FCC Public s. r. o.

V moderním lékařství se v nejrůznějších diagnostických a monitorovacích systémech stále častěji využívá moderní technika digitálního snímání a zpracování obrazů. Příkladem může být kapslová endoskopie, která se v několika posledních letech stala nedílnou součástí diagnostického vyšetření tenkého a tlustého střeva. Jejím základem je tzv. endoskopická kapsle – miniaturní autonomní digitální snímací kamera umístěná v plastové kapsli. V případě sériově vyráběného modelu PillCam SB^TM od firmy Given Imaging GmbH má kapsle rozměry asi 11 × 26 mm a obsahuje videočip (typu CMOS nebo CCD), optickou soustavu (průhledný kryt a čočku), zdroj světla bez významné emise tepla (šest světelných diod), stříbrooxidovou (netoxickou) baterii a vysílač s anténou (obr. 1). Pacient musí za účelem vyšetření endoskopickou kapsli spolknout. Kapsle je pak samočinně posouvána peristaltikou (rytmickým smršťováním svalů trávicího ústrojí) a její cesta trávicím traktem trvá šest až osm hodin. Přitom průběžně snímá obrazy stěn trávicího traktu s frekvencí dvou až čtyř snímků za sekundu a digitalizovaná obrazová data bezdrátově vysílá. Přijímač, který má pacient upevněn na opasku, vysílaná data přijímá a ukládá je do paměti. Lékař je může později vyhodnotit a zjistit případné krvácení do trávícího traktu, cysty a nádory ve střevě apod.

 

Metoda kapslové endoskopie umožňuje lékařům již více než pět let rutinně pořizovat velmi kvalitní obrázky vnitřní části tenkého střeva. Trápí-li však pacienta bolesti v krajině žaludku nebo jícnu, nelze současnou endoskopickou kapsli pro vyšetření příčiny pacientových obtíží dost dobře použít. Dříve než se kapsle dostane do tenkého střeva, musí sice projít jícnem a žaludkem, ale pro cestu jícnem potřebuje jenom asi tři až čtyři sekundy a v žaludku dopadne díky své hmotnosti asi pět gramů okamžitě na jeho spodní stěnu. Pohybuje se tedy příliš rychle, než aby stačila poskytnout zužitkovatelné obrazy těchto orgánů. Pro endoskopické vyšetření jícnu a žaludku musí proto pacienti tak jako dříve spolknout poměrně tlustou hadici klasického optického endoskopu. Pro pacienta je to nepříjemná procedura prováděná při lokálním znecitlivění na lůžku u lékaře, po které se musí obvykle několik hodin zotavovat.

 

V blízké budoucnosti by však mohlo být i endoskopické vyšetřování žaludku a jícnu pro pacienta příjemnější. Výzkumní pracovníci Fraunhoferova ústavu pro biomedicínskou techniku IBMT (Institut für Biomedizinische Technik) v Sant Ingbertu nyní totiž vyvinuli společně se svými partnery z výrobní firmy Given Imaging, z Izraelitské nemocnice v Hamburku a společnosti Royal Imperial College v Londýně nový řídicí systém pro dálkové ovládání a navigování pohybu miniaturní endoskopické kamery [1]. Řídicí systém pracuje na magnetickém principu a má dvě části. Jednak malou navigační jednotku, velikosti asi tabulky čokolády, ve které je zdroj magnetického pole a jejímž prostřednictvím se „dálkově“ ovládá poloha endoskopické kamery. A dále je to obvod „zachycující“ magnetické pole, jenž je součástí kapsle s kamerou. Magnetické ovládací prvky přitom pracují jen s velmi slabými magnetickými poli, která nijak neruší činnost elektronických obvodů kamery a vysílače.

 

Lékař při vyšetřování pacienta drží navigační jednotku v ruce a může s ní na těle pacienta pohybovat nahoru a dolů, přičemž kamera v těle pacienta tyto pohyby velmi přesně sleduje. V případě potřeby může lékař kapsli s kamerou v určitém místě jícnu zastavit, pohybovat s ní pomalu sem a tam, popř. ji natočit tak, aby získal optimální úhel pohledu. Takto lze velmi přesně vyšetřit např. přechod mezi jícnem a žaludkem (nefunguje-li žaludeční klapka správně, stoupá žaludeční kyselina do jícnu, kde způsobuje pálení žáhy, a dlouhodobě dokonce může vyvolat rakovinu jícnu). Podobně lze kamerou podrobně vyšetřovat také povrch žaludečních stěn.

 

Dálkově ovládaná endoskopická minikamera (endoskopická kapsle) vypadá podobně jako její „neovladatelná“ předchůdkyně z obr. 1. Obsahuje stejné komponenty, ale navíc je v ní ještě součást systému magnetického nastavování polohy. Nová endoskopická minikamera byla vyvinuta v rámci evropského projektu NEMO (Nano-based capsule-Endoscopy with Molecular imaging and Optical biopsy). Náklady na projekt v celkové výši 4,5 milionu eur uhradila z jedné poloviny Evropská unie a z druhé poloviny partneři projektu. První zkoušky v lidském těle má prototyp nové endoskopické kamery již

úspěšně za sebou. Při vlastním pokusu řešitelé projektu předvedli, že endoskopickou kapsli s kamerou lze na zvoleném místě v jícnu udržet po dobu až deseti minut, a to i u vzpřímeně sedícího pacienta. V další etapě zkoušek budou v nemocnici v Hamburku prováděna kontrolní vyšetření, která mají prokázat, že při použití miniaturní endoskopické kamery lze diagnostikovat onemocnění v oblasti jícnu a žaludku stejně spolehlivě jako klasickou optickou endoskopií. Několik vybraných pacientů, kteří trpí pálením žáhy – tedy stoupáním agresivní žaludeční kyseliny do jícnu – spolkne kameru. Lékaři budou pohyb kamery ovládat z vnějšku a následně porovnají obrazy snímané kamerou s již pořízenými endoskopickými snímky. Než však budou moci lékaři dálkově ovládanou endoskopickou minikameru v běžné praxi používat, uplyne ještě nějaký čas. Technická stránka projektu, tj. vývoj systému pro dálkové ovládání pohybu minikamery, je sice ukončena, ale na trh může nová kamera přijít, teprve až úspěšně projde klinickým zkouškami, což může trvat i dva až tři roky.

[DREXLER, J.: Kamera folgt Magnet. Fraunhofer Magazin, 2008, č. 4, s. 24–25.]

 

alternativeflash