カプセル内視鏡検査

ワイヤレスカプセル内視鏡
カプセルの写真
メッシュD053704
OPS-301 コード1-63a、1-656
内視鏡カプセルの端面。6 つの LED とカメラ レンズが見えます。
カプセル内視鏡で撮影した腸の画像
カプセル内視鏡で得られた大腸の画像

カプセル内視鏡は、病気の診断に用いるために消化管の内部画像を記録する医療処置である。最近の開発では、生検を行ない、消化管全体の特定の部位に薬剤を投与することもできる。[ 1 ]より広く使用されている内視鏡とは異なり、カプセル内視鏡は小腸の中央部分を観察することができる。これは、様々な消化管癌、消化器疾患、潰瘍、原因不明の出血、一般的な腹痛の検出に適用できる。患者がカプセルを飲み込むと、カプセルは消化管に沿って移動し、1秒間に複数の画像を撮影する。これらの画像は、患者が携帯する携帯型記録装置に接続された一連の受信機に無線で送信される。標準的な内視鏡と比較したカプセル内視鏡の一般的な利点としては、低侵襲性の処置設定、消化管のより多くの部分を視覚化できること、そして処置のコストが低いことが挙げられる。[ 2 ]

歴史

カプセル内視鏡は、1980年代初頭、マサチューセッツ州ボストンでイスラエルのエンジニア、ガブリエル・イッダンとイスラエルの消化器科医、エイタン・スカパによって初めて構想されました。二人は当初、光ファイバーケーブルを用いたCCD（電荷結合素子）カメラベースの画像システムを開発しましたが、試作機は消費電力が高く、画像伝送速度が遅いという問題を抱えていました。

1993年、イダンはシステムを3つのコンポーネントに分割することを提案した。カメラと送信機、患者の腹部に取り付けられたセンサーアレイに取り付けられたレコーダー、そして医師が後で画像を確認するためのソフトウェアである。この設計は、CCDカメラが消費電力がはるかに少ないCMOS（相補型金属酸化膜半導体）センサーに置き換えられたことで実現可能になった。

2001年、米国食品医薬品局（FDA）は、ギブン・イメージング社が開発した最初のカプセル内視鏡（後にPillCamとして商品化）を承認しました。それ以来、カプセル内視鏡は小腸疾患の評価に世界中で採用されています。

2010年代と2020年代には、イメージング、オンボードデータストレージ、ワイヤレス電力伝送の継続的な進歩により、パノラマ画像化、自動病変検出、さらには標的薬物送達が可能な新しいカプセル設計が可能になりました。[ 3 ]

テクノロジー

カプセル内視鏡検査では、ビタミンほどの大きさの小型無線カメラを用いて患者の消化管の画像を撮影します。カプセル内には通常、小型カメラ、光源、そして無線または内蔵型データストレージが搭載されています。[ 3 ]

初期のカプセルシステムでは、患者が装着する外部レコーダーが必要でしたが、新しいモデルでは撮影した画像を内部に保存し、後から検索・分析することができます。一部の設計では、カプセルの周囲に複数のカメラを配置し、小腸粘膜の360°パノラマ視野を提供します。[ 3 ]

これらの進歩により、外部記録機器への依存度が低減し、画像の完全性と患者の利便性が向上しました。カプセル内視鏡の継続的な開発には、バッテリー寿命の延長、メモリ容量の拡張、臨床医向けのクラウドベースのレビューシステムなども含まれます。[ 3 ]

カプセル内視鏡の視野は、カプセル内のカメラの数と配置によって決まります。従来の前向きカメラ1台では、腸管表面の140°から170°の範囲しか撮影できず、粘膜のひだの裏側に小さな死角が生じる可能性がありました。[ 4 ]横向きに複数のカメラを配置した新しいパノラマシステムは、小腸のほぼ全周を撮影できるため、受動的な非拘束設計を維持しながら粘膜の死角を大幅に削減できます。[ 3 ]

標準的な内視鏡検査よりもカプセル内視鏡検査を選択する利点はいくつかあります。標準的な内視鏡検査は、患者にとってより不快感があり、消化管壁を穿刺するリスクが高く、小腸の中央部にアクセスできません。内視鏡は口腔／鼻腔または直腸から挿入する必要があるため、小腸全体の観察が制限されます。

米国では、カプセル内視鏡検査は、標準的な上部または下部内視鏡検査では小腸を十分に評価できない場合や、出血や痛みなどの症状の原因を特定できない場合に最も一般的に実施されています。[ 5 ]さらなる革新により、画質、バッテリー性能、診断率が向上し、臨床応用が拡大しています。[ 3 ]

医療用途

食道胃十二指腸鏡検査（EGD）は、長い柔軟なチューブに取り付けられたカメラを用いて、消化管の上部、すなわち食道、胃、そして十二指腸と呼ばれる小腸の最初の部分の始まりを観察する検査です。大腸内視鏡は直腸から挿入され、結腸と小腸の遠位部である回腸末端を観察できます。しかし、これら2種類の内視鏡検査では、小腸の中間部の大部分を観察することはできません。

カプセル内視鏡は、標準的な内視鏡検査では確認できない消化管の部位を検査するために使用されます。小腸に疾患が疑われる場合に有用であり、消化管出血部位やクローン病などの原因不明の腹痛の原因の特定にも使用できることがあります。しかし、EGDや大腸内視鏡検査とは異なり、発見される可能性のある病状の治療には使用できません。カプセル内視鏡検査が使用される一般的な理由としては、原因不明の出血、鉄欠乏症、腹痛の診断、小腸のポリープ、潰瘍、腫瘍の探索、炎症性腸疾患の診断などがあります。[ 6 ] 原因不明の出血やセリアック病の場合はカプセル内視鏡検査が優先されるべきですが、疾患が近位小腸に局在する患者であっても、超音波検査は炎症性腸疾患の診断および経過観察の早期段階として考慮すべきです。 [ 7 ]

セッション中に小型カメラで収集された画像は、適切な周波数帯域のいずれかを使用して、患者が装着する外部受信機に無線で送信されます。収集された画像はその後、コンピュータに転送され、表示、確認、診断に使用されます。[ 8 ]一部のカプセルから発信される無線周波数信号は、カプセルの位置を正確に推定し、体内および消化管内でカプセルをリアルタイムで追跡するために使用できます。[ 9 ]カプセル内視鏡は、肝硬変患者の場合のように、様々な疾患において標準的な内視鏡検査に取って代わるには至っていません。[ 10 ]

2014年時点では、薬物送達などの新たな用途を可能にするために、追加のセンシング機構、位置特定システム、および動作制御システムの研究が進められていました。また、カプセルに継続的なエネルギー源を供給する方法として、無線エネルギー伝送の研究も進められていました。[ 11 ]

手順

カプセル内視鏡記録装置を観察している医師。
検査中に患者が装着するカプセル内視鏡データレコーダー。

カプセル内視鏡検査では、患者の消化管の鮮明な画像を撮影し、病気の正確な診断を行うために、様々な準備手順が必要となる。[ 12 ]カプセル内視鏡には様々な種類があるが、一般的には、カプセル、センサーアレイ、ストレージユニット、コンピュータシステムで構成されるのが一般的だろう。まず、患者の腹部にセンサーアレイを装着し、記録ユニットをベルトのように装着する。検査開始時間によっては、入院または帰宅を求められる場合がある。次に、患者は錠剤を飲み込む。約8時間後、センサーアレイを取り外し、医師に返却する。カプセルは通常の排便によって排泄される。[ 13 ]

検査中は、いくつかの規則に従う必要があります。患者は錠剤を服用後2時間は透明な液体のみを摂取し、4時間後には食事が可能です。MRI検査、アマチュア無線、金属探知機の使用、激しい運動はすべて避けてください。さらに、すべての外部機器は乾燥した状態に保たなければなりません。[ 13 ]

メーカー

2022年現在、カプセル内視鏡を製造しているメーカーは数多く存在します。[ 3 ]この技術はもともとイスラエルの科学者であるガブリエル・イッダンとエイタン・スカパによって開発され、最初の錠剤は1997年に飲み込まれました。[ 14 ]イッダンはイスラエルでギブン・イメージング社を設立し、同社は2001年にFDAの承認を取得しました。[ 14 ]現在（2024年）メドトロニック社は、*PillCam*と呼ばれる最も広く使用されているカプセル内視鏡システムの1つを製造しており、400万台以上を販売しています。[ 15 ]メドトロニック社は2014年にギブン・イメージング社からPillCamシステムを買収しました。[ 16 ]

もう一つのカプセル内視鏡システムはCapsoCam Plus® (CapsoVision, Inc.、米国) である。CapsoCam Plus カプセルは横向きに配置された 4 台のカメラを使用して小腸粘膜の 360 度のパノラマ画像を提供し、外部記録装置を使用する代わりにオンボードメモリに内部で画像を記録する。前向き二施設研究では、CapsoCam SV-1 により全患者で小腸の完全な画像取得が達成され、70% を超える症例で十二指腸乳頭が可視化され、カプセル関連の有害事象は発生しなかったと報告されている。[ 17 ]広島大学病院で行われた比較研究では、*CapsoCam Plus®* では患者の 97% で小腸の完全な可視化が達成されたのに対し、前方視野の *PillCam SB3* カプセルでは 73% であり (p = 0.006)、Vater 乳頭が可視化された症例は 82% に対し 15% であった (p < 0.001)。[ 18 ]このデバイスは2016年に米国食品医薬品局（FDA）の510(k)承認を取得しました。[ 19 ]

副作用

カプセル内視鏡は、消化管検査において非常に安全な方法と考えられています。カプセルは通常、摂取後24～48時間以内に便とともに排泄されます。無症状であったにもかかわらず、カプセルが4年半近くも体内に留置されたという報告が1件あります。しかし、腸閉塞のリスクは、腹部X線検査でカプセルの位置を特定し、内視鏡検査または手術で除去することで軽減できる可能性があります。[ 20 ]

残留リスク

22,840例の検討では、カプセルが残存したのは1.4％で、クローン病が主な原因であり、そのほとんどが外科的に除去された。[ 21 ]カプセル残存率は手術の適応症によって異なり、クローン病と診断された患者で最も高く（5～13％）、次いで不明瞭な消化管出血（1.5％）、クローン病疑い（1.4％）、健康なボランティア（0％）となっている。[ 22 ]カプセル残存の危険因子には、クローン病、NSAIDsの使用、腹部への放射線照射などがある。[ 22 ]

参考文献

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