一颗“胶囊”穿梭胃肠查疾病,北京等地三甲医院开始临床试验

2019-11-04 07:22:30 | 来源:admin

许多人一看到胃镜就脸色苍白,因为需要吞咽一根穿过食道的长管才能到达胃腔。异物的感觉让许多人无法忍受,所以他们选择放弃这个实际上非常重要的体检。现在,胃镜和肠镜已经有了高科技的“福气”。只要服用一粒胶囊,它就可以在胃或肠道内自由活动。它用高清摄像机“扫描”内壁的每一寸,找到每一个可疑点。实时图像被传送给医生以支持诊断。

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,在整个过程中无需任何人为干预即可执行检查任务。记者了解到,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。今后,他们将对胃病进行早期筛查和智能检查,以达到胃癌早期发现、早期诊断和早期治疗的目的。胶囊机器人的前身:主要检查肠道的胶囊内窥镜和磁控胶囊内窥镜已经在医院临床应用,并得到了大多数患者和医院的一致认可。

“胶囊机器人”的前世;

第一个胶囊内窥镜诞生于中国

该胶囊机器人的研发单位是重庆一家名为“金山科技”的高科技企业。创始人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一定能够做很多小事和大事。

但是在哪里行动呢?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主意:把检查设备放进胶囊,让病人吞下去,然后把它排出来,这样他就可以“看到”整个消化系统?

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。”金山科技平台运营商罗丹告诉记者。

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,进入市场并迅速受到欢迎。在一些地方,“胶囊小肠镜”的使用甚至被纳入医疗保险。

胶囊机器人:

第四代“胶囊内窥镜系列”

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。“我们发现胃镜检查比肠镜检查应用更广泛。罗丹说,他们与医务人员进行了多次交流。近年来,随着生活节奏的加快和不良生活习惯的影响,胃部疾病,特别是胃癌的发病率在许多地方都有所上升,胃癌治疗的关键是早期发现。很多人反对插管胃镜检查,于是我们将采用创新的胶囊胃镜检查技术对他们进行无痛、无创的舒适检查。最终受益的是普通人。”罗丹说。

这次考试有多舒服?在中国科技馆的科普日,记者看到了第四代胶囊内窥镜,工作人员称之为“胶囊机器人”。它的外观与普通食用胶囊非常相似。它的尺寸稍大,长约2厘米,直径1厘米。根据普通人的吞咽能力,服用没有问题。

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”就像无人驾驶的宇宙飞船,在无人干预的情况下绕着胃巡航。它有自己的“大脑”,可以决定去哪里,在那里停留多长时间,并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,将人体体腔图像深度学习技术和胶囊距离传感技术相结合,形成腔体仿真图,显示胶囊在腔体中的位置和三维姿态,实现胶囊的实时定位。

同时,机器人采用智能控制算法,可以根据胃模型的内部状态实时检查胃腔路径的智能规划,控制胶囊在胃腔内的运动轨迹。像这样应用于胶囊机器人的定位技术和智能控制算法是世界首创。

“胶囊机器人”与远程诊疗技术相结合

随着对医疗自动化需求的不断增长,智能医疗机器人市场迎来了一个快速增长的时期。数据显示,2018年上半年,国内医疗服务机器人市场达到5.2亿美元。据预测,智能医疗机器人市场2017年至2021年的平均复合增长率约为15.04%,2021年全球市场规模将达到207亿美元。未来的市场价值是不可估量的。

“胶囊机器人”可以自主进行胃部检查,通过人工智能技术对检查图像进行辅助诊断,开发远程诊疗技术,搭建医疗大数据平台,实现医疗信息交换和数据共享。例如,通过互联网技术开展远程阅读诊断,指导治疗,加强医疗资源的优化配置,实现早期胃癌筛查的普及。

记者了解到,“胶囊机器人”已经在北京等许多大城市的三级医院进入临床试验阶段。未来将实现胃部疾病早期筛查和预防的智能化检查,从而达到胃癌早期发现、早期诊断和早期治疗的目的。

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。

[六个高科技“祝福”胶囊机器人]

据介绍,“智能导航胶囊机器人”结合了6项高科技。

1号胶囊控制技术

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、准确检查人体内腔的目的。降低使用风险,减轻患者痛苦,大大提高整个消化道检查的整体性,最大限度降低漏诊率,指导医生对特定部位进行准确检查。

二号胶囊定位技术

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,医生控制胶囊,实现对特定部位的精确检查。

3号人工智能控制算法

采用机器人智能控制算法实现消化道的智能路径规划,自动控制胶囊在人体大内腔中的运动,从而快速、全面、准确地检查人体大内腔,降低使用风险,减轻患者痛苦。这项技术是世界上第一项。

4号双控磁场技术

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。

第五大医学大数据技术

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号“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。另外,“快速飞行”算法用于同时检测不同种类的异常,从而实现各种胃病的同时诊断,节省医生大量时间,减轻医生负担。

来源:北京日报客户

作者:张航

照片:张航

制片人:丁赵文和王然

编辑:王海平

流程编辑:孙玉杰

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