近日，Check-Cap公司宣布，在美國進(jìn)行的C-Scan系統(tǒng)的試點(diǎn)研究(pilot study)獲得積極結(jié)果。

Check-Cap是一家以色列公司，成立于2005年，致力于開發(fā)用于結(jié)直腸癌篩查的突破性技術(shù)。

Check-Cap公司的官網(wǎng)信息顯示，其產(chǎn)品C-Scan系統(tǒng)①是全球第一款也是目前唯一一款無需腸道提前準(zhǔn)備(preparation-free)、可吞服的膠囊成像系統(tǒng)，用于檢測癌前息肉，最終達(dá)到預(yù)防結(jié)直腸癌的目的。

注①：C-Scan系統(tǒng)已于2018年3月獲CE認(rèn)證，目前尚未獲得FDA批準(zhǔn)。

▲ C-Scan系統(tǒng)

Check-Cap公司分別在以色列和美國波士頓設(shè)有辦事處，在物理學(xué)、算法、軟件、硬件和臨床科學(xué)等領(lǐng)域擁有一支世界級研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

2014年末，Check-Cap融資1200萬美元，中國的復(fù)星醫(yī)藥領(lǐng)投。原有投資者中，GE醫(yī)療、Doctor、Pontifax、Counterpoint基金、MNS等也參與了該輪投資。

2015年2月，Check-Cap公司在納斯達(dá)克上市。

C-Scan系統(tǒng)技術(shù)原理

與市面上現(xiàn)有的膠囊內(nèi)鏡相比，比如美敦力的PillCam，C-Scan的關(guān)鍵區(qū)別在于采用X射線進(jìn)行成像。PillCam使用攝像機(jī)技術(shù)，需要結(jié)腸內(nèi)壁有清晰的圖像，患者需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的腸道檢查前準(zhǔn)備。而C-Scan使用X射線，無需任何腸道準(zhǔn)備。

▲ 美敦力的PillCam膠囊內(nèi)鏡

C-Scan系統(tǒng)采用了超低劑量X射線和無線通信技術(shù)，當(dāng)膠囊在結(jié)腸里自然通過時(shí)，產(chǎn)生結(jié)腸內(nèi)部輪廓信息。這些信息用于創(chuàng)建結(jié)腸的3D圖(map)，便于醫(yī)生發(fā)現(xiàn)息肉和其他異常。C-Scan克服了許多患者在檢查時(shí)難以接受的不便情況，比如服用瀉藥、需要微創(chuàng)及鎮(zhèn)靜手段等，旨在改善患者體驗(yàn)，讓患者更愿意進(jìn)行結(jié)直腸癌篩查。

結(jié)腸結(jié)構(gòu)檢查可以發(fā)現(xiàn)腺瘤性息肉；

沒有出現(xiàn)癥狀的健康人切除息肉即可，以防發(fā)展為惡性腫瘤；

如果已經(jīng)發(fā)展為惡性腫瘤，切除息肉可防止轉(zhuǎn)移。

C-Scan技術(shù)基于兩種物理現(xiàn)象，這兩種物理現(xiàn)象與X射線光子與結(jié)腸及其組織壁的相互作用有關(guān)。

第一種是X射線熒光反應(yīng)，由X射線光子與攝入并混合于結(jié)腸內(nèi)容物的造影劑相互作用時(shí)產(chǎn)生。這種相互作用產(chǎn)生了次級X射線熒光光子，其中一些光子反向散射到膠囊中，被X射線探測器捕捉到。

發(fā)射出去的光子受到的第二種相互作用是康普頓(Compton)散射，一種X射線光子與結(jié)腸壁和腔內(nèi)原子的電子之間的非彈性相互作用。通過這一機(jī)制，散射的一些光子會返回到膠囊的方向，能量與其散射的角度有關(guān)。

檢測到的X射線熒光光子和康普頓反向散射光子的數(shù)量，與膠囊和結(jié)腸壁之間的距離有關(guān)。

隨著膠囊和結(jié)腸壁之間距離的增加，內(nèi)容物(content)的存在會使得x射線熒光光子的速度更高。同時(shí)，內(nèi)容物也會讓康普頓反向散射光子衰減，從而降低相應(yīng)的檢測率。

這兩個物理過程是根據(jù)被檢測到的光子的能量分別測量的，這使得醫(yī)生能夠估計(jì)從膠囊到腸壁的距離，同時(shí)估計(jì)出局部碘的濃度。

這種成像技術(shù)的另一個優(yōu)點(diǎn)是超低的劑量輻射，因?yàn)槌上衲繕?biāo)距離膠囊非常近，因此只需要非常低的x射線就可以獲得足夠的信噪比和良好的圖像質(zhì)量。

C-Scan系統(tǒng)構(gòu)造

C-Scan系統(tǒng)包括三個部分：

C-Scan Cap：一次性可服用掃描膠囊，產(chǎn)生成像數(shù)據(jù)+定位數(shù)據(jù)；

C-Scan Track：一次性生物相容性裝置，跟蹤膠囊并記錄成像數(shù)據(jù)+定位數(shù)據(jù)；

C-Scan View：采用獨(dú)立的應(yīng)用程序處理并顯示結(jié)構(gòu)信息。

1、C-Scan Cap

C-Scan Cap是一種可吞服的x射線成像膠囊，由一個x射線源和x射線探測器連接到專門的單光子計(jì)數(shù)電子設(shè)備。當(dāng)膠囊在結(jié)腸內(nèi)移動時(shí)，x射線源被瞄準(zhǔn)和旋轉(zhuǎn)，形成三束射線。

膠囊還包括一個微處理器和射頻通信裝置，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺-Scan? Track，同時(shí)傳輸電磁信號，使C-Scan Track 可以跟蹤膠囊在體內(nèi)的三維位置和方向。

患者將膠囊和1湯匙的不透光造影劑一起吞下。無需禁食或排便，患者可以繼續(xù)平時(shí)的日常活動，膠囊通過自然運(yùn)動被推送通過胃腸道。

一旦進(jìn)入結(jié)腸，膠囊就會測量內(nèi)表面的圓周向尺寸，并捕獲這些信息，隨后C-Scan View利用這些信息構(gòu)建結(jié)腸地圖。

C-Scan Cap使用一個屏蔽罩來覆蓋x射線源，僅當(dāng)膠囊在結(jié)腸內(nèi)運(yùn)動時(shí)，這個X射線源才被啟動。

膠囊從吞服到排泄的整個過程中，患者所接受的X射線劑量類似于單次胸片。這個劑量明顯低于傳統(tǒng)X射線醫(yī)學(xué)成像，比如腹部和骨盆的CT檢查和乳腺X射線攝影。

當(dāng)C-Scan Cap完成任務(wù)之后，將從患者身體自然排出，患者會得到通知。

2、C-Scan Track

C-Scan Track是一種跟蹤控制和數(shù)據(jù)收集裝置，由三個外部貼片組成。當(dāng)患者吞下C-Scan Cap之后，這些貼片就被放置在患者的背部。C-Scan Track由一個集成了定位、控制和記錄的系統(tǒng)組成，持續(xù)跟蹤膠囊在結(jié)腸中的位置和方向，當(dāng)膠囊在結(jié)腸中開始移動時(shí)，激活膠囊的掃描功能，并記錄和存儲膠囊的信息。

一旦膠囊被排出體外，信息就從C-ScanTrack 下載到 C-Scan View工作站，讓醫(yī)生回顧系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)。

3、C-Scan View

C-Scan View是一個基于PC的工作站，能夠處理數(shù)據(jù)并構(gòu)建結(jié)腸內(nèi)表面的地圖(map)。

從C-Scan Track中檢索到信息后，利用專有軟件生成結(jié)腸表面的2D和3D圖像，為醫(yī)生提供四種瀏覽模式下的分析功能：

▲ 2D片段視圖。這種視圖能讓醫(yī)生識別和評估可疑息肉和腫塊。

▲ 3D重建圖像的擴(kuò)展(圓角)。這種視圖允許醫(yī)生觀察結(jié)腸內(nèi)部的表面，并識別該表面上可疑的息肉和腫塊。

 ▲ 膠囊成像的結(jié)腸片段的3D重建視圖。這種視圖顯示結(jié)腸表面的內(nèi)層，允許醫(yī)生從內(nèi)部和外部轉(zhuǎn)動并觀察3D重建結(jié)腸片段，并識別該3D表面上可疑的息肉和腫塊。

▲ 一種內(nèi)窺鏡式的視角，使醫(yī)生以透視法快速沿著結(jié)腸部分行進(jìn)。

醫(yī)生將利用C-Scan View提供的信息來確定結(jié)腸是否存在任何解剖異常，并向患者提出采取下一步行動的建議。

美國試點(diǎn)研究結(jié)果

這項(xiàng)前瞻性、多中心、開放式、單組研究旨在評估C-Scan系統(tǒng)的安全性、可用性和受試者依從性。該研究包括28名評估患者，其中三分之二以上被認(rèn)為具有結(jié)直腸癌的平均風(fēng)險(xiǎn)。每個患者都攝入了一個C-Scan膠囊，并接受了糞便免疫化學(xué)測試(Fecal Immunochemical Test,FIT)和對比結(jié)腸鏡檢查，結(jié)腸鏡檢查由一位獨(dú)立的胃腸病學(xué)專家進(jìn)行，他對相應(yīng)的測試結(jié)果并不知情。

這項(xiàng)研究在兩個地方進(jìn)行，分別是紐約大學(xué)Grossman醫(yī)學(xué)院和羅切斯特的梅奧診所。研究的主要目的是評估與設(shè)備或程序相關(guān)的嚴(yán)重不良事件的發(fā)生率。次要目的包括患者依從性、受試者滿意度以及設(shè)備和程序的相關(guān)性能。由于樣本量的原因，本研究的設(shè)計(jì)并沒有考慮統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

研究未報(bào)告任何與設(shè)備或程序相關(guān)的嚴(yán)重不良事件，所有不良事件均為輕度。共有45名患者報(bào)名參加研究，其中40名患者接受了試驗(yàn)。這40名患者都進(jìn)行了C-Scan膠囊檢查，并在結(jié)束后完成了一份問卷調(diào)查。與結(jié)腸鏡檢查相比，C-Scan膠囊獲得了更高的滿意度。

考慮到技術(shù)和生理上的變化(dropouts)以及違反協(xié)議等情況，最終共有28名患者可進(jìn)行評估。對評估結(jié)果的分析顯示，C-Scan和結(jié)腸鏡檢查在息肉檢測方面的一致性與post-CE認(rèn)證研究的數(shù)據(jù)②一致。

注②：該項(xiàng)研究結(jié)果為：息肉≥10mm患者的敏感性為76%，所有患者的特異性為82%，而糞便免疫化學(xué)試驗(yàn)(FIT)的敏感性為29%，特異性為96%。此外，C-Scan系統(tǒng)檢測出息肉≥40mm的全部4名患者(100%)，而FIT僅檢測出其中1名(25%)。總體來說，C-Scan系統(tǒng)在所有患者(包括息肉<10mm的患者)中獲得了66%的敏感性，而FIT在同樣人群中獲得了23%的敏感性。

該研究的首席研究員、胃腸病學(xué)家、紐約大學(xué)Langone健康中心的醫(yī)學(xué)副教授Seth A. Gross博士說:“從安全性和患者對手術(shù)的依從性兩方面來看，這項(xiàng)研究的結(jié)果都很有前景。目前大多數(shù)無創(chuàng)結(jié)直腸癌篩查方法對癌前息肉的檢測效果都很一般。我們對C-Scan系統(tǒng)的潛力感到興奮，它為患者提供了一種友好的篩查選擇，可以在癌前息肉變成惡性之前就發(fā)現(xiàn)它們，我們期待看到未來C-Scan系統(tǒng)推進(jìn)美國的關(guān)鍵研究(pivotal study)。”

另據(jù)透露，試點(diǎn)研究的初步結(jié)果很有希望，計(jì)劃2020年在美國進(jìn)行一項(xiàng)關(guān)鍵研究。

Check-Cap首席執(zhí)行官Alex Ovadia表示，目前正集中精力準(zhǔn)備向FDA提交IDE③，并利用新版本的C-Scan系統(tǒng)收集更多臨床數(shù)據(jù)，同時(shí)繼續(xù)建立Check-Cap的全球運(yùn)營機(jī)構(gòu)。

注③：IDE，即Investigational Device Exemption，指美國試驗(yàn)用醫(yī)療器械的豁免制度，目的是讓開發(fā)中的醫(yī)療器械可以免除掉對于以上市銷售為目的的器械產(chǎn)品的種種管制，而以較簡單的方式讓制造商通過臨床試驗(yàn)來收集安全性和有效性的信息資料，從而為510(k)和PMA申請?zhí)峁��?shù)據(jù)支撐。