胶囊内镜

胶囊内镜（capsule endoscopy） 一、概论 上世纪60年代初发展起来的内窥镜技术如今已取得了长足进步，技术不断完善。但无论是上消化道还是下消化道均采取机械插入式的方法，给患者带来不适或痛苦，有时甚至需在麻醉下进行。尤其是由于特殊的解剖结构，如小肠远离口腔和肛门，又因小肠长度长（3.35~7.85 m）、游离于腹膜内并被肠系膜束缚形成多发复合肠襻，使传统的检查技术受到很大限制。它阻碍了内镜的插入、限制了X线小肠检查的诊断能力、影响了核素扫描及动脉造影的定位。传统内镜对小肠的诊断几乎成为盲区，常用的钡剂造影因不是直观式诊断而使其诊断敏感性极低。因此，对小肠疾病的诊断远落后于胃肠道其它部位。如今，胶囊内镜一改传统机械插入方法，首次做到了在患者毫无痛苦的生理状况下获得整个小肠的影象资料，是消化道系统无创伤性诊断的一种革命性的技术创新。 二、原理 胶囊内镜影像系统的成功取决于以下三项关键技术的突破，即互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS)影象仪、特定用途集成电路(application specific integrated circuit, ASIC)发送装置及发光二极管（light- emitting diode, LED）照明系统。CMOS 芯片体积极小，却能产生与电荷耦合装置(charge- couplee device, CCD)相当的高质量图像，且其所需能量明显减少；ASIC技术使视频发送器得以以最小的体积整合于集成电路中，并使能耗达到最低。该系统于2000年首度发于Nature杂志。 胶囊内镜大小11×26mm，取名为M2A，其中包含了一个微型彩色照相机、电池、光源、影象捕捉系统及发送器等。胶囊的外壳极其光滑而利于吞咽，以及能防止肠内容物对胶囊表面的黏附，以保证所获图象的清晰度。Given图像诊断系统由三部分组成：M2A胶囊内镜、数据仪套件及RAPID工作站。M2A胶囊内镜是一种无线的、一次性使用的胶囊，可以借助肠肌的自身蠕动动力使其平滑地通过消化道，并自然排出体外。在它穿行期间，胶囊传送其所捕获图像的数字数据，并传输至粘附患者身上的接收传感器上，每秒捕捉图像2帧，摄象视角140°，与普通内镜的视角相似。图象能放大至正常大小的8倍，以便能观察小肠绒毛的结构。电池可持续工作6-8个小时，整个检查过程可获取约50000张图像资料。图像被保存在与传感器相连的数据记录仪中，该记录仪挂戴于患者所穿的腰带上。检查时允许患者自由走动，无需住院。当检查结束后，取下患者身上的传感器和记录仪，医师从记录仪中下载图像数据至RPAID工作站进行处理和观看。 除了影象部分，还设计有胶囊在小肠内的定位系统。粘贴于患者腹部的传感器按固定部位排列，阵列传感器按所接受信号的强度以二维形式确定胶囊的部位，再结合胶囊在体内所运行的时间，电脑即描绘出胶囊在小肠内运行的轨迹图。 三、术前准备和术中注意事项     检查前8小时应禁食禁水，因胶囊可能在极少情况下滞留于胃肠道狭窄近端而引起梗阻，因此术前需与患者签署知情同意书。吞服胶囊内镜后至少2小时内不能进食及饮水，4小时后可让吃少量简餐，检查全部结束后，即可正常饮食。从服用M2A胶囊内镜到排出前，应避免患者接近任何强力电磁源区域，如MRI或无线电台。检查期间，应让患者每15分钟确认一下记录仪上部的绿灯是否闪烁，以确保系统的正常运行。如果绿灯停止闪烁，嘱患者记录下当时的时间并及时与医生取得联系。 四、操作过程 M2A胶囊内镜摄取消化道图像并经阵列传感器传送至数据记录仪，数据记录仪储存图像并上传图像数据至RAPID工作站。在工作站中，数据被处理为彩色的动态视频图像进行播放观看。未经使用的M2A胶囊内镜被保存在凸泡型气密封口磁性包装袋中，包装袋中的磁体可使胶囊失活，一旦胶囊内镜离开磁体，即被激活并启动进行工作，以每秒2帧的频率传输图像，每帧图像都由LED以100ms快速闪光辅助照明。电池能量耗尽后，摄像器即停止工作。数据记录仪是一种外置的仪器，用于接收/储存来自M2A胶囊内镜的数据信号，一旦与电池包和阵列传感器相连接即可开始运行。但在实际工作中，数据记录仪进行记录还需M2A胶囊内镜的输出信号超过某个阈值，这可通过观察记录仪上的指示灯是否闪烁来了解其是否以及何时开始工作。阵列传感器接收来自M2A胶囊内镜的数据，并传输至数据记录仪中。它由8个相同的传感器组成，每个传感器通过同轴电缆与数据记录仪模块连接，传感器通过一次性使用的医用粘贴片固定在患者皮肤上。电池包为数据记录仪提供电能，包括5个1.2V可充电镍金属电池。记录仪腰带是一种可调节的腰带，上面附有两个口袋包用来放置数据记录仪和电池包。具体操作步骤为：首先将阵列传感器粘帖于患者腹部，并与数据记录仪连接，记录仪则挂戴在包绕患者腰部的腰带上。然后，嘱患者服下被激活的M2A胶囊内镜。8小时后，首先断开传感器与记录仪间的连接口，然后连同数据记录仪及记录仪电池包一起脱卸下记录仪腰带及阵列传感器，再断开电池包与记录仪间的接头。储存在数据记录仪中的检查图像资料，通过连接线下载至RAPID工作站进行观看诊断，并打印报告，下载过程约需2个半小时。 在RAPID工作站视频区能够观看由M2A胶囊内镜在检查期间所摄取的图像。视频部分由一系列单帧图像组成，并可供选择从每秒1帧至25帧的频率播放速度。播放方式有“自动、快进和慢进”，此外有后退播放视频、暂停播放、图像捕捉及创建略图等功能。视频区还显示源自数据记录仪的每帧图像获取的确切时间。当捕获一幅图像时，所获的图像立即显示在略图区，并可作注释。工作站可以用几种文件格式，或是在不同目录下保存所捕获的略图。当一幅（或多幅）略图以.jpg和.avi格式保存时，实际上保存的是缩略图像和视频短片。视频由100帧相邻图像组成，其中有50帧在所选略图之前，50帧则在其后。这些图片和短片可在普通电脑的Windows媒体播放器中观看及播放，亦可通过电子邮件发送进行远程会诊。 五、适应证 1． 不明原因消化道出血； 2． 其它传统检查提示小肠影象学异常； 3． 慢性腹痛疑似小肠器质性疾病所致； 4． 慢性腹泻； 5． 了解克罗恩病及乳糜泻的累及范围； 6． 观察小肠手术吻合口情况； 7． 监控小肠息肉病综合征的发展等。 六、禁忌证 1． 胃肠道梗阻； 2． 无手术条件者及拒绝接受任何外科手术者，这样一旦胶囊内镜滞留将无法通过手术取出； 3． 应排除有严重动力障碍者，包括未经治疗的贲门失弛缓症和胃轻瘫患者（除非用胃镜将胶囊送入十二指肠）； 4． 患者体内如有心脏起搏器或已植入其它电子医学仪器者，因可能引起相互间信号干扰而属禁忌吞服胶囊内镜范围。 七、并发症 任何临床操作都存在并发症，胶囊内镜也不例外。主要是胶囊内镜滞留于狭窄近侧，有些狭窄可事前预测，而有些是完全无法估计到。胶囊内镜本身并不会引起梗阻，滞留于狭窄近端的胶囊在该处不断翻滚，最终多数还是能勉强通过，仅极少数患者需通过外科手术取出。据估计胶囊内镜的滞留率约在5%，而最终需手术取出者还不到1%。 另一出现的问题是由于各种原因使胶囊内镜通过幽门延迟，如食管狭窄、胃轻瘫或幽门缩窄等使胶囊内镜滞留于胃或食管内较长时间，此时因电池时间的限制在胶囊内镜尚未进入盲肠前记录已被终止。 八、临床应用评价 由于传统检查方法的局限，对小肠疾病患者的诊断往往需要经历漫长时间。由此，在明确疾病原因之前，患者不得不承受多次重复检查，同时还得经受反复的间歇性治疗。而无线胶囊内镜是近年来以色列研发生产的高新技术产品，在人体试验之前，Appleyard等先对动物作了设计严密的临床研究，他们对胶囊内镜及推进式小肠镜在检查这些特定的动物模型小肠病灶时的敏感性、特异性及安全性方面作了全面评估。他们将随机排列的彩色小珠状颗粒物缝入动物小肠，其中一半颗粒缝合在距幽门1m之内，使其位于推进式小肠镜所能到达的范围。一周后，用推进式小肠镜及胶囊内镜随机对动物进行检查。结果显示，胶囊内镜比推进式小肠镜能识别出更多的小珠颗粒，胶囊内镜在全程小肠检测中的阳性率为64%，而推进式小肠镜仅为37%，它们的特异性分别为92%和97%。 由Lewis和Swain主持的首个胶囊内镜人体临床验证数据最初发布于2001年5月的美国亚特兰大举办的消化疾病周上。疑有小肠出血的11例患者接受了胶囊内镜检查及相继进行的推进式小肠镜检查，他们将胶囊内镜检查结果与推进式小肠镜的发现进行了比较。结果显示11例患者中发现出血部位者7例（64%），而其他4例患者在推进式小肠镜检查时亦未发现异常。胶囊内镜发现9例远端出血病灶患者中的5例（56%），而这些患者在作推进式小肠镜检查时显然均为阴性，即胶囊内镜能发现位于传统内镜无法到达的小肠部位的病理改变。他们认为胶囊内镜对疑有小肠出血的诊断具有良好的诊断价值，所获取的图像质量良好，且并发症发生。我们通过对32例和36例患者的比较研究发现，胶囊内镜对不明原因消化道出血的诊断率达66%，而推进式小肠镜仅为25%，二者统计学有显著差异。 最近意大利Costamagna等对20例疑有小肠疾病的患者进行了X线小肠钡灌检查与胶囊内镜的对照研究，结果X线小肠钡灌检查的诊断阳性率仅为20%（4/20），而胶囊内镜的确诊率达45%（9/20），疑诊率为40%（8/20），仅15%未发现异常。对不明原因消化道出血胶囊内镜的诊断阳性率亦明显高于X线检查（31%对5%，P<0.05）。而且胶囊内镜的依从性要明显优于这些患者近期所作的其它内镜检查。德国的Ell等对32例慢性消化道出血患者进行包括全消化道钡餐摄片、血管造影及核素扫描在内的传统检查，以及推进式小肠镜等与胶囊内镜进行比较研究。结果传统检查方法仅发现16%的相关病变（5/32），推进式小肠镜明确了9例患者的出血部位（28%），而胶囊内镜明确发现出血病灶21例，阳性率达66%（P<0.001）。此外，推进式小肠镜另发现3例（9%）可疑出血病灶，而胶囊内镜亦另发现可疑病灶7例（22%）。该作者认为，胶囊内镜可减少消化道出血的检查步骤，应作为经胃镜和结肠镜检查阴性患者的首选检查方法。自2002年5月至9月，我们对经结肠镜、胃镜、X线钡餐造影、小肠钡灌造影、血管造影或核素扫描等检查而未发现异常的15例疑患小肠疾病的患者进行了胶囊内镜检查，其中不明原因消化道出血患者12例。结果显示15例患者中胶囊内镜发现病灶11例（73.33%），远端小肠病灶占阳性例数的54.5%(6/11)，这些病灶所处部位显然是推进式小肠镜无法到达的。所发现的病变包括血管发育不良1例、Dieulafoy病1例、毛细血管扩张征1例、静脉扩张1例、息肉样病变2例、黏膜下肿瘤3例、脂肪瘤1例、口疮性溃疡（aphthous ulcer）1例、Crohn病2例、类癌1例（经手术证实）及出血性胃炎1例，其中4例患者同时存在2种病损。所获取的图像质量良好。此外，我们对79例次患者的研究结果显示，胶囊内镜对小肠疾病的诊断阳性率达66.6%。 胶囊内镜的最大优点还在于检查时能毫无痛苦地观察以往内镜不易到达的小肠部位、操作时无需使用镇静药物，而且它对于胃肠动力几乎无影响。然而，科学技术的不断发展将有可能克服目前存在的一些缺陷，如捕捉图像的随机性、无法控制胶囊在小肠中的运行、视野的局限性、电池寿命的有限性以及无法对胶囊在小肠中的部位进行精确定位等。最后，我们要认识到由于以上的种种原因，我们对从胶囊内镜获取的发现所作出的解释并非是绝对精确的，这将影响到所作诊断的可靠性。 诊断明确的病灶往往可通过内镜、外科手术及内科药物等方法对出血病因等进行治疗。对大约15%的患者胶囊内镜检查仅发现一些相关的可疑病灶，这些病灶与出血的关系不明确，对这些患者可不急于进行治疗，可仅作随访观察。 胶囊内镜突出地表现对原因不明的消化道出血和小肠疾病具有诊断价值，随着胶囊内镜的不断改进，必将逐步取代沿用已久的推进式小肠镜在小肠疾病诊断中的作用，它将成为经胃镜、大肠镜检查阴性而疑有小肠疾患患者的首选诊断方法。 参考文献 1． American Gastroenterological Association.AGA technical review on the evaluation and management of occult and obscure gastrointestinal bleeding.Gastroenterology 2000;118:201-221. 2． Gong F,Swain P,Mills T. Wireless endoscopy. Gastrointest Endosc 2000;51:725-729. 3． Iddan G,Meron G,Glukhovsky A,Swain P. Wireless capsule endoscopy. Nature 2000;405:417. 4． 戈之铮，萧树东. 胶囊内镜展望. 胃肠病学杂志，2002; 7: 326- 330. 5． Appleyard M,Fireman Z,Glukhovsky A et al. A randomized trial comparing wireless capsule endoscopy with push enteroscopy for the detection of small-bowel lesions. Gastroenterology 2000;119:1431-1438. 6． Appleyard M, Glukhovsky A, Swain P. Wireless-capsule diagnostic endoscopy for recurrent small-bowel bleeding(letter). N Engl J Med 2001;344:232-233. 7． Lewis BS,Swain P. Capsule endoscopy in the evaluation of patients with suspected small intestinal bleeding:the results of the first clinical trial[abstract]. Gastrointest Endosc 2001;53:AB70. 8． Zaman A, Katon RM. Push enteroscopy for obscure gastrointestinal bleeding yields a high incidence of proximal lesions within reach of a standard endoscope. Gastrointest Endosc 1998;47:372-376. 9． Chak A, Koehler MK, Sundaram SN et al. Diagnostic and therapeutic impact of push enteroscopy: analysis of factors associated with positive findings. Gastrointest Endosc 1998;47:18-22. 10． Lewis BS, Waye JD. Chronic gastrointestinal bleeding of obscure origin: role of small bowel enteroscopy. Gastroenterology 1998;94:1117-1120. 11． Vakil N, Huilgol V, Khan I. Effect of push enteroscopy on transfusion requirements and quality of life in patients with unexplained gastrointestinal bleeding. Am J Gastroenterol. 1997;92:425-428. 12． Landi B, Tkoub M, Gaudric M et al. Diagnostic yield of push-type enteroscopy in relation to indication. Gut 1998;42:421-425. 13． Lewis BS.The history of enteroscopy. Gastrointest Endosc Clin North Am 1999;9:1-11. 14． Seensalu R.The sonde exam.Gastrointest Endosc Clin North Am 1999;9:37-59. 15． Bampton PA, Holloway RH. A prospective study of the gastroenterological causes of iron deficiency anaemia in a general hospital. Aust NZ J Med 1996;26:793-799. 16． Antes G, Neher M, Hiemeyer V et al. Gastrointestinal bleeding of obscure origin: role of enteroclysis. Eur Radiol 1996;6:851-854. 17． Rantis PC, Harford FJ, Wagner RH et al. Technetium-labeled red blood cell scintigraphy: is it useful in acute lower gastrointestinal bleeding? Int J Colorect Dis 1995;10:210-215. 18． Zuckerman GR, Prakash C. Acute lower intestinal bleeding. Part I: clinical presentation and diagnosis. Gastrointest Endosc 1998;48:606-616. 19． Rantis PC Jr, Harford FJ, Wagner RH et al. Technetium-labeled red blood cell scintigraphy:is it useful in acute lower gastrointestinal bleeding? Int Jcolorectal Dis,1995;10:210-215. 20． Ohri SK, Desa LA, Lee H et al. Value of scintigraphic localization of obscure gastrointestinal bleeding. J R Coll Surg Edinb 1992;37:328-332. 21． Ng DA, Opelka FG, Beck DE et al. Predictive value of technetium Tc99m labeled red blood cell scintigraphy for positive angiogram in massive lower gastrointestinal hemorrhage. Dis Colon Rectum 1997;40:471-477. 22． Lewis BS. Small intestinal bleeding. Gastroenterol Clin Borth Am,2000,29:67-95. 23． 戈之铮，胡运彪，萧树东. 胶囊内镜和推进式小肠镜在不明原因消化道出血患者中的应用评价.中华消化内镜杂志，2003，20：223-226. 24． Costamagna G, Shah SK, Riccioni ME et al. A prospective trial comparing small bowel radiographs and video capsule endoscopy for suspected small bowel disease. Gastroenterology 2002;123(4):999-1005. 25． Ell C, Remke S, May A et al. The first prospective controlled trial comparing wireless capsule endoscopy with push enteroscopy in chronic gastrointestinal bleeding. Endoscopy 2002 ;34(9):685-9. 26． 戈之铮  胡运彪  高云杰  萧树东. 胶囊内镜的临床应用. 中华消化杂志.. 2003；23：7-10. 27． Ge ZZ, Hu YB, Gao YJ, Xiao SD. Clinical application of wireless capsule endoscopy. Chin J Dig Dis 2003；4:89-92. 28． 萧树东，戈之铮，胡运彪. 胶囊内镜在小肠疾病诊断中的作用.国外医学-消化系分册，2003，（待发表）. 29． Scapa E, Jacob H, Lewkowicz S et al. Initial experience of wireless-capsule endoscopy for evaluating occult gastrointestinal bleeding and suspected small bowel pathology. Am J Gastroenterol 2002 ;97(11):2776-9. 30． Barkin J, Friedman S. Wireless capsule endoscopy (WCE) requiring surgical intervention: The world’s experience[abstract]. 2nd conference on capsule endoscopy, Berlin 2003:171. 31． Riccioni M, Hasaj O, Spada C et al. “M2A patency capsule” to detect intestinal strictures: preliminary results[abstract]. 2nd conference on capsule endoscopy, Berlin 2003: 169. 32． Fernandez-Diez S, Ramirez Armengol J.A. Cardiac pacemaker: a real contraindication for capsule endoscopy? [abstract]. 2nd conference on capsule endoscopy, Berlin 2003: 169. 文档已经阅读完毕，请返回上一页！