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一颗“胶囊”能穿梭胃肠查疾病,北京等地三甲医院已开始临床试验

2019-10-26 15:59:18
[摘要] 病人只需服下一颗小小的“胶囊”, 胃肠道内的病灶就能被医生看得一清二楚。工作人员模拟了这颗“胶囊”的检查过程。小小的“胶囊”像一辆无人驾驶的飞船游弋穿梭在胃的各个位置,完全无人干预。这颗“胶囊”的主要

图为第四代胶囊机器人

许多人害怕胃镜检查,因为它需要吞咽一根长管子,异物的感觉使许多人无法忍受。如今,胃镜和肠镜都有高科技的帮助。病人只需服用一粒小胶囊,医生就能清楚地看到胃肠道的病灶。

就在北京全国科普日之后,一个智能导航胶囊机器人引起了人们的注意。在外部设备的智能控制下,胶囊机器人像无人飞船一样在胃模型周围穿梭,执行检查任务。记者了解到,这款胶囊机器人已经进入北京等许多大城市3A医院的临床试验阶段,未来将对胃病进行早期筛查和智能检查。

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“胶囊胃镜”是什么样的?

记者在中国科技馆科普日活动现场看到了这种胶囊内窥镜。工作人员称之为“胶囊机器人”。它的外观非常类似于普通的可食用胶囊。它的尺寸稍大,长约2厘米,直径1厘米。普通人可以顺利吞下它。

工作人员模拟了这个“胶囊”的检查过程。服用“胶囊”后,“病人”躺在一张类似x光检查的床上,腹部与“探针”对齐。控制台的一侧有一个大屏幕。随着“胶囊”逐渐深入体内,“患者”体内的图像不断出现在控制台显示屏上。这个小“胶囊”就像一个无人驾驶的宇宙飞船在胃周围巡航,完全无人看管。它用高清摄像机“扫描”内壁的每一寸,找到每一个可疑点,并向医生传送实时图像以支持诊断。

“它有自己的‘大脑’,可以决定去哪里、停在哪里以及停多久。它还能精确控制自己的姿势。”工作人员表示,智能导航胶囊机器人采用胶囊内部传感器的智能传感技术和胶囊机器人控制姿态传感技术,结合人体体腔图像深度学习技术和胶囊距离传感技术,可以实现实时定位。同时,通过智能控制算法控制胶囊在胃腔内的运动轨迹。

研究与开发

胶囊机器人已经更新到第四代

用于演示胃镜检查的胶囊机器人是第四代“胶囊内窥镜系列”。研究员王金山是一个技术爱好者。20世纪90年代,微机电技术发展迅速。一些领先企业开始利用高度小型化的晶体管和电子软件开发微机电系统。一套系统可以缩小到指甲大小。王金山一直密切关注微机电系统的发展,他隐隐约约地觉得未来的世界将会“广阔而渺小”。

在此期间,王金山的一名亲属因肠胃不适入院,需要进行消化道检查。当时,胃镜检查和肠镜检查是唯一准确的检查方法,但这种传统的检查方法使老年人痛苦不堪,离开检查室时几乎筋疲力尽。“我们能否从技术上减轻人类的痛苦,让取样和检查用的摄像机直接到达“目的地”?在咨询了大量国内微机电技术专家后,他想出了一个大胆的想法:将检查设备放入胶囊,让病人吞下,然后排出体外。

当时,国内外很少有人参与这项技术,研发难度显而易见。投资者撤资,技术瓶颈“徘徊不前”...该队遭遇了一系列困难,最终幸存了下来。2003年,第一个成型的胶囊内窥镜诞生了。该“胶囊”的主要功能是检查消化道疾病,特别是小肠疾病,包括小肠静脉曲张、肠壁出血等。“当时,我们发现有一种用于胃部检查的插管胃镜,传统结肠镜可用于结肠检查。然而,由于小肠的狭窄和迂回的形状,总是有一个传统内窥镜检查不能访问的盲区。”工作人员告诉记者。

2004年10月,该胶囊内窥镜在北京大学医院、友谊医院、重庆新桥医院和重庆第二附属医院成功进行了临床应用试验。2005年,获得了当时国家食品药品监督管理局颁发的三类医疗器械注册证书,并成功进入市场。在一些地方,“胶囊小肠镜”的使用甚至被纳入医疗保险。

要求

它离实际应用有多远?

虽然胶囊内镜仍处于研发的冲刺阶段,但研究人员已经投入到胶囊内镜的研发中。随着生活节奏的加快和不良生活习惯的影响,许多地方的胃病,尤其是胃癌的发病率有所上升,胃癌的治疗关键在于早期发现。“很多人都抵制插管胃镜检查,那么我们将采用创新的胶囊胃镜检查技术为他们进行无痛、无创的舒适检查。最终受益者是普通人。”工作人员告诉记者。该“胶囊机器人”不仅可以自主进行胃部检查,还可以通过人工智能技术对检查图像进行辅助诊断,开发远程诊断和治疗技术,如通过互联网技术进行远程读片诊断和指导治疗,从而实现早期胃癌筛查的普及。

记者了解到,“胶囊机器人”已经进入北京等许多大城市三级医院的临床试验阶段,未来将实现胃病早期筛查和防癌的智能化检查。这对一般公众来说无疑是一个好消息。数据显示,对于胃癌,例如早期发现和早期治疗,五年生存率高达90%以上,而如果只在晚期发现,五年生存率只有20%左右。但事实上,由于传统胃镜检查难以被人们接受,检查率约为10%。在许多西方发达国家,胃镜检查几乎是体检的必备条件。如果“胶囊机器人”应用于胃镜检查,无疑会被更多的人所接受。

秘密

六大技术的胶囊机器人融合

据介绍,“智能导航胶囊机器人”集成了多种高科技技术。

1胶囊控制技术

采用机器人智能控制技术,精确控制胶囊在人体内腔中的运动轨迹,达到快速全面检查人体内腔的目的。降低使用风险,减轻患者痛苦,提高整个消化道检查的完整性,最大限度地降低漏诊率,指导医生对具体部位进行准确检查。

2胶囊定位技术

采用胶囊内部传感器智能传感技术和胶囊机器人控制姿态传感技术,结合人体腔道图像深度学习技术和胶囊距离传感技术形成腔道仿真图,显示胶囊在腔道中的位置和三维姿态,实现胶囊的实时定位。医生可以对特定部位进行精确检查。

3人工智能控制算法

采用机器人智能控制算法实现消化道智能路径规划,自动控制胶囊在人体大内腔中的运动。这项技术是世界上第一项。

4双控磁场技术

采用双控制磁场技术,在胶囊上下设计控制磁场,可以增加胶囊内窥镜接收的磁力和控制力。现有产品采用单磁铁方案;当磁体将胶囊内窥镜吸收到胃的上表面壁时,可以获得更好的控制;但是当胶囊位于胃的下表面壁时,由于磁体和胶囊之间的距离以及控制力不足,胶囊难以达到理想的控制效果。因此,该技术在人体下方设置第二磁体。当胶囊内窥镜位于胃的下壁时,下磁体可以控制胶囊的运动和姿态,从而胶囊内窥镜可以获得更强的控制力。

5医疗大数据技术

本发明基于大数据人工智能的消化图像实时识别智能诊断系统能够智能分析检查过程中采集的图像,实现可疑病灶的自动预警,为医生提供全面准确的可疑病灶信息,减少漏诊,实现肿瘤早期筛查和病灶部位重点检查。

6“快速飞行”算法

应用这种被称为“费杰”的算法,可以完成同步多项检查,并可以在分类时给出异常的位置。此外,采用“快速飞行”算法同时检测不同种类的异常,实现了各种胃病的同时诊断,节省了医生的时间。

资料来源:北京晚报

记者:张航

过程编辑:王宏伟

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