A invenção da endoscopia de fibra óptica1 tornou possível a visualização de todo o estômago, intestino delgado superior e cólon. Os procedimentos utilizados para examinar estes (endoscopia de gastroscopia, endoscopia de intestino delgado e colonoscopia, respectivamente) causam desconforto porque requerem cabos flexíveis e relativamente largos para serem empurrados para o intestino – estes cabos transportam luz por feixes de fibra óptica, sinais de energia e de vídeo. A endoscopia de intestino delgado, em particular, é limitada por problemas de desconforto e limitações de quão longe os enteroscópios podem ser avançados para o intestino delgado. Existe uma necessidade clínica de métodos melhorados de examinar o intestino delgado e o cólon, especialmente em pacientes com hemorragias gastrointestinais recorrentes.

A invenção do transistor tornou possível o desenho de cápsulas electrónicas de radio-telemetria engolíveis para o estudo de parâmetros fisiológicos gastrointestinais. Estas cápsulas foram relatadas pela primeira vez na década de 1950 e foram utilizadas para medir temperatura2, pressão2,3 e pH3,4. Desenvolvemos e testamos um novo tipo de cápsula de videotelemetria endoscópica que é pequena o suficiente para ser ingerida (11×30 mm) e não possui fios externos, feixes ou cabos de fibra ótica. Utilizando uma lente de curta distância focal, as imagens são obtidas à medida que a janela óptica da cápsula varre a parede intestinal, sem necessidade de insuflação de ar do lúmen intestinal. O endoscópio da cápsula é impulsionado por peristaltismo através do trato gastrointestinal e não requer uma força de empuxo para impulsioná-lo através do intestino.

As imagens de vídeo são transmitidas usando radio-telemetria de banda UHF para antenas coladas no corpo que permitem a captura da imagem, e a força do sinal é usada para calcular a posição da cápsula no corpo (ver Informações Suplementares); as imagens são armazenadas em um gravador portátil. Este sistema permite mais de 5 horas de gravação contínua. O paciente não precisa estar confinado a um ambiente hospitalar durante o exame e está livre para continuar sua rotina diária.

O desenho da cápsula de vídeo foi possível graças ao progresso no desempenho de três tecnologias: sensores de imagem de óxido metálico complementar de silício (CMOS), dispositivos de circuito integrado de aplicação específica (ASIC) e iluminação por diodos emissores de luz branca (LED). A adição de um amplificador tampão em cada pixel reduziu o ruído de saída que estava inicialmente associado aos sensores de imagem CMOS e permitiu que os chips CMOS alcançassem uma qualidade de imagem comparável à dos sensores de imagem de dispositivos acoplados a carga5 , mas usando muito menos energia.

Avanços no design ASIC permitiu a integração de um transmissor de vídeo muito pequeno com saída de energia, eficiência e largura de banda suficientes na cápsula. A comutação síncrona dos LEDs, o sensor CMOS e o transmissor ASIC minimizam o consumo de energia. Através do desenho cuidadoso da óptica, conseguimos eliminar reflexos internos que são um problema comum quando a iluminação e o gerador de imagens são incorporados sob a mesma cúpula.

Com a aprovação do comitê de ética, os primeiros estudos foram realizados com dez voluntários humanos normais. A cápsula foi facilmente engolida e não causou desconforto. Propulsionada por peristaltismo (ver Informações Suplementares), transmitiu com sucesso imagens de vídeo (Fig. 1) do estômago, intestino delgado e ceco (tempo médio de trânsito gástrico foi de 80 min, intervalo 17-280 min; tempo médio de trânsito intestino delgado foi de 90 min, intervalo 45-140 min; tempo de boca a boca foi de 24 h, intervalo 10-48 h). Foram recebidas imagens de alta qualidade durante as transmissões de vídeo, com duração de até 6 horas.

a,b, pregas gástricas no corpo do estômago; c,d, padrão viloso do intestino delgado realçado pela presença de um pouco de água e uma bolha de ar no lúmen; e,f, imagens sem ar do jejuno normal, vistas com o lúmen fechado em frente à cúpula óptica da cápsula; g,h, vistas do íleo terminal.