Forscher haben ein neues magnetisch gesteuertes Kapselgerät entwickelt, das den Magen mit einem Joystick „antreiben“ kann, um Bilder von Bereichen aufzunehmen, die für das medizinische Personal von Interesse sind. Es ist nicht wie andere Endoskopiekameras, die sich auf die natürliche Bewegung des Darms und die Schwerkraft verlassen. Bei der herkömmlichen Endoskopie wird ein langer, dünner, flexibler Schlauch mit einer Videokamera am Ende verwendet, der durch den Mund in den oberen Verdauungstrakt geführt wird. Das Verfahren wird verwendet, um die Ursache von Magenschmerzen, Übelkeit, Blutungen und Gewichtsverlust zu untersuchen. In den Vereinigten Staaten werden jedes Jahr mehr als 7 Millionen Endoskopien durchgeführt.
Die Kapselendoskopie mit einer „Pillenkamera“, bei der eine Kapsel mit einer Kamera geschluckt wird und Bilder des Verdauungstrakts aufgenommen werden, ist viel weniger invasiv als die herkömmliche Endoskopie und wird seit Anfang der 2000er Jahre eingesetzt. Es gibt jedoch Grenzen hinsichtlich der Sicht, die eine Pillenkamera bietet. Sie sind auf die natürliche Bewegung des Darms und die Schwerkraft angewiesen, um sich durch den Magen-Darm-Trakt zu bewegen, und können nicht zu bestimmten Bereichen des Magens geführt werden.
Nun haben Forscher der George Washington University ein neues Kapselendoskop entwickelt, das die Bewegung des Geräts durch den Körper mithilfe von Magneten steuert. Ihre Studie ist die erste in den USA, die die Machbarkeit einer magnetisch gesteuerten Kapselendoskopie (MCCE) zur Visualisierung des menschlichen Magens untersucht.
„Die herkömmliche Endoskopie ist für die Patienten ein invasiver Eingriff, ganz zu schweigen von den Kosten, die aufgrund der erforderlichen Anästhesie und der Ausfallzeiten entstehen“, sagte Andrew Meltzer, der Hauptautor der Studie.
Der Grund für die Entwicklung von NaviCam MCCE lag für Meltzer in der Behandlung von Patienten, die mit potenziell lebensbedrohlichen Magenproblemen in die Notaufnahme kamen.
Die Forscher testeten MCCE an 40 erwachsenen Patienten, die im Rahmen einer Standarduntersuchung ihrer Symptome eine Endoskopie benötigten. Die Patienten mussten eine oder mehrere chirurgische Indikationen aufweisen, darunter Magenschmerzen, Blähungen, Sodbrennen, Übelkeit und/oder Erbrechen, Anämie oder Gewichtsverlust.
Die Patienten werden gebeten, am Tag vor der Operation nach 20 Uhr nichts mehr zu essen. Am Tag der Operation trank der Patient vier Gläser Wasser mit Simethicon, einem Antischaummittel, das die Bildung von Gasen im Magen reduziert. Etwa 10 Minuten nach dem Trinken des letzten Glases Wasser wurde der Patient gebeten, die Kapsel zu schlucken. Der Patient liegt dann auf einem Tisch mit einem Magneten darauf und trägt eine Datenaufzeichnungsweste.
Ein Studienteilnehmer auf einem Operationstisch an der George Washington University trägt eine Datenaufzeichnungsweste mit Magneten über seiner Brust.
Ärzte, die MCCE durchführen, steuern die Kapsel mithilfe eines Joystickpaars, wie sie bei Videospielen verwendet werden. Einer steuert die Bewegung der Kapsel entlang der XYZ-Achse und der andere die Drehung entlang der horizontalen oder vertikalen Achse.
NaviCam, entwickelt von AnX Robotica, bietet ein Sichtfeld von {{0}} Grad und liefert über eine einzelne Kamera kontinuierliche Videos mit einer Auflösung von 640 x 480 Pixeln pro Zoll bei einer Bildrate von 0,5 bis 6 Bildern pro Sekunde.
Die Forscher fanden heraus, dass die Magnetokapsel alle anatomischen Bereiche des Magens beobachten und Videos und Standbilder von Blutungen, Entzündungen oder bösartigen Läsionen mit einer Sichtbarkeitsrate von 95 Prozent aufzeichnen konnte. Wenn es in der Klinik, in der der Eingriff durchgeführt wird, keinen Gastroenterologen gibt, kann das Video direkt an einen anderen Ort übertragen werden, damit der Gastroenterologe es überprüfen kann.
Um die Ergebnisse zu vergleichen, unterzogen sich die Patienten nach der MCCE einer herkömmlichen Endoskopie. Die Forscher stellten fest, dass mit der neuen Methode keine Hochrisikoläsionen übersehen wurden und 80 Prozent der Patienten die NaviCam den herkömmlichen Methoden vorzogen.
Während Ärzte bei der Nutzung von NaviCam zunächst in die Verwendung des Joysticks eingewiesen werden müssen, entwickeln Forscher eine Software, die mithilfe künstlicher Intelligenz die Kapsel selbstständig zu allen Teilen des Magens steuert und dort Anomalien aufzeichnet.
Die Forscher planen, NaviCam bei einer größeren Stichprobe einzusetzen, um die Genauigkeit ihrer Diagnose sicherzustellen. Sie erkannten, dass der Nachteil von MCCE darin liegt, dass die betreffenden Läsionen nicht biopsiert werden können, was mit einer herkömmlichen Endoskopie möglich ist. Die Forscher gehen jedoch davon aus, dass NaviCam zur Methode der ersten Wahl bei der Diagnose von Magenproblemen wird, wobei Biopsien mit herkömmlichen Methoden nur bei Bedarf durchgeführt werden.
„MCCE in alternativen Einrichtungen wie Notaufnahmen, Notfallversorgung und Primärversorgung könnte möglicherweise eine kostengünstige Möglichkeit sein, GI-Symptome [gastrointestinale Symptome] in einer ambulanten Umgebung zu beurteilen“, sagten die Forscher. MCCE könnte besonders kostengünstig sein, wenn es Krankenhauseinweisungen, den Bedarf an Anästhesie und Arbeitsausfälle reduziert.“
Die Studie ist in der Fachzeitschrift iGIE erschienen. Im folgenden Video der George Washington University spricht Andrew Meltzer, Hauptautor der Studie, darüber, warum die Magnetronkapsel entwickelt wurde und wie sie funktioniert.
