磁控胶囊内镜在消化道检查中的应用进展

程晓龙 ，于潇 ，武国兵 ，张爱斌 ，王玉平 ，郑亚 ，陈兆峰

1 兰州大学第一临床医学院，兰州 730000；2 兰州大学第一医院消化内科；3 甘肃省胃肠病重点实验室

根据2020 年全球癌症统计数据显示，在全球范围内，发病前五的癌症里面，有2个属于消化系统癌症，分别是结直肠癌和胃癌；在病死率前五的癌症里，有结直肠癌、肝癌、胃癌3个消化系统癌症［1］。胶囊内窥镜于2000 年首次引入，作为一种无创、便携的消化道检查方法，被广泛用于临床，但由于缺乏导航引导的控制性操作，胶囊内镜在观察囊状器官如胃或十二指肠时范围受限。随之出现的磁控胶囊内镜（MCE）弥补了这一缺陷。MCE 可通过体外磁场的控制系统，精确控制进入消化道的胶囊内镜运动，为消化道特别是食管的全面检查提供了可能，近年来被广泛应用于临床。其特点是非侵入性，患者不需镇静，不存在交叉感染风险，易于操作，在患者中接受度高，有助于消化道癌的早发现、早诊断。现就磁控胶囊内镜在消化道检查中的应用进展综述如下。

1 MCE在不同部位的应用情况

1.1 MCE 在食管中的应用 胃镜是上消化道疾病的主要检查方式，但由于侵入性，在高龄患者及儿童中的耐受性差，而胶囊内镜对于食管的检查依靠自身重力和胃肠道蠕动被动行进，胶囊运行不受控制，虽有学者提出改变体位能增加胶囊内镜在食管的检查时间［2］，但效果不是很理想。MCE的应用，解决了这一问题。近年来，LIEN 等［3］开发了一种新型的磁辅助胶囊内窥镜（MACE）系统，该系统在食管、胃和十二指肠的检查总体完成度分别为100%、85.2%和86.1%，参与者对MACE 检查有较好耐受度。但由于样本量有限，还需进行更大规模研究。另一项研究证实，MACE 在诊断食管静脉曲张和Barrett 食管的灵敏度分别为73.3%和100%，特异度分别为96.9%和100%［4］。在疑似急性上消化道出血患者中，MACE 比食管胃十二指肠镜检测到更多病灶［5］。CHEN 等［6］在 MCE 基础上，研发了一种可分离式系线磁控胶囊内镜（DS-MCE），此系统由磁控胶囊内镜，一个乳胶套管，尾端有一根80 cm 长的空心管，一次性无菌注射器组成。胶囊部分嵌套在套管内，空心管控制了胶囊内镜在食管中停留的位置及时间，在食管检查结束后注入空气，胶囊内镜即可从乳胶套管中分离出来，进入胃部进行下一步观察。此系统的优点是可反复观察食管，直至检查结束，弥补了 MCE 在食管观察时间不足等缺点。CHEN 等［6］进行了一项前瞻性研究，针对25例志愿者先行DS-MCE，1 周内再行食管胃十二指肠镜，结果显示25例志愿者DS-MCE 诊断均与食管胃十二指肠镜的诊断一致，DS-MCE 检测食管疾病的单例灵敏度为100%，对食管静脉曲张和反流性食管炎分级的准确率分别为66.7%和100%，患者的接受度、可行性及舒适度均较高。DS-MCE 在观察食管黏膜，特别是食管中下段和z 线，以及检测食管局灶性病变方面比单独MCE更有效［7］。另有一项联合多家国内外医院的前瞻性多中心研究表明，DS-MCE 研究高风险静脉曲张的灵敏度和特异度分别为92%、88%，能替代食管胃十二指肠镜用于检测代偿性晚期慢性肝病患者高危静脉曲张［8］。DS-MCE 简单易行，易于临床应用，解决了普通胶囊内镜在食管观察时间不足问题，随着MCE 的不断改进和研发，对于食管疾病的检查及诊断，MCE显示出较大优势。

1.2 MCE 在胃部的应用 胃癌居全球癌症发病谱的第5 位与死因谱的第4位［1］。胃镜由于其有创性，耐受度低，部分无症状及高龄患者胃镜检查率低，为疾病的早发现、早诊断造成了困难。相比之下，MCE作为一种安全、有效的检查措施，可有效诊断胃部疾病，在人群中易于接受，特别适用于无法耐受普通胃镜和无痛胃镜者，在完成胃检查和病变发现方面与普通胃镜相似，是一种有效的胃肠道检查方法［9］。MCE 同样是一种可行的上消化道肿瘤筛查方法，特别对无症状受试者，通过良好的胃准备和仔细的胃检查，MCE 能够检出浅表胃肿瘤［10］。ZHAO 等［11］研究评估MCE 在无症状人群胃癌检测中的效果，证实其可检测胃部肿瘤和良性病变，灵敏度为90%，检查时间可短至14 min，在人群中安全可行，其在肿瘤筛查的作用值得进一步研究［12］。GEROPOULOS 等［13］对MCE 检测胃肠道病变的综合灵敏性进行了荟萃分析，结果表明MCE 在识别胃部病变方面表现出可接受的灵敏性。但需进一步前瞻性研究来确定这种新技术的风险和益处。MCE 的应用，为无症状人群胃癌筛查提供了良好方法，被检者不需要镇静，有更好的适应性和耐受性，为胃癌的早诊断、早治疗提供了可能，在胃癌高发地区可更好地应用。

1.3 MCE 在小肠的应用 小肠是人体最长的消化器官，然而在临床中，小肠癌的诊断较困难。小肠胶囊内镜是小肠的一线检查方式，可用于调查不明原因的胃肠道出血、疑似炎症性肠病、肿瘤。小肠胶囊内镜由于电池耗尽、胶囊滞留等问题，导致小肠病变检出不完全。HALE 等［14］团队进行了一项前瞻性、单中心随机对照试验，进行了MCE 与小肠胶囊内镜的比较，结果发现磁导向不能克服幽门收缩，来达到增强胃排空和提高胶囊内窥镜的完成率。但LUO等［15］学者的一项历史对照研究发现，磁性引导胶囊内窥镜可促进胶囊通过幽门，通过减少胃通过时间改善小肠胶囊内镜完成率。MCE 对疑似小肠疾病患者的检查方面同样有价值。CHEN 等［16］对1 802例疑似小肠疾病，胃镜检查阴性的患者进行MCE 检查，结果经MCE 检查的1 802例患者中，诊断为小肠疾病的有974例，阳性率为54.1%，可见MCE作为一种较安全且无创的检查方式，对小肠疾病的检出率高。检查过程无创，适用性广，无明显不良反应，排除检查禁忌后，MCE 可应用于下消化道病变的筛查。

1.4 MCE 在结直肠的应用 结直肠癌目前居全球发病谱第3 位和死因谱第2 位［1］。早期筛查能提高结直肠癌患者5 年生存率，明显降低结直肠癌死亡率，结肠镜检查是结直肠癌的主要和首选筛查方式。MCE 在结直肠检查方面的应用是否具有可行性和可操作性，一项前瞻性研究对57例志愿者同时进行MCE 和结肠镜检查，当MCE 到达盲肠时，在结肠镜实时监测下观察结肠黏膜，结果显示5例志愿者因肠道准备方案偏差或电池耗尽前未能到达盲肠而排除，52例（100%）受试者MCE 到达横结肠，41例（78.84%）受试者MCE 在25 min 内到达直肠乙状结肠，6例结肠MCE 阳性发现，结肠镜检查也证实，MCE 在结肠镜实时监测下具有良好的可操作性，但在无结肠镜监测的情况下，其临床应用值得进一步探索［17］。由于结肠肠腔直径较大，可能导致胶囊运行无法控制和不可预测。MAHMOOD 等［18］在离体动物结肠试验中发现，与常规使用的圆柱形胶囊相比，椭球形胶囊表面支点的扩展，可显著改善胶囊的稳定性和运动。虽然这种方法有效，但需更多活体动物实验和临床实验去证实。VERRA 等［19］开发了一种新的无痛结肠镜检查平台—Endoo 系统，该系统由两个主要的子模块组成，包括一个外部机器人驱动平台和一个具有诊断和治疗功能的软栓胶囊，此设计保持了常规结肠镜的所有功能并减少了入侵，由内窥镜专家和学员进行体外试验，以评估基本关键特征、可用性和依从性，并与传统结肠镜进行可行性和试点研究，研究结果显示Endoo 系统显示工作通道的使用情况良好，活检钳、针头和诱捕器等附件的插入都是成功的，与常规结肠镜相比，Endoo 的导航更加流畅，并且具有类似的功能，但还需进一步研究。MCE 在结直肠的应用尚不广泛，随着技术改进，在结直肠的疾病筛查会起到作用，这需更多临床评估和试验。

2 MCE的优势与不足

2.1 无创、安全性高 对于普通胃镜检查高危患者，胃镜检查可能会导致严重的不良事件，如出血、穿孔和心肌梗死等。MCE 适用于此类患者，一项单中心回顾性研究，纳入了98例老年患者行MCE 检查，老年患者身体情况为身体状况不佳、严重心血管疾病、食管胃十二指肠镜检查排斥反应、严重呼吸系统疾病、颅脑损伤和麻醉药过敏，并与72例中年患者（＞40 岁，≤65 岁）进行比较，结果证实MCE 是一种理想的、替代的病变检测方法，对老年人有较大益处，总体上安全［20］。对于儿童，GU 等［21］开展了一项单中心观察性研究，结果显示MCE 检查及随访均无严重不良事件发生，所有受试者均在2 周内自行排出胶囊，证明MCE 在6 岁以上儿童中是可行和安全的。MCE可增强胃排空功能，显著降低了MCE 通过幽门的平均时间，实现了更好的十二指肠乳头检出率，适用于胃运输较慢的女性和非肥胖患者［22］。对于服用肠溶阿司匹林的患者，普通肠镜有创检查，出血风险较大，MCE 是一种安全、实时筛查服用肠溶阿司匹林患者胃和小肠黏膜损伤的方法［23］。上述研究证实MCE 在普通胃镜高危人群、不能耐受的儿童，肠道易出血患者，有较好可行性和安全性，减少不良事件的发生。

2.2 方便、全程 解决了电池容量不足这一问题，MCE 可以更好地用于消化道的全面检查，比普通内镜能观察更多范围，减少患者同时做胃镜与肠镜的不适。由于胃镜系统的便携性问题，在医院外无法进行胃镜检查，老年人和残疾患者在出现肠胃相关症状时难以及时前往医院或诊所，往往诊断不足，MCE 可以更方便此类人群的筛查，有助于疾病早期发现。无需麻醉，单人即可完成就诊检查，节约人力时间，对医疗和社会资源更有益。

2.3 无交叉感染 普通胃镜检查需要严格的消毒处理措施，以有效的避免交叉感染可能，患者检查前需要完善相关传染病检查，增加了检查费用和时间，MCE 是一次性的，避免了这种情况发生，COVID-19在世界各地传播，非接触MCE 可以最大限度地降低交叉感染的风险，更好地保护医护人员［8］。

2.3 无法取活检 不能进行活检是胶囊内镜的不足，但最新的胶囊机器人已实现了胃肠道表面组织的活检取样。有学者提出了一种磁性驱动的软机器人胶囊机器人，使用细针活检技术在胃的深层组织中采集活检样本，以离体猪胃为实验模型进行了体外实验，结果显示位于胃壁第一层以下的肿瘤的活检率为85%，证明了胶囊机器人的可行性，但在人体实验中还需进一步研究［24］。

2.4 滞留危险 胶囊滞留是指胶囊停留在狭窄近端2周以上，需要内镜或手术干预来取出胶囊，除要排除MCE 检查禁忌人群外，还需要通过药物等手段控制胃肠道内环境，减少胶囊滞留事件发生。

2.5 费用昂贵 目前胶囊内镜价格普遍较高，是普通胃肠镜数倍，人群接受能力不足，期望技术改革降低费用。

MCE 技术飞快发展，操作方面有了一定进步，在肠内取样方面，DING等［25］开发了一种精确的磁控采样胶囊内窥镜，可用于获取消化系统生物信息，与外科手术取样相比，其能准确获取肠道菌群和代谢产物的数据，且密封性好，取样无污染，有助于疾病的预防、诊断、预后和治疗。HOANG 等［26］研发的一种具有5D 位置感应和实时自动检测小肠和结肠息肉的主动运动胶囊内窥镜系统，能实时自动识别结直肠息肉，平均精度为85%，通过体外试验已证实了其可行性，该方法还将在动物实验中进行验证，以供实际临床应用。此外，MCE 可用于观察和标记胃肠道中的靶病灶，为外科手术病灶识别留下可见的标记［27］，具有多模态释药治疗能力的MCE，可以在特定的局部位置释放药物，用于治疗肥胖功能的MCE已成功进行了体外模拟实验，未来将集中在活体动物和人的验证上。5G 和AI 时代的到来，为MCE 的远程操作、医疗影像大数据分析提供了平台，使远程医疗得以实现，扩大了优质资源的共享，大幅提高了专家效能，为消化道疾病的诊断提供了保障。

综上所述，MCE 在上消化道检查中，病变检出率与传统胃镜相似，诊断准确性也高度一致，且具有安全、舒适、无需麻醉和无交叉感染等优点，人群接受度高，是消化道肿瘤初筛和检查的重要工具，MCE新技术将对我国上消化道和小肠疾病的早发现和早诊断发挥越来越重要的作用，而对结直肠检查能力需要更多研究。MCE 的目标不止是观察胃肠道，而是不断进步，能够进行黏膜取样、药物精准释放和局灶病变的切除。新一代治疗胶囊内镜部分实现胶囊内镜下的药物精准释放、靶病灶的标记、肠道取样，有望实现更多复杂操作。大数据时代人工智能技术的引入，远程医疗更好的实现了资源的共享，MCE向智能化和多功能化方向发展，带来了消化道疾病诊疗的新途径，但亦需降低价格，以适应其大规模疾病筛查的应用。