Anwendungen der endoskopischen Panoramabildgebung; Objektivhersteller

1 Kapselendoskop

Derzeit können zahlreiche Hersteller weltweit Kapselendoskope mit großen Blickwinkeln anbieten. Kapselendoskope, die mit einem einzelnen Ultraweitwinkelobjektiv ausgestattet sind, haben typischerweise ein Sichtfeld (FOV) zwischen 156° und 170°, was zu ähnlichen sichtbaren Bereichen führt. Unterschiede bestehen hauptsächlich in der Bildrate, der Kommunikationsmethode, der Akkulaufzeit und anderen Aspekten. In den letzten Jahren haben Hersteller aufgrund der Fortschritte in der Miniaturisierungstechnologie und des geringeren Stromverbrauchs der zugehörigen Komponenten nach und nach damit begonnen, mehr Kameras in Kapselendoskope zu integrieren.

Medtronic hat auf Basis seiner PillCam SB-Serie ein Kapselendoskop für Morbus Crohn entwickelt, das über zwei Kameras verfügt, eine auf der Vorder- und eine auf der Rückseite. Jede Kamera hat ein Sichtfeld von 168°. Ebenso verfügt die MC2000-Serie von IntroMedic über zwei Kameras (vorne und hinten), jeweils mit einem Sichtfeld von 170°, die gleichzeitige Vorwärts- und Rückwärtsansichten ermöglichen. Allerdings sinkt die Bildrate von ursprünglich 6 Bildern pro Sekunde (fps) für ein Einzelkamerasystem auf 3 fps pro Kamera, wodurch eine überschaubare Datenspeicherung und -übertragung gewährleistet ist.

Im Gegensatz zu anderen Kapselendoskopen verfügt das von CapsoVision entwickelte Gerät über vier Kameras, die an der Seitenwand verteilt sind, wie in Abbildung 16(a) dargestellt. Durch Zusammenfügen der Bilder dieser vier Kameras kann eine 360°-Panoramaaufnahme des Darms erreicht werden, die eine hervorragende Sicht zur Beobachtung von Falten, Polypen und anderen Läsionen an der Darmwand bietet. Angesichts der kontinuierlichen Verbesserungen bei Kommunikationsmodulen, Batterielebensdauer und anderen Technologien wird die Integration weiterer Kameras und die Erzielung einer besseren Bildqualität die Hauptrichtung bei der Entwicklung von Kapselendoskopen sein.

Kapselendoskope werden heute häufig eingesetzt und spielen eine wichtige Rolle bei der Diagnose und Behandlung von Erkrankungen wie unklaren gastrointestinalen Blutungen (OGIB), Morbus Crohn und komplizierter Zöliakie. Abbildung 16(b) zeigt Bilder, die mit der CapsoCam SV1 für verschiedene häufige Erkrankungen aufgenommen wurden, darunter Zöliakie, Geschwüre und aktive Blutungen. In einer Vergleichsstudie zwischen CapsoCam SV1 und PillCam SB3 mit 153 Patienten mit OGIB zeigten die Ergebnisse, dass die SV1 mit ihrer Panoramaansicht umfangreichere pathologische Informationen beobachten und mehr Fälle von Blutungen erkennen konnte. Bezüglich der Zufriedenheit der Ärzte waren 95 % mit dem Kapselsystem und der Bewertungssoftware zufrieden, während behandlungsbedingte unerwünschte Ereignisse/schwerwiegende unerwünschte Ereignisse bei 17,9 %/1,3 % lagen. Insgesamt war die Patientenakzeptanz des SV1 hoch, was auf breite Anwendungsaussichten im ambulanten Bereich hindeutet. Bei der Diagnose und Behandlung von Morbus Crohn beobachteten Ärzte mithilfe der Panoramakamera CapsoCam SV1 zahlreiche Erosionen und Geschwüre vom distalen Zwölffingerdarm bis zum terminalen Ileum bei Patienten mit Verdacht auf Morbus Crohn, was auf praktische Verbesserungen bei der Läsionsklassifizierung und Differentialdiagnose schließen lässt. Basierend auf diesen Merkmalen wurde bei dem Patienten ein ausgedehnter Dünndarm-Morbus Crohn diagnostiziert, dessen Besserung durch eine spezifische Behandlung erfolgte. Bei Zöliakie konnte mithilfe des SV1 eine Dünndarmatrophie effektiv nachgewiesen werden, was im Vergleich zur Histologie eine gute Sensitivität und Spezifität zeigte. Abbildung 17 zeigt ein mit dem SV1 aufgenommenes Bild des Dünndarmbereichs eines Zöliakie-Patienten, das vier endoskopische Merkmale einer Schleimhautatrophie erkennen kann und wichtige Hinweise für die Diagnose von Zöliakie bietet.

2 Kolorektaloskop

Ähnlich wie Kapselendoskope erfreuen sich auch Kolorektaloskope mit Panoramabildgebung zunehmender Beliebtheit.

Darmkrebs (CRC) ist derzeit die dritthäufigste Krebserkrankung. Statistiken zufolge gehen 60 % der CRC-Fälle auf Adenome und 35 % auf sessile gezackte Adenome/Polypen zurück. Ziel der Koloskopie ist es, diese präkanzerösen Polypen frühzeitig zu erkennen und zu entfernen. Bei der konventionellen Koloskopie wird jedoch immer noch eine beträchtliche Anzahl von Polypen übersehen, wobei die Gesamtüberdeckungsrate für Polypen jeder Größe bei 22 % liegt. Bei der vergleichenden Bildgebung von Dickdarmpolypen mittels herkömmlicher Koloskopie und dem FUSE-System, wie in Abbildung 18 dargestellt, können in den von FUSE bereitgestellten Seitenansichten Polypen an den Seitenwänden beobachtet werden, die bei der herkömmlichen Koloskopie übersehen wurden, wodurch die Fehlerkennungsrate verringert, die Arbeitszeit des Arztes verkürzt und die Effizienz verbessert wird.

Jüngste verwandte Forschungen haben Technologien und Techniken zur Faltenvisualisierung (BFT) vorgeschlagen, die darauf abzielen, die Adenomerkennungsrate (ADR) zu verbessern. Das von Endo-Choice entwickelte Full Spectrum Endoscopy (FUSE)-System fügt zwei seitliche Betrachtungslinsen zu einer einzigen nach vorne gerichteten Linse hinzu und erweitert so das Sichtfeld auf 330°. Während des Betriebs aufgenommene Bilder werden auf verschiedenen Bildschirmen angezeigt. Das EWAKE-Koloskop von Olympus verwendet ein ähnliches Schema und besteht aus einer standardmäßigen 147°-Vorwärtsblicklinse und zwei zusätzlichen 42,5°-seitlichen Rückblicklinsen. Es fasst jedoch die Ansichten aller Linsen zusammen und zeigt sie als ein einziges endoskopisches Bild auf dem Monitor an. Das von Avantis Medical entwickelte Third Eye Panoramic-Gerät besteht aus zwei Seitenkameras, die am Ende eines Standardkoloskops befestigt werden können und drei Bilder erzeugen, die auf den Bildschirm projiziert werden können, wodurch der Betrachtungswinkel auf über 300° erweitert wird. Obwohl einige Studien darauf hinweisen, dass der Einsatz dieser Technologien die ADR im Vergleich zu herkömmlichen Koloskopen nicht wesentlich verbessert, kann der Einsatz von BFT die Erkennung nicht fortgeschrittener Polypen und Läsionen verbessern und so das Risiko, nicht fortgeschrittene Adenome zu übersehen, wirksam verringern. Darüber hinaus bietet die Verwendung von BFT für weniger erfahrene Koloskopiker ein umfassenderes Sichtfeld und die Vorteile sind ausgeprägter als bei der Verwendung durch sehr erfahrene Ärzte.