蝌蚪内镜为胃肠道肿瘤检测带来新希望

研究人体内部的问题对医生来说是一个紧迫的问题，其中一个特别困难的问题是胃肠道。食道、胃、肠和直肠这一系统中的癌症是导致死亡的主要原因，而且很难调查，因为有两种最有用的诊断方法可以检查肠道内部并提取样本:胃镜检查，一种安装在柔性探头上的摄像头插入喉咙;而内窥镜检查，在另一端有一个类似的系统，这对病人来说是非常不愉快和痛苦的。但多亏了这只不起眼的蝌蚪，帮助可能就在手边。

将摄像头放在可吞咽胶囊中，胶囊可以自行导航通过消化道并将图像发送回医生的想法并不是什么新鲜事：事实上，所谓的胶囊内镜目前是获取胃和结肠系统之间肠道图像的最佳方法，胃镜和内窥镜之间的边界区域。但它也并非没有缺点：通过肠道的肌肉涟漪（称为蠕动）等系统的传输速度因人而异；由于成像速度和蠕动之间的不匹配，也可能导致图像不清晰，因此很难精确确定病变和生长的位置；在系统中胶囊可以自由翻滚的部分，它有时可能指向错误的方向，以提供关注点的图片。

这是蝌蚪进入的地方，来自香港大学精密工程研究所的研究员永忠和Ruxu Du和赛马会微创外科训练中心的菲利普Wi-Cu，都在中国香港大学。试图模仿两栖动物幼体的运动，设计出一种胶囊式内窥镜，这种内窥镜具有可控的游泳动作，医生可以在胃部内进行引导，然后将其定向，使其理想地潜入肠道，在肠道中，蠕动可以在其余下的行程中占据主导地位。到目前为止，他们已经利用3D打印技术和实验推进系统制造出了这种胶囊，并在猪的胃里进行了测试。

太空舱本身结构简单，直径为13毫米，可容纳摄像头、LED灯、用于接收控制指令和发送数据的集成电路、天线、1.5V纽扣电池，以及尾部的驱动单元，驱动单元上装有橡胶拍动尾。这比蝌蚪的尾巴短得多，以保持整个胶囊的大小较小(它的总长度，9毫米的尾巴，是38毫米;重量6克)，减轻患者的创伤。驱动单元由两个永磁体组成，位于(垂直于)磁体线圈的两侧，尾部与之相连。永磁体的放置使它们的线圈方向相反，这样当线圈通电时，就会产生自己的磁场，其中一个永磁体吸引它，另一个永磁体排斥它。因此，在线圈中振荡电流的方向会导致尾部来回摆动。在液体中，这会产生推动胶囊前进的推力;改变电流可以改变拍动的幅度，并可以操纵胶囊，研究人员在杂志上的这篇文章中解释道HKIE交易.

在使用模拟双尺度胃部的测试中，研究小组确定胶囊的最大游泳速度为12.5毫米/秒，最小转弯半径为25毫米。利用猪胃进行的进一步试验证明，胶囊可以通过红外遥控器左右移动，并在到达胃壁时转动。研究人员设想，患者将空腹吞下胶囊，然后临床医生将其转向以获取胃的图像。然后，患者将被送回家，腹部绑着一个传感器垫，而胶囊则消除了肠道的扭曲，第二天返回医院，让临床医生从传感器垫上检索图像。“未来的工作包括优化系统模型和补充更多的实验来测试它，将图像系统集成到胶囊中以完成整个系统，最后在动物身上进行体内测试，”该团队说。