Endoskopia kapsułkowa PillCam jest obiecującą metodą badania przewodu pokarmowego. Obecnie inżynierowie pracują nad jej udoskonaleniem i wyposażeniem w dodatkowe funkcje. Naukowcy opracowują nowe modele kapsułek, które mają możliwość nie tylko przesyłania obrazów do odbiornika, ale również ich odbierania i bieżącej analizy. Ta dodatkowa funkcja pozwala nie tylko na lepsze gospodarowanie energią, ale również dopasowanie parametrów rejestracji obrazów do warunków, a to przekłada się na zwiększenie niezawodności i czułości tej metody. Trwają również prace nad kapsułką, która umiałaby pobrać niewielką ilość materiału do badań.

Kapsułki PillCam są chętnie wybierane przez pacjentów. Ograniczeniem tej procedury jest wysoka cena, a dodatkowo w Polsce brak refundacji przez Narodowy Fundusz Zdrowia. Kapsułka jest jednorazowego użytku. Jej koszt to około 1,5-2 tysięcy złotych, a do tego dochodzi jeszcze koszt korzystania z pozostałych urządzeń i obsługi medycznej. Zakład Opieki Zdrowotnej Gastromed w Lublinie oferuje badanie przewodu pokarmowego kapsułkami PillCam w cenie 3600 złotych. W Wielkiej Brytanii badania endoskopii kapsułkowej współfinansowane są przez ubezpieczenia prywatne. Firma Western Provident Association z Somerset finansuje koszt tego badania jedynie do kwoty około 2450 złotych. Koszt całej procedury wynosi około czterech tysięcy złotych i jest o kilkaset złotych wyższy niż tradycyjna endoskopia.