Forskare testade den elektroniska sensorn hos sju friska människor och fann att enheten noggrant kunde upptäcka koncentrationerna av väte, koldioxid och syre i realtid när den passerade genom kroppen, enligt studien, publicerad online igår (8 jan) i tidskriften Nature Electronics.
Även om sensorns resultat fortfarande måste testas i en större grupp människor, inklusive hos individer som har tarmförhållanden, kan användning av sensorn en dag leda till färre invasiva procedurer, till exempel koloskopier, sade forskarna.
Kapseln är ungefär storleken på en stor p-piller - bara 2 tum x 0,4 tum (2,6 cm och 1 centimeter). Från det ögonblick som det sväljs till den tid det utsöndras mellan en och två dagar senare, skickar kapseln data om tarms gaskoncentrationer var femte minut till en handhållen enhet utanför kroppen. Denna enhet använder i sin tur Bluetooth för att skicka informationen till en smarttelefonapplikation.
Sensor överraskning
Utöver vidarebefordran av realtidsdata om gaskoncentrationer i en persons tarm, avslöjade kapselstudien att den mänskliga magen har ett tidigare okänt skyddssystem. Detta system sparkar i växel om främmande föreningar stannar i magen för länge och utlöser magen att frigöra oxiderande kemikalier för att bryta ner och förstöra dem, fann forskarna.
"En sådan immunmekanism har aldrig rapporterats förut", säger ledarstudieförfattaren Kourosh Kalantar-zadeh, professor i School of Engineering vid Royal Melbourne Institute of Technology, Australien, i ett uttalande.
Dessutom visade kapseln att tjocktarmen, eller tjocktarmen, kan innehålla syre, eftersom människor på en fiberrik diet hade höga koncentrationer av syre i sina kolon. "Detta strider mot den gamla tron att kolon alltid är syrefri", sa Kalantar-zadeh till Live Science.
Detta syre-relaterade fynd kan hjälpa forskare att förstå hur vissa tillstånd, såsom koloncancer, utvecklas, sade han.
Om den är godkänd kan kapseln revolutionera hur läkarna diagnostiserar tarmsjukdomar och till och med hjälpa dem att bedöma en patients diet, sade han. Det beror på att varje sjukdom troligen har sin egen signatur av gaskoncentrationer, så kapselavläsningar skulle göra det möjligt för läkare att identifiera eventuella problem en patient har, sade han.
En större studie med mer än 300 patienter förväntas vara klar 2019, konstaterade Kalantar-zadeh. Det är oklart hur mycket kapseln kommer att kosta om den bringas på marknaden, men forskarna "hoppas kunna leverera den till patienter under $ 200 i det första steget," sade han.
Ett bättre andetagstest
Forskarna gjorde den elektroniska sensorn efter att en gastroenterolog (en läkare som specialiserat sig i mag-tarmkanalen och levern) frågade om forskarna kunde göra diagnostiska andetagstest mer pålitliga för tarmtillstånd, eftersom de flesta andetagstest är pålitliga bara 60 procent till 70 procent av tid, sa Kalantar-zadeh. Sådana andetagstest används för att diagnostisera tillstånd såsom tunntarmsbakteriell överväxt och irritabelt tarmsyndrom, genom att mäta gaskoncentrationer.
Men forskarna kunde inte producera ett bättre andetagstest, sade han. Det beror på att mängden och koncentrationerna av gaser som produceras i tarmen ändras när de kommer till lungorna, sade han.
"Så vi började skapa en enhet, vår kapsel, för att mäta gaser" direkt "där de genereras i tarmen," sade Kalantar-zadeh.
Utanför åsikter
Kapseln är ett "nytt verktyg som kan hjälpa oss att dechiffrera de komplexa interaktionerna mellan värden, tarmbakterier och diet som slutligen bestämmer vår hälsa eller sjukdom", säger Dr. Premysl Bercik, docent vid Institutionen för medicin vid McMaster University, i Kanada, som inte var involverad i studien.
Det är spännande att kapseln hittade höga syrevärden i tjocktarmen, berättade Bercik till Live Science, men tillade att "vi måste vara försiktiga när vi tolkar dessa resultat ... mer information behövs för att förstå den komplexa kemi som händer i våra tarmar."
Under tiden kan den här enheten vara till nytta för patienter med irriterande tarmsyndrom eller tunnväxtbakterietillväxt, säger Dr. Priya Kathpalia, biträdande professor i medicin vid University of California, San Fransisco Division of Gastroenterology. Det beror på att kapseln kan hjälpa patienter att lära sig om de behöver göra koständringar eller söka medicinsk behandling, berättade Kathpalia för Live Science.
