Endoskopie heute 2010; 23(2): 113-117
DOI: 10.1055/s-0030-1247458
Originalarbeit

© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart ˙ New York

Technische Neuerungen in der Videokapselendoskopie

Technical Developments in Video Capsule EndoscopyI. Steinbrück1 , M. Keuchel1 , F. Hagenmüller1
  • 1I. Medizinische Abteilung, Asklepios Klinik Altona, Hamburg
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Publication Date:
20 July 2010 (online)

Zusammenfassung

Die Entwicklung der Videokapselendoskopie ist seit ihrer Einführung vor fast zehn Jahren rasant vorangeschritten. Neben der Verbesserung vorhandener Videokapselmodelle und einer Erweiterung des Indikationsspektrums sind inzwischen Videokapselsysteme zur Exploration des Dünndarms von vier verschiedenen Firmen erhältlich, deren diagnostische Güte und Bildqualität in mehreren Studien belegt werden konnten. Die aktu­ellen Entwicklungen in der Videokapsel­endoskopie umfassen Innovationen im Bereich der Hardware wie die Verbesserung von Auflösung, Blickweite und Batterieleistung, die bidirektionale Kommunikation zwischen Kapsel und ­Receiver sowie eine adaptive Bildfrequenz. Ferner wurden Neuerungen im Bereich der Software wie der Progress Indicator, Flexible Intelligent Colour Enhancement und der Mosaikmodus eingeführt. Ziele dieser Entwicklungen sind Verbesserung der diagnostischen Sensitivität, Optimierung des Energieverbrauchs mit Verlängerung der Laufzeit, Verkürzung der Befundungsdauer und Erhöhung der Patientenakzeptanz für die Kapselendoskopie mit der möglichen Zukunftsperspektive z. B. von Darmkrebsvorsorgeuntersuchungen zu Hause. Mithilfe o. g. Verbesserungen konnte eine Erhöhung der diagnostischen Sensitivität für eine neue Kolonkapsel bereits in einer ersten Studie belegt werden, Nachweise für das Erreichen der übrigen Ziele stehen aus. Weitere Innovationen im Bereich Software werden von einem Preprocessing der Kapselfilme erwartet, im Bereich der Hardware von verschiedenen Systemen zur Kapselsteuerung, zur chemischen Analyse und zur loka­len Medikamentenfreisetzung. Die Zweckmäßigkeit und klinische Relevanz dieser expe­rimentellen Ansätze bedarf weiterer Evaluation und Entwicklung, bevor an einen klinischen Einsatz gedacht werden kann.

Abstract

Development of video capsule endoscopy progressed rapidly since it’s advent almost 10 years ago, by improving existing systems, and ex­tending the spectrum of indications. Four different companies offer video capsule systems with documentation of diagnostic and image qual­ity. Actual developments of video capsule endos­copy include innovations in the field of hardware as improvements in optical resolution, viewing angle und battery power, bidirectional communication between capsule and receiver, and adapted frame rate. Furthermore, new software features as Progress Indicator, Flexible Intelligent Color Enhancement, and mosaic mode have been introduced. Aims of these developments are higher diagnostic sensitivity, shortening of read­ing times and prolongation of working time by optimizing power consumption. Better patients’ acceptance might allow for colon cancer screen­ing at home. Improvement of diagnostic sensitiv­ity of the new colon capsule by these developments has been demonstrated in a first study, while proof of the other concepts is pending. ­Further innovations in the field of software are expected from preprocessing of capsule videos. Improvements in hardware include several systems for remote control of capsule movement, as well as local drug release. Feasibility and clinical relevance of these experimental approaches ­require further evaluation and development be­fore application in clinical practice.

Literatur

  • 1 Liao Z, Li Z S, Xu C. Reduction of capture rate in the stomach increases the complete examination rate of capsule endoscopy: a prospective randomized controlled trial.  Gastrointest Endosc. 2009;  69 418-425
  • 2 Li C, Zhang B, Chen C et al. OMOM capsule endoscopy in diagnosis of small bowel disease.  J Zhejiang Univ Sci B. 2008;  11 857-862
  • 3 Bang S, Park J Y, Jeong S et al. First clinical trial of the “MiRo” capsule ­endoscope by using a novel transmission technology: electric field propagation.  Gastrointest Endosc. 2009;  69 253-259
  • 4 Cave D R, Fleischer D E, Leighton J A et al. A multicenter randomized comparison of the Endocapsule and the Pillcam SB.  Gastrointest Endosc. 2008;  68 487-494
  • 5 Hartmann D, Eickhoff A, Damian U et al. Diagnosis of small-bowel ­pathology using paired capsule endoscopy with two different devices: a randomized study.  Endoscopy. 2007;  39 1041-1045
  • 6 Kim H, Jang J, Kim Y et al. Comparison of the two different capsule ­endoscopes, MiRoCam and PillcamSB: an interim analysis.  Endoscopy. 2008;  40 (Suppl 1) A30
  • 7 Pioche M, Saurin J, Lamouliatte et al. Clinical impact of GIVEN SB2 ­videocapsule compared to MiRoCam capsule in obscur digestive bleeding.  Endoscopy. 2009;  41 (Suppl 1) A39
  • 8 Pohl J, Aschmoneit I, Schuhmann S, Ell C. Computed image modification for enhancement of small-bowel surface structures at video capsule endoscopy.  Endoscopy. 2010;  42 490-492
  • 9 Eliakim R, Fireman Z, Gralneck I M et al. Evaluation of the Pillcam colon capsule in the detection of colonic pathology: results of the first multicenter prospective, comparative study.  Endoscopy. 2006;  38 963-970
  • 10 Schoofs N, Deviere J, Van Gossum A. PillCam colon capsule endoscopy compared with colonoscopy for colorectal diagnosis: a prospective ­pilot study.  Endoscopy. 2006;  38 971-977
  • 11 Van Gossum A, Navas M M, Fernandez-Urien I et al. Capsule endoscopy versus colonoscopy for the detection of polyps and cancer.  New England J Med. 2009;  361 264-270
  • 12 Eliakim R, Yassin K, Metzger Y et al. Prospective multicenter per­for­mance evaluation of the second generation colon capsule compared with colonoscopy.  Endoscopy. 2009;  41 1026-1031
  • 13 Zczypinski P M, Sriram R D, Sriram P VJ et al. A model of deformable rings for interpretation of wireless capsule endoscopic videos.  Medical ­Image Analysis. 2009;  13 312-324
  • 14 Li B, Meng M Q, Xu L. A comparative study of shape features for polyp detection in wireless capsule endoscopy images.  Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2009;  2009 3731-3734
  • 15 Ciaccio E J, Tennyson C A, Lewis S K et al. Distinguishing patients with ­celiac disease by quantitative analysis of videocapsule endoscopy images.  Comput Methods Programs Biomed. 2010; 
  • 16 Carpi F, Galbiati S, Carpi A. Controlled navigation of endoscopic capsules: concept and preliminary experimental investigations.  Biomed Eng. 2007;  54 2028-2036
  • 17 Swain P, Toor A, Volke F et al. Remote magnetic manipulation of a wireless capsule endoscope in the esophagus and stomach of humans.  Gastrointest Endosc. 2010;  ,  [Epub ahead of print]
  • 18 Keller J, Fibbe C, Swain P et al. Remote control of wireless capsule endoscope in the esophagus: First randomized clinical study in healthy ­humans.  Endoscopy. 2009;  41 (Suppl. 1)
  • 19 Ciuti G, Donlin R, Valdastri P et al. Robotic versus manual control in magnetic steering of an endoscopic capsule.  Endoscopy. 2010;  42 148-152
  • 20 Healthcare Sector, Workflow & Solutions Division .Die Reise ins Ich wird Realität: Siemens Healthcare und Olympus Medical Systems entwickeln ein neues System für schonende Magenspiegelungen mit Magnetsteue­rung. Pressemitteilung Erlangen 30.04.2010. http://www.siemens.com/press/de/pressemitteilungen/index.php
  • 21 Quirini M, Menciassi A, Scapellato S et al. Feasability proof of a legged locomotion capsule for the GI tract.  Gastrointest Endosc. 2008;  67 1153-1158
  • 22 Iddan G J. Self propelled device. United states patent 6,958,034 B2. 2005 Oct 25
  • 23 Carta R, Tortora G, Thoné J et al. Wireless powering for a self-propelled and steerable endoscopic capsule for stomach inspection.  Biosens Bioelectron. 2009;  25 845-851
  • 24 Mosse C A, Mills T N, Appleyard M N et al. Electrical stimulation for propelling endoscopes.  Gastrointest Endosc. 2001;  54 79-83
  • 25 Pandolfino J E, Schreiner M A, Lee T J et al. Comparison of the Bravo wireless and digitrapper catheter-based pH monitoring systems for mea­sur­ing esophageal acid exposure.  Am J Gastroenterol. 2005;  100 1466-1476
  • 26 Hsu L, Tang S, Huang W et al. An implantable, batteryless and wireless capsule with integrated impedance and pH sensors for detecting the reflux of acidic and non-acidic materials.  Gastroenterology. 2009;  136 W1080
  • 27 Johannessen E A, Wang L, Cui L et al. Implementation of multichannell sensors for remote biomedical measurements in a Microsystems format.  IEEE Trans Biomed Eng. 2004;  51 525-535
  • 28 Allison E, Kiraly Z, Springer G et al. Endocapsule. WO 2006 / 045011 A2. 2006 Apr 27
  • 29 Rao S S, Kuo B, McCallum R W et al. Investigation of colonic and whole-gut transit with wireless motility capsule and radiopaque markers in constipation.  Clin Gastroenterol Hepatol. 2009;  7 537-544
  • 30 Clear N J, Milton A, Humphrey M et al. Evaluation of the InteliSite capsule to deliver theophylline and frusemide tablets to the small intestine and colon.  Eur J Pharm Sci. 2001;  13 375-384
  • 31 Pithvala Y K, Heizer W D, Parr A F et al. Use of the InteliSite capsule to study randitine absorption from various sites within the human intestinal tract.  Pharm Res. 1998;  15 1869-1875
  • 32 Wilding I R, Hirst P, Connor A. Development of a new engineering-based capsule for human drug absorption studies.  Pharm Sci Tech Today. 2000;  3 385-392
  • 33 Philips Technology .Philips intelligent pill technology. Available form: http://www.research.philips.com/newscenter/backgrounders/081111-ipill.html
  • 34 Kong K, Cha J, Jeon D et al. A rotational micro biopsy device for the capsule endoscope. Intelligent Robots and Systems, 2005 (IROS 2005). 2005 IEEE / RSJ International Conference, Aug. 2–6, 2005, pp. 1839–1843. Available from: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=1545441&isnumber=32977
  • 35 Uehara A, Hoshina K. Capsule endoscope NORIKA system.  Minimum Invasive Ther Allied Technol. 2003;  12 227-234
  • 36 Kusuda Y. A further step beyond wireless capsule endoscopy.  Sensor Rev. 2005;  25 259-260

Dr. med. I. Steinbrück

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