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Dec 27, 2023

Die magnetisch gesteuerte Pillenkamera kann dorthin „gefahren“ werden, wo sie benötigt wird

Forscher haben eine neue magnetisch gesteuerte Kapsel entwickelt, die das kann

Forscher haben eine neue magnetisch gesteuerte Kapsel entwickelt, die mithilfe von Joysticks um den Magen „gefahren“ werden kann, um Bilder von interessierenden Bereichen aufzunehmen. Im Gegensatz zu anderen Pillenkameras, die sich bei ihrer Fortbewegung auf die natürliche Beweglichkeit und Schwerkraft des Darms verlassen.

Bei einer herkömmlichen Endoskopie wird ein langer, dünner, flexibler Schlauch mit einer Videokamera am Ende verwendet, der durch den Mund in den oberen Magen-Darm-Trakt eingeführt wird. Das Verfahren dient der Ursachenforschung für Magenschmerzen, Übelkeit, Blutungen und Gewichtsverlust. In den USA werden jährlich mehr als 7 Millionen Endoskopien durchgeführt.

Die Kapselendoskopie mit einer „Pillenkamera“, bei der eine Kapsel mit einer Kamera geschluckt wird und Bilder des Verdauungstrakts aufnimmt, ist viel weniger invasiv als die herkömmliche Endoskopie und wird seit Anfang der 2000er Jahre eingesetzt. Allerdings ist die Sichtbarkeit von Pill-Cams begrenzt. Sie verlassen sich auf die natürliche Beweglichkeit und Schwerkraft des Darms, um sich durch den Magen-Darm-Trakt zu bewegen, und können nicht zu einem bestimmten Bereich im Magen geleitet werden, der für sie von Interesse ist.

Jetzt haben Forscher der George Washington University eine neue Art der Kapselendoskopie entwickelt, bei der Magnete verwendet werden, um die Bewegung des Geräts durch den Körper zu steuern. Ihre Studie ist die erste in den USA, die die Machbarkeit der magnetisch gesteuerten Kapselendoskopie (MCCE) zur Visualisierung des menschlichen Magens untersucht.

„Eine herkömmliche Endoskopie ist ein invasiver Eingriff für Patienten, ganz zu schweigen davon, dass sie aufgrund der Notwendigkeit einer Anästhesie und der Abwesenheit von der Arbeit kostspielig ist“, sagte Andrew Meltzer, Hauptautor der Studie.

Meltzer war motiviert, die NaviCam MCCE zu entwickeln, nachdem er Patienten behandelt hatte, die mit potenziell lebensbedrohlichen Magenbeschwerden in die Notaufnahme kamen.

„Ich hätte Patienten, die wegen eines blutenden Geschwürs in die Notaufnahme kamen, und selbst wenn sie klinisch stabil wären, hätte ich keine Möglichkeit, sie zu beurteilen, ohne sie für eine Endoskopie ins Krankenhaus einzuweisen“, sagte Meltzer. „Wir konnten in der Notaufnahme keine Endoskopie durchführen und viele Patienten standen vor inakzeptablen Hürden, sich einer ambulanten Endoskopie zu unterziehen, einem entscheidenden diagnostischen Instrument zur Verhinderung lebensbedrohlicher Blutungen.“

Die Forscher testeten das MCCE an 40 erwachsenen Patienten, die im Rahmen einer Standardbeurteilung ihrer Symptome einen endoskopischen Eingriff benötigten. Bei den Patienten mussten eine oder mehrere Indikationen für den Eingriff vorliegen, darunter Magenschmerzen, Blähungen, Sodbrennen, Übelkeit und/oder Erbrechen, Anämie oder Gewichtsverlust.

Die Patienten wurden gebeten, am Abend vor dem Eingriff nach 20 Uhr mit dem Essen aufzuhören. Am Tag des Eingriffs trank der Patient vier 8-Unzen-Tassen (1 l) Wasser mit Simethicone, einem Antischaummittel, das Blähungen im Magen reduziert. Etwa 10 Minuten nach dem Trinken der letzten Tasse Wasser wurde der Patient aufgefordert, die Kapsel zu schlucken. Der Patient liegt dann auf einem Tisch mit einem Magneten darüber und trägt eine Datenaufzeichnungsweste.

Der Arzt, der die MCCE durchführt, steuert die Kapsel mit zwei Joysticks, ähnlich denen, die beim Spielen von Videospielen verwendet werden. Einer steuert die Bewegung der Kapsel in der xyz-Achse und der andere steuert die Drehung entlang der horizontalen oder vertikalen Achse.

Die von AnX Robotica Corp. entwickelte NaviCam bietet ein 160-Grad-Sichtfeld und liefert kontinuierliche Videos mit einer Auflösung von 640 x 480 Pixel pro Zoll und einer Bildrate von 0,5 bis 6 Bildern pro Sekunde über eine einzelne Kamera.

Die Forscher fanden heraus, dass die magnetisch gesteuerte Kapsel in der Lage war, alle anatomischen Bereiche des Magens zu visualisieren und Video- und Standbilder von Blutungen, Entzündungen oder bösartigen Läsionen mit einer Visualisierungsrate von 95 % aufzuzeichnen. Die Videos können zur Überprüfung durch einen Gastroenterologen an einen externen Standort übertragen werden, wenn in der Klinik, in der der Eingriff durchgeführt wird, kein Gastroenterologe anwesend ist.

Um die Ergebnisse zu vergleichen, wurden die Patienten nach MCCE einer herkömmlichen Endoskopie unterzogen. Die Forscher fanden heraus, dass mit der neuen Methode keine Hochrisikoläsionen übersehen wurden und 80 % der Patienten die NaviCam der herkömmlichen Methode vorzogen.

Während Ärzte, die die NaviCam verwenden, im Umgang mit den Joysticks geschult werden mussten, entwickeln die Forscher eine Software, die mithilfe von KI die Kapsel selbstständig in alle Teile des Magens fahren und Anomalien aufzeichnen soll.

Die Forscher planen, die NaviCam bei einer größeren Probengruppe einzusetzen, um ihre diagnostische Genauigkeit sicherzustellen. Sie erkennen an, dass der Nachteil der MCCE darin besteht, dass keine Biopsie einer störenden Läsion durchgeführt werden kann, was mit der herkömmlichen Endoskopie möglich ist. Die Forscher gehen jedoch davon aus, dass die NaviCam eine Erstlinienmethode zur Diagnose von Magenproblemen sein wird, wobei Biopsien auf herkömmliche Weise nur bei Bedarf entnommen werden.

„MCCE in alternativen Einrichtungen wie der Notaufnahme, der Notfallversorgung und der Primärversorgung ist möglicherweise eine kostengünstige Möglichkeit, GI-Symptome im ambulanten Bereich zu beurteilen“, sagten die Forscher. „MCCE kann besonders kosteneffektiv sein, wenn es Krankenhausaufenthalte, Anästhesiebedarf und Ausfalltage reduziert.“

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift iGIE veröffentlicht. Im folgenden Video, produziert von der George Washington University, spricht Andrew Meltzer, Hauptautor der Studie, darüber, warum die magnetisch gesteuerte Kapsel entwickelt wurde und wie sie funktioniert.

Quelle: George Washington University