談膠囊內視鏡的發展及展望未來－阿水

膠囊內視鏡的發展

聽到胃腸道內視鏡檢查，很多人都會聞之色變，因為這些檢查必須吞入或插入一條粗黑且帶著閃光的管子進入體內，其中的不舒服讓許多人望而卻步。

以色列的Gavriel Iddan博士就以這為夢想，希望可以做出小型的偵察機，對人體進行探測，使病人容易接受這種檢查。Iddan博士原服務於以色列國防部光電部門，1981年申請到美國波士頓做研究，在那裡，他接觸到許多醫學方面的專業資訊，更在因緣際會下結識了以色列人的胃腸科教授Eitan Scapa。在這段國外研究期間，他開始有人體偵察機的想法，希望把偵察機做得像藥丸大小，藉由這顆藥丸把人體資訊一一傳回。

當時他們懷著天馬行空的夢想不斷努力，到了1994年，開發出來的產品著手申請專利。在同年在洛杉磯舉行的世界消化道大會中，Iddan博士結識了英國的Paul Swain博士，Swain博士也有類似構想，並曾利用小相機在豬隻身上進行實驗，將豬體內的影像傳輸到體外，大致證明這個想法實際可行。他們基於相同的目標，一起組成了Gastrointestinal Video Endoscope公司，簡稱GIVEN公司，合力進行開發。終於在1999年做出膠囊內視鏡的原型。這項結果在美國Digestive Disease Week及最負盛名的科學期刊Nature同時發表。此後就轟動全球，開始內視鏡醫學的新頁。

膠囊內視鏡的臨床應用。

膠囊內視鏡本身是一個相當精密的電子儀器，在長寬22x16毫米，重3.7公克，如小指頭大小。含有鏡頭、無線電發射機、影像感測器、天線、精密電池等多種裝置。內視鏡前端鏡頭設計成圓拱形，以減輕分泌物對它產生的阻礙問題。目前使用的膠囊內視鏡稱為Pill Cam SB，Pill為藥丸的意思，Cam為camera照相機的意思，SB為small bowel 小腸的意思，文獻上多用M2A表示，換句話說，目前使用的膠囊內視鏡只針對小腸的檢查，檢查其它部位的消化系統還不是很理想。

患者在空腹狀態以白開水輕易吞入、不影響日常作息，而且只要在腹部綁好小接受器，便能安心睡覺。膠囊內視鏡前端會閃閃發光，靠胃腸蠕動前進。閃著光的前端部分包含了攝影機與LED燈，並配備影像感應傳送器、電池等。內視鏡的電池可以維持8小時，每秒閃光2次，每秒兩張的速度拍出大約5萬張照片，並一邊傳送至體外接受器。隔天再將接受器交給醫師，將數萬張影像在電腦中還原成「影片」，對照時間刻度，即能找出病變。最後膠囊內視鏡會與糞便一同排出，不痛不癢地完成檢查。惟獨此儀器的造價高昂，單是用過一次即丟的膠囊內視鏡，其成本就要2萬至4萬台幣。目前這項醫療健保不給付，要自費檢查。

膠囊內視鏡在胃腸的行進速度是靠胃腸的蠕動，也是被動的，速度的快慢端視管腔的大小和位置來決定。當病人吞進內視鏡膠囊時，病人是站著，行進速度太快，膠囊很容易掉到胃裏，自然不能完全照到食道；到了胃，胃的管腔面積較大，在胃裏翻滾兩下，自然在胃裏沒有辦法將胃的全部影像照出來；滾進十二指腸，十二指腸的腸腔，稍為大些，也是沒有辦法將十二指腸的全部影像拍攝，到了小腸最適合膠囊內視鏡拍攝小腸粘膜。到了大腸已沒有電，故大腸也不能照相。

一般腸管檢查是以裝有內視鏡軟管伸入病患喉嚨，再深入腸管探查症狀，但內視鏡軟管很難深人小腸，因此小腸是內視鏡軟管檢查的死角。由於小腸長達6公尺，這種膠囊內視鏡可補標準內視鏡之不足，檢視其所無法探知的盲點。

到目前為止膠囊內視鏡無法取代原來的胃鏡，因為胃是一個相當大的空間，必須來回仔細尋找病變所在，現有的胃鏡才可以掌握方向，還可做切片及各種治療性技術，這是目前膠囊內視鏡完全無能為力之處。大腸也是膠囊內視鏡無法施展之處，因為當膠囊內視鏡行至大腸時，電力往往不足，而且碰到糞便也無法沖洗，不易看清病變。膠囊內視鏡最主要用於小腸病變，例如出血，對於一些胃腸道出血的病例，當胃鏡及大腸鏡皆沒有發現病灶，而血管攝影及核醫又無法找到出血點時，膠囊內視鏡最適合派上用場。但有腸阻塞時不能使用膠囊內視鏡。

2002年第4季時，全世界有1200個醫學單位使用，其中包含美國的480個醫學中心。2004年第1季，全球有超過10萬人次的吞服紀錄。日本在去年(2005)10月以前，在全國11~12個醫學中心設有膠囊內視鏡研究會，已分析400個病例，其中有7成在8小時內抵達大腸，而有3成在8小時內還在小腸，換句話說有3成沒有完全拍攝到小腸。在日本，如有原因不明的消化道出血病例，使用膠囊內視鏡，有9成可以找到原因。在台灣有幾家大型醫院也在使用膠囊內視鏡，在中部最先使用的是彰化秀傳醫院，目前使用的病例已超過260病例以上。其他大型醫院和軍方總醫院也在使用，使用的病例會越來越多。

展望未來

每一種高科技產品剛推出時，都有不盡人意的地方，膠囊內視鏡亦然。但科學一日千里的進步，加上醫學界都注意到此產品，勢必投入很多人的研究加以改進。除了以色列GIVEN公司的M2A膠囊內視鏡系統問市之後，日本的RF公司自行發展出另外一套，在使用上都與M2A有明顯差異的 NORIKA膠囊內視鏡系統，不同的地方在GIVEN影像公司的膠囊內視鏡是被動的，先取得病患體內完整影像後，再由醫師進行診斷；日本的NORIKA則是利用三方向磁場對膠囊進行控制，是自動的，也是遙控的，使醫師可即時檢查消化道。雖然後者花費的診斷時間較長，但敏感度比前者高出許多。另特點是不用電池，而是從體外供應電磁波，因此電力不會中斷，而且每秒可拍攝30張照片。預計在2003年 1月做臨床實驗，一年後正式推出，這是該公司第一代膠囊內視鏡，稱為NORIKA3。該公司於2005年 12月再推出第二代膠囊內視鏡稱為SAYAKA，其特點就是不停地在胃腸裏旋轉，連續拍攝影像，因此可以測定病變部位的長度、面積，甚至細胞的硬度。

在第一代小腸用膠囊內視鏡發展數年後，GIVEN公司另外推出第二項震驚全球的食道用攝影膠囊(Pill Cam ESO)，這項產品也在2004年10月通過美國FDA獲准上市。食道用攝影膠囊以原本的小腸用膠囊內視鏡為基礎，於同樣大小的體積下，在前後兩端裝上影像感測儀器，以1秒可獲得原來兩倍影像數目的方式解決內視鏡通過食道較快的問題。膠囊內視鏡拍攝的照片多在5~6萬張，醫師在研判相片時，勢必很費時，現有一種改善的方法，只要在小腸有出血點，相片就會出現紅顏色(suspected blood indicator)，很快就可診斷小腸出血。前已述及，約有三成的病人沒有照完小腸就沒有電，可見8小時的電池壽命還嫌不夠，最好電池的壽命能夠延長到10~12小時，效果會更好。近年學童的消化性潰瘍有增加的趨勢，如果膠囊能做得更小，學童病患更容易用膠囊內視鏡檢查。

日本的Olypus公司於2004 年11月 30日首先推出膠囊內視鏡。該公司曾經於1950年首先推出「胃鏡」，剛推出的「胃鏡」有許多缺點，經過長時間的研究改進，現在的胃鏡已進步到不僅可以仔細觀察胃腸道的病變，同時可以診斷（組織切片）、治療等同時進行。有鑑於胃鏡的經驗，該公司提出5年對膠囊內視鏡的研究改進計劃如下：

改進膠囊內視鏡，體積更小，功能更多，又省電，適合拍攝食道、胃、十二指腸、小腸以及大腸等病變部位。
全方位誘導系統，可隨意檢查消化道任何部位。首先將膠囊內視鏡外側做成螺旋，並在內部裝置電磁石，使在體內產生磁場；體外用另一種磁場控制體內磁場，則可使體內膠囊內視鏡旋轉，因為它是螺旋，故可前進，如果使其相反的方向旋轉，則可使其後退。如此可以仔細檢查病變部位，不會有死角。
無線充電系統，電力隨時可補充，並不會有無電的煩惱。這是針對膠囊內的小型攝影，或影像傳輸系統所必需的能量供應技術。其方法簡單地說，在體外裝設特殊線圈(coil)，依賴電磁誘導，輸送電力至膠囊內的受電線圈，可以確保電力充足。此充電系統每秒可拍攝5次；但使用電池每秒僅拍攝2次，而且供電只有8小時。
膠囊內視鏡還有空隙，因此可以裝置藥品，一旦抵達病變，可以釋出藥品，作為緊急治療。
膠囊內視鏡內有一小段可以做成「負壓」，抵達病變，「負壓」的活塞一打開，可以吸進病變的分泌物，作為檢查診斷的用途。
膠囊內視鏡將可裝設傳動裝置(actuator)，可以自由走動。
將來可製造「超音波膠囊」，其解析度比目前的超音波好，甚至可以更清楚看到胰臟和膽囊。