2022膠囊內鏡發(fā)展與展望（全文）

2022膠曩內鏡發(fā)展與展望（全文）膠囊內鏡的問世攻克了小腸作為內鏡檢查"盲區(qū)”這一的難題,彌補了傳統(tǒng)消化內鏡的不足。經過20年的探索,膠囊內鏡的性能不斷提升,實現了適應證的拓展,?食管膠囊內鏡、結腸膠囊內鏡以及胃膠囊內鏡的相繼推出,實現了全消化道黏膜的可視化;振動膠囊等功能膠囊內鏡的研發(fā),實現了從診斷到治療的初探。自此,膠囊內鏡開啟了無痛無創(chuàng)消化道疾病診療的新篇章,謹以此文就膠囊內鏡發(fā)展歷程作一回顧與展望。1、小腸膠囊內鏡1999年,PaulSwain等研發(fā)并吞服了人類第一顆膠囊內鏡,其大小為26mm'11mm,拍攝頻率為2幀/s,續(xù)航時間長達8h,成功進行小腸檢查;次年,Iddan和Swain在Nature雜志中刊登首張膠囊內鏡拍攝的人體消化道圖像［1］;隨后Appleyard等［2］于2001年首次報道膠囊內鏡在4例不明原因消化道出血（〇GIB）患者中的應用,實現了小腸疾病診斷的臨床轉化,開始了膠囊內鏡對小腸疾病無創(chuàng)檢查的新局面,成為醫(yī)工交叉的典范。歷經十余年探索,膠囊內鏡的適應證不斷拓展，在臨床中得到廣泛應用。Pennazio等［3］對胃鏡腸鏡檢查均陰性的100例〇GIB患者進行膠囊內鏡評估,結果表明膠囊內鏡靈敏度、特異度分別達88.9%及95%,明確膠囊內鏡是診斷OGIB的有效檢查方法;歐洲胃腸內鏡學會指南推薦膠囊內鏡作為〇GIB的一線檢查方式,于出血后14d內檢查最佳［4］。膠囊內鏡在小腸克羅恩病中有較優(yōu)的診斷效能［5］,最新一項研究表明,對于靜止期克羅恩病小腸疾病患者膠囊內鏡可預測其短期和長期克羅恩病惡化的風險［6］。膠囊內鏡也是篩查和診斷小腸腫瘤的重要方法［7］,指南推薦早期使用小腸膠囊內鏡探查小腸腫瘤,特別是病因未明的OGIB或缺鐵性貧血的患者［4］。此外,膠囊內鏡在遺傳息肉綜合征［8］、乳糜瀉［9］、非笛體抗炎藥相關小腸黏膜損傷［1〇］等疾病診斷中均有較優(yōu)的診斷效能。隨著適配軟件的進步［11］和人工智能的應用［12］,膠囊內鏡的平均閱片時間大大縮短,識別小腸病變的靈敏度更高,顯著提升診斷效率。新冠疫情爆發(fā)期間,膠囊內鏡因其無需接觸、可遠程控制、無交叉感染風險,在遠程醫(yī)療中展示出其獨特的優(yōu)勢［13］。但膠囊內鏡仍有不良事件的發(fā)生,最受關注的是膠囊滯留與檢查不全。膠囊滯留是指膠囊內鏡在消化道內超過2周未排出,有可能造成腸梗阻、腸穿孔等,需高度重視［14］。膠囊滯留的主要病因是克羅恩病,其次為腫瘤等造成腸道狹窄的疾?。?5］。為預判是否存在腸道狹窄,Given公司于2005年推出探路膠囊,其外殼為可降解孚朧材料,在消化道內超過80h會開始降解,能夠用于評估膠囊滯留的風險［16］。結合影像學檢查,探路膠囊的應用使膠囊滯留率大幅下降,指南也指出滯留高風險人群建議先行探路膠囊以降低滯留風險［17-18］。膠囊內鏡檢查不全主要由于部分患者胃腸動力不足,在有限的電池續(xù)航時間內無法完成腸道的檢查。為提升小腸檢查完成率,多項研究就改進腸道準備［19］、使用促動カ藥［20］、內鏡干預［21］、磁控誘導過幽門等［22］方式開展研究，旨在提升腸道清潔度并縮短膠囊內鏡通過幽門的時間;經過上述技術干預,小腸檢查不全發(fā)生率逐年下降,為避免疾病的漏檢奠定基礎［17］。經過20年的發(fā)展與探索，小腸膠囊內鏡已成為小腸疾病的ー線檢查方案,在臨床運用中發(fā)揮著越來越重要的作用。2、食管膠囊內鏡由于在重力的作用下膠囊內鏡通過食管速度過快,傳統(tǒng)的膠囊內鏡拍攝頻率無法滿足全面觀察食管黏膜的需求,因此Eliakim等［23］于2004年推出雙鏡頭、拍攝頻率達14幀/s的食管膠囊內鏡"PiHCamESO",并在17例胃鏡檢查患者自身對照研究中證實其有效性。隨后通過性能的優(yōu)化,第二、三代食管膠囊內鏡相繼被推出,最新的第三代P川CamUGI齒狀線檢查完成率可達92.5%,較二代的50%有了巨大提高［24-25］。多項研究證明食管膠囊內鏡對多種食管疾病具有較高的診斷效能。Eliakim等［26］對106例確診反流性食管炎或Barrett食管的患者行食管膠囊內鏡檢查,發(fā)現食管膠囊內鏡對其診斷靈敏度和特異度均接近100%;隨后的大樣本研究證實了這ー結論［27］。在診斷食管靜脈曲張方面,ー項國際多中心研究發(fā)現食管膠囊內鏡與傳統(tǒng)電子胃鏡檢查結果具有較高的一致性,且患者檢查的依從性較高［28］。研究表明食管膠囊內鏡在食管癌篩查方面安全、可行,但靈敏度有待提高［29］。為克服重力作用,Sami等［30］推出經鼻食管膠囊內鏡,其在Barrett食管篩查有較高靈敏度和特異度，但患者需在局麻下進行檢查,且有11%的患者插入失敗。2005年Ramirez等［31］研發(fā)出可反復觀察食管的系線食管膠囊內鏡，其準確性高達100%。隨后我國推出改良的可分離式系線磁控膠囊內鏡,與傳統(tǒng)電子胃鏡相比其食管疾病診斷靈敏度和診斷一致率均達100%,且在檢查食管后膠囊內鏡可被釋放繼續(xù)檢查胃和小腸［32］;在篩查高出血風險靜脈曲張效能方面,可分離式系線磁控膠囊內鏡與傳統(tǒng)電子胃鏡基本一致［33］。食管膠囊內鏡通過性能的提升與系線控制技術的革新，在食管疾病檢查的研究中取得了重大的進展,有望成為ー種食管疾病篩查的新方法。3、結腸膠囊內鏡2006年Eliakim等［34］推出第一代結腸膠囊內鏡(PillCamColon1,CCE-1)。歐洲多中心研究表明,與結腸鏡相比CCE-1的檢查完成率可達92.8%,對息肉、腺瘤、結腸癌的診斷靈敏度為68%?85%［35］。通過性能提升，具有高拍攝頻率、寬視野角的第二代結腸膠囊內鏡于2009年被推出［36］。Rex等［37］多中心研究表明,CCE-2全結腸檢查完成率高達99.6%,腺瘤檢出率為39%;Spada等［38］薈萃分析結果顯示,CCE-2對N6mm息肉的靈敏度為86%,特異度為88.1%,較CCE-1具有良好的診斷效能。最新一項系統(tǒng)評價指出,CCE-2診斷準確性與結腸鏡相當,且診斷效能優(yōu)于計算機斷層掃描結腸成像,可作為結腸鏡的替換方案［39］。自此結腸疾病檢查開啟了新的方向,結腸膠囊內鏡打破了傳統(tǒng)結腸內窺鏡的禁錮,為結腸疾病檢查提供了多樣的選擇。國內外多項研究聚焦于磁控結腸膠囊內鏡以及結腸膠囊內鏡入路的研究,將結腸膠囊內鏡的可控性大大提高［40-42］。2018年Eliakim等［43］推出新一代全腸膠囊內鏡(PillCamCrohn's),檢查范圍囊括全消化道,其報告分有小腸I、ロ、山段+結腸,全腸檢查完成率為83%?91%。該膠囊內鏡可全面判斷炎癥性腸病等廣泛腸道疾病的分布與活動度,結果優(yōu)于生化指標［44］;此外,在胃鏡檢查陰性的消化道出血患者中,其病因檢出率可達83%［45］。由于結腸膠囊內鏡具有舒適、無創(chuàng)、無交叉感染風險、診斷準確率高等特點,在臨床上值得推廣運用,特別是在新冠疫情期間結腸膠囊內鏡能夠減少對結腸鏡檢查的需求,降低醫(yī)護人員的感染風險［46］。未來相關研究將更多探討腸道準備的改良、智能化拍攝結腸疾病、人工智能閱片以及治療型結腸膠囊內鏡的研發(fā)等熱點問題。4、胃膠囊內鏡胃的解剖結構特殊,傳統(tǒng)被動運輸的膠囊內鏡限制了其在胃腔的檢查效果,如何主動控制膠囊內鏡觀察胃黏膜是胃膠囊內鏡亟需解決的難題。根據Carpi等［47］提出的"磁控膠囊內鏡"這ー理念,手柄式、磁共振（MRI）線圈式和機械臂式膠囊內鏡相繼被研發(fā)［48］。2010年,Swain等［49］報道首例手柄式磁控膠囊內鏡的操作案例,但尚不能精準調控髄后Rahman等［50］推出MiroCam手柄式磁控膠囊內鏡,其食管、胃解剖標志的觀察成功率為88%?100%,能夠成功操控膠囊從胃底移動至胃體,但其對胃食管交界處和胃底的觀察清晰度以及近距離觀察胃黏膜能力欠佳,無法在臨床中廣泛運用。Rey等［51］于2012年首次在人體試驗了MRI式磁控膠囊內鏡,其胃解剖標志物的檢查完成率為85.2%~93.4%,診斷效能尚可,但后續(xù)未見進ー步大樣本研究。我國于2012年率先研發(fā)出機械臂式磁控膠囊胃鏡系統(tǒng),通過體外高強度永磁體,實現對膠囊內鏡高精準的運動導航,對胃黏膜的可視性好、安全性佳［52］。2016年的全國多中心研究顯示,以電子胃鏡為金標準,該磁控膠囊胃鏡系統(tǒng)的靈敏度、特異度以及診斷準確性分別為90.4%、94.7%和93.4%,且發(fā)現了常規(guī)胃鏡漏診病灶,證實機械臂式磁控膠囊胃鏡具有良好的臨床應用前景［53］。為提升胃檢查的完成率,我國學者經探索發(fā)現服用西甲硅油后反復體位改變能夠顯著提升胃清潔度,解決了胃內黏液及氣泡影響膠囊內鏡觀察的難題［54-55］。目前,機械臂式磁控膠囊胃鏡在老年人［56］、兒童［57］、胃鏡檢查高風險人群［58］、非笛體類藥物相關胃腸黏膜損傷人群［59］中均安全有效地運用;磁控膠囊胃鏡亦可應用于無癥狀人群胃癌及癌前病變的篩查,使早癌早篩無痛無創(chuàng)易接受［60-62］。隨著技術的改進,第二代機器臂式磁控膠囊胃鏡系統(tǒng)開發(fā)岀了更優(yōu)的自適應幀率、更好的圖像分辨率、更寬的視野、更久的電池續(xù)航時間以及抗干擾無線數據傳輸,顯著優(yōu)化黏膜的可視性與膠囊的可操作性［63］。借助磁場主動控制的優(yōu)勢,磁控膠囊胃鏡可實現實時觀察藥物在胃內崩解、分布、排空的動態(tài)變化［64］。在新冠疫情期間,長海醫(yī)院構建無接觸磁控膠囊胃鏡平臺,醫(yī)生通過遠程操作、云閱片、患者膠囊的一次性使用,實現"感染零風險"［65］。通過融合人工智能、5G等新興技術,磁控膠囊胃鏡在未來將有更廣泛的運用價值。5、功能膠囊內鏡20世紀以來,醫(yī)療器械領域發(fā)生了巨大變革。在圖片清晰度、膠囊續(xù)航能カ與信號傳輸質量不斷提高的同時,膠囊內鏡被賦予了更多功能,不僅被開發(fā)出了傳統(tǒng)內鏡下的活檢、超聲探測、止血等功能,還可以進行減肥、殺菌、促排便、靶向給藥等多樣化干預。目前國內將這些具有視頻之外其他功能的膠囊統(tǒng)稱為功能性膠囊內鏡。在診斷方面,研究者們將超聲技術、X線技術及仿生技術與膠囊內鏡結合起來,研發(fā)成功多種深層成像膠囊,可提供管腔周圍360。各層次消化壁結構圖像［66］或可省去腸道準備直接透過內容物觀察結腸壁［67］,甚至能模擬觸覺感受病灶及周圍組織病變情況［68］。由于膠囊內鏡本身的微型化,其在胃腸動カ檢測以及消化道理化參數測量方面具有不可替代的優(yōu)勢。首個無線動カ膠囊SmartPill于2006年獲得美國FDA批準［69］,通過功能整合,目前國內的動カ膠囊系統(tǒng)已經有能夠同時進行消化道測壓、pH、溫度,并記錄運動軌跡以及通過時間［70-71］。無線動カ膠囊還能夠監(jiān)測糖尿病患者全消化道運動功能［72］,影響患者的后續(xù)管理［73］。活檢膠囊的誕生逬一步拓寬了膠囊內鏡的應用前景。不論是基于近紅外熒光［74］、光學相干斷層掃描儀以及微超聲的光學活檢膠囊［75］,還是基于多種自主運動和精準定位的組織活檢膠囊（如微型夾持器膠囊［76］,旋轉刮擦組織膠囊［77］,微型鉗ロ膠囊［78］,細針抽吸式活檢膠囊）,都能夠進ー步對病灶做出相對可信的診斷。治療型膠囊大致分為2種:ー種是藥物遞送,即采用膠囊存儲一定量藥物,通過磁線圈相斥［79］、彈出式針頭注射（Enterion膠囊）［80］、或超聲加強（SonoCAIT膠囊）［66］等方式將藥物靶向釋放到病灶位置,從而避免浪費和副反應;而另一思路則是通過光、電或是機械運動對相關消化系疾病進行物理治療,目前已經報道的此類膠囊包括通過自身球囊膨脹幫助減重的胃減容膠囊［81］、用于治療幽門螺桿菌的藍光膠囊［82］、物理振動用于治療功能性便秘的振動膠囊［83］、恒流電信號刺激腸壁的無線電刺激膠囊［84］以及通過壓カ或釋放止血夾逬行治療的止血膠囊［85-86］,該類治療型膠囊具有非侵入性、損傷小的特點,值得進ー步探索與運用。6、膠囊內鏡培訓與傳統(tǒng)內窺鏡不同,膠囊內鏡對操作者的內鏡操作能力要求不高,但對操作者的閱片W報告能力做出了一定的要求;由于操作者經驗的不同,對閱讀視頻和相關技術處理的能力掌握不同,該能力的差異對膠囊內鏡診斷的準確率有很大的影響［87］。已有研究證實規(guī)范化操作培訓能夠提升膠囊內鏡的檢查水平與診斷能力,但統(tǒng)一的膠囊內鏡培訓標準尚未形成［88-89］。美國胃腸內鏡學會和歐洲胃腸內鏡學會分別于2013轉口2017年推出了膠囊內鏡培訓課程,設定了培訓的最低要求和學員考核評價體系［90-91］。其建議授課教員有一定的光學內鏡操作經驗［92］,具體的培訓方法包括理論教學、操作培訓、閱片培訓以及考核評估4個/r/