胶囊窥镜介绍

1、胶囊内镜胶囊内镜全称为“智能胶囊消化道内镜系统”，又称“医用无线内镜”。原理是受检者通过口服内置摄像与信号传输装置的智能胶囊，借助消化道蠕动使之在消化道内运动并拍摄图像，医生利用体外的图像记录仪和影像工作站，了解受检者的整个消化道情况，从而对其病情做出诊断。 特点胶囊内镜具有检查方便、无创伤、无导线、无痛苦、无交叉感染、不影响患者的正常工作等优点，扩展了消化道检查的视野，克服了传统的插入式内镜所具有的耐受性差、不适用于年老体弱和病情危重等缺陷, 能清楚观察到胃镜、肠镜无法到达的小肠，可作为消化道疾病尤其是小肠疾病诊断的首选方法。患者吞服后，胶囊随胃肠肌肉运动沿消化方向运行，拍摄图像，再把图像传

2、至患者系于腰间的数据传输装置。几小时后，医生把胶囊拍摄的图像下载于电脑，胶囊在24小时内自动排出体外。使用胶囊内窥镜，患者可保持正常活动和生活。目前，全世界每年有100万人死于直肠癌，如果使用胶囊内镜，建立良好的预防性机制，就可以在早期发现并治愈。未来的医疗发展，病发前预防性治疗是主要趋势。构造典型的胶囊内镜由七部分组成，透明外壳、光源、成像元件、传感器、电池、发射模块和天线组成。电路系统又包含了传感器检测部件，信号处理部件和无线发射部件。图像、温度、pH值等传感器检测部件检测消化道内信息，该信息经过信号处理部件的处理经无线发射部件发送至体外。体外接收机接受信号，经过体外处理单元的处理，在终端

3、显示出来。以色列GI公司胶囊内镜1、 光学球顶2、 镜头支架3、 镜头4、 发光LED5、 CMOS感光元件6、 电池7、 ASIC8、 天线国外胶囊内镜的发展历史被尊为医学之父的希波克拉底在古希腊时代就曾描述过一种“直肠诊视器”。自从1806年德国人波兹尼制造了以蜡烛为光源的膀胱直肠镜以来，内窥镜随着人类科技的进步而不断发展：从硬管式内窥镜、纤维内窥镜，到超声和电子内窥镜，医生利用这些设备已经能够越来越方便、越来越清晰地窥视到人体内部的器官。近二十年来，随着当今科学相关技术的不断进步，消化内镜技术发展是日新月异，尤其内镜介入治疗技术更是突飞猛进，已成为消化系疾病诊治中不可缺少的技术，在一定程

4、度上取代了某些消化系疾病传统的外科手术治疗。以色列的胶囊内镜1981年，以色列国防部的机械工程师伊丹听一位内科医生聊起内窥镜检查的过程，他联想起自己熟悉的智能导弹上的遥控摄像装置，并由此产生了研制无线内窥镜的最初设想。此后，在伊丹的率领下，以色列专家开始大力开展对无线内窥镜的研究工作，并于上世纪90年代获得了该技术领域最早的专利。基文影像（Given Imaging）公司是以色列著名的高科技医疗器械制造商。 2001年5月，以色列的基文影像公司采用伊丹的专利技术，生产了名为M2A的世界上第一个胶囊式内窥镜，并率先进入临床使用，这一产品在全世界引起了巨大的反响。自公司2001年美国纳斯达克上市以

5、来，平均每年保持着接近20%的营收增长率，而2009年的财报显示，该公司的毛利率高达76.6%。“M2A”胶囊可以连续工作68个小时,能够拍摄到小肠内壁的图像。尺寸为11mm×27mm，由光源、透镜、CMOS感光芯片、电池组和无线传输模块组成。胶囊外观光滑，可以使患者摄食起来较为方便，并且避免在蠕动到肛门的过程中粘上其它的东西。电池可以提供78小时，拍摄250000600000张图片，并传到体外腰部的接收装置里。“M2A”胶囊已经被食品和药品委员会认可,并且已经在34个国家投入商业应用。 2001年8月Given Imaging公司又推出了PillCam系列产品，用于人体食道检测和肠

6、道检测。其可以在肠道内工作至少8个小时，每秒钟向外传输两幅图像。2006年，PillCam进入中国市场。以色列制造的胶囊内镜2010年上海世博会上，基文公司展出了新一代的PillCam，只要病患者服下后，就能通过内置的摄像镜头开始工作，针对其经过多个人体内部，以最快每秒3帧的方式向外界传输拍摄的人体内部的情况图片，包括一直被医学界难以检测的小肠盲区，最终从人体安全排出。目前在中国，已经有近200个医院拥有这样的机器，全世界总共大概有6000部机器在运转，全球约有120万人用过胶囊。据基文公司透露，在体内检视仪的领域内，其占据了90%的市场份额。而在未来，基文影像公司将主要研究如何可以控制胶囊在

7、人体的某些部位暂时停止，并方便从身体内部取一些组织样本，或者在身体内某个部位准确释放药物。而一旦这类科技取得突破进展，基文影像公司将可通过扩张性的基站（电脑工作站）投入，只要每年靠对市场的药丸投放，就可实现营收的几何级增长。不过，由于该类胶囊内镜的研发制造成本过高，每一个带有微型摄像机的胶囊都属于一次性产品。所以在推广上高价位仍是发展的障碍，而在美国，患者每使用一次胶囊内镜检视身体，费用就高达1000美元。2009年，该公司共卖掉22万颗胶囊，全球6000台机器年平均使用次数为35次。日本的胶囊内窥镜日本的RF System Lab公司也公布过一种更小的不使用电池的胶囊内窥镜样机原型，名为“N

8、orika3”。其胶囊直径9mm，长23mm，在胶囊内部采用CCD成像系统，具有很高的图像清晰度,可达410000像素。它以数字方式由微波发送，被外部接受后转换成图像显示在屏幕上，进行实时检测，并可以硬盘储存,以便随时调取研究。病人身穿嵌有三组发射线圈和接收线圈的背心，线圈发送射频。胶囊内同样有三组60度间隔的线圈，在经过磁线圈接收并经电容器转换后感应出电流，形成一个三极电机的模式，从而控制胶囊的旋转,以便不同方向观察病灶。镜头四周有二个白色灯和二个近红外线灯，从外部控制其不同亮度的比例，可产生模拟三维图像。镜头也可由外部控制来调节其焦距,以获得清晰的图像。它每秒能摄取30幅图像,因此可观察脏

9、器的实时运动，并可以网络传输,进行远程会诊。另外,胶囊内部有一个喷药仓和一个取活检仓，均可由外部控制分别打开其阀门,进行对病灶的喷药或伸出微型钛金属针取活检。 2003年通过改进“Norika3”开发出甚至适合2个月婴儿的胶囊内窥镜。该内窥镜尺寸为5.8mm×15mm，是当时世界上最小的胶囊内窥镜。由于它的体积只有“Norika3”的27%，因此与“Norika3”相比，它不具有控制功能。另外，日本奥林巴斯公司在2005年10月，也开发了小肠用胶囊内镜“Endo Capsule”，在其外径11mm、长26mm的胶囊内，配备了小型CCD、照明及自动调光功能等。胶囊在患者吞服后，在通过消

10、化道的同时，可以1秒钟内拍摄两张，8小时共可拍摄约6万张图像。拍摄的图像可无线发送到患者佩戴的天线上，再依次存入接收装置。患者可在吞服胶囊12小时后出院，恢复正常生活。拍摄完成后，医生可从接收装置下载图像数据到工作站进行诊断。 该产品于05年10月在欧洲上市，07年10月在美国上市。而在日本的医药法律相关事项的申请已于07年1月提交。2008年9月，获得日本厚生劳动省获得了胶囊内镜在日本的生产销售许可，产品将于2008年10月15日开始在日本国内销售。此次在日本国内获得生产销售许可的胶囊内镜是继以色列基文影像（Given Imaging）之后的第二例。1、胶囊内镜 2、系统套件 3、工作站1、

11、胶囊内镜套件包括：小肠用胶囊内镜、天线罩及胶囊内镜回收套件；2、胶囊内镜系统套件包括：浏览器、接收装置、电池组、天线单元、支架、充电器、底座及浏览器连接线 ；3、工作站 包括：Endo Capsule的PC套件、液晶显示器及激光打印机 。胶囊式内镜的诞生开辟了内镜技术医学应用的新领域，且与胃镜和肠镜具有良好的互补性，是消化学科发展史上的一个重要里程碑。目前，世界上许多国家的研究人员纷纷开始了对消化道胶囊式微型诊疗系统的研究开发工作，推动着消化道疾病的诊断和治疗朝着无痛、无创的方向发展。国产胶囊内镜的发展2001年起，重庆金山科技集团展开“胶囊内镜”的自主研发，并于2002年10月列入科技部国际

12、合作重点项目，同时也被列入国家“863计划”先进制造与自动化领域MEMS重大专项给予扶持。经过三年多的艰苦攻关，重庆金山科技集团终于在2004年初完成了胶囊内镜关键技术的开发，拿出了原理样机；经过一系列的动物试验之后，2004年6月实现了第一代产品定型。重庆金山科技集团的胶囊内镜被命名为“OMOM”（胶囊尺寸13mm*27.9mm，重量6g）于2004年3月获得中国SFDA的批准，准予临床应用。它是中国第一个，当然也是世界上第二个用于临床的胶囊内镜。 2010年11月金山科技宣布，具有世界领先水平的“胶囊机器人”最快将于2011年初上市。以往的胶囊内镜，在患者服用后只能根据事先设定的“体内旅途

13、”拍照，无法实现人为控制。此款“胶囊机器人”，它解决了传统胶囊内镜在人体内的运动方向和速度无法接受外部控制的技术难题，体积只有现在智能胶囊的1/3大小，它集MEMS（微系统）技术、通信技术和自动控制技术于一身，病人服下胶囊机器人后，医生借助先进的姿态控制器，可对消化道可疑病灶进行多角度观察，更有利病情诊断。尽管这颗胶囊内镜较以色列的晚了一年多，但对于去年同在上海世博会上展出的两颗胶囊内镜，金山科技表示他们的产品优势很明显：1、可以体外遥控，让其在进入体内2小时后，即进入小肠部位时，将拍照速度调整为每秒2幅，以确保在6-7小时电池量的时间内，对小肠彻底扫盲；2、价格仅同类产品的一半，让更多的患者

14、从中受益。重庆金山科技OMOM胶囊内镜OMOM胶囊内镜是集图象处理、信息通讯、光电工程、生物医学等多学科技术为一体的典型的微机电系统（MEMS）高科技产品，由智能胶囊、图像记录仪和影像工作站(计算机和图像分析软件)三个部分组成。可以帮助医生为消化道疾病患者做辅助诊断，在消化系统疾病的诊治中有着十分广泛的应用。OMOM胶囊内镜的工作原理是：患者像服药一样用水将智能胶囊吞下后，它即随着胃肠肌肉的运动节奏沿着胃十二指肠空肠与回肠结肠直肠的方向运行，同时对经过的腔段连续摄像，并以数字信号传输图像给病人体外携带的图像记录仪进行存储记录，工作时间达68小时，在智能胶囊吞服872小时后就会随粪便排出体外。医

15、生通过影像工作站分析图像记录仪所记录的图像就可以了解病人整个消化道的情况，从而对病情做出诊断。 OMOM胶囊内镜的操作十分简便，整个检查仅为吞服胶囊、记录与回放观察三个过程。医生只需在回放观察过程中，通过拍摄到的图片即可对病情做出准确判断。OMOM胶囊内镜的技术特点OMOM胶囊内镜在前期研发中，采取了与国外的专利情况完全不同的设计方案和工艺技术，并验证了技术的可行性，突破了一些关键的技术，包括：低功耗图像采集与处理系统设计、近距宽景非球面镜头设计、双工多通道无线传输设计和封装工艺与结构强度的一致性与可靠性等。 OMOM胶囊内镜的主要创新点在于两个方面：一、可控的无线收发方式。国外产品只有发射功

16、能，而图像记录仪只是被动接收，无法实现体外对胶囊的控制；OMOM胶囊内镜的智能胶囊与图像记录仪通过无线双工多通道的方式进行通信，具有接收和控制功能；二、进口胶囊内镜只能在完成拍摄后，在工作站观察传送出来的图像。而国产OMOM胶囊内镜实现了实时真彩图像监测，便于医生在智能胶囊的检测过程中完成对智能胶囊工作状态的控制，同时也建立了一个开放端口，有利于将来实现对胶囊的体外控制。金山OMOM与基文公司PillCam胶囊内镜应用领域以色列GI公司的M2A胶囊内镜自2002年进入中国以后，有30多家医院引进了该设备，但是，由于产品功能上的某种局限，尤其是价位过高（在初期，病人一次检查的费用高达8000元到

17、1万元左右），因此，使用数量受到极大的影响。 与进口胶囊内镜相比，国产OMOM胶囊内窥镜在价格上大幅度地降低，一次检查费在3000元左右，同时在技术上具有自己独特的优势，所以自OMOM胶囊内镜问世以来，因其价格低、科技含量高迅速占领了市场。目前已在北京友谊医院、北京军区总院、上海长海医院、成都华西医院、广州南方医院和重庆新桥医院等40多家大型医院投入临床使用。 胶囊内镜在临床上的应用价值，一直是一个困扰医院与厂家的一个问题。他们都在从不同的角度寻求产品价值的定位。最早的时候，以色列的M2A定位于全消化道检查，但是，由于胃腔体过大，且不能对其经过的时间进行控制，所以随机性太强，无法作为胃部检查的

18、选择，加上胃镜技术已经十分成熟，所以M2A选择了差异化的定位，只明确M2A用于小肠的检查。因为长达5-7米的小肠长期以来被称为临床检查的盲区。 国产OMOM胶囊内镜在临床价值上的定位，生产厂家采取了完全不同的思路。他们将OMOM胶囊内镜的临床价值，定位于三个方面：一是舒适检查手段，满足耐受性较差的人群查病和高端人群查体；二是综合诊治手段，与其他消化道检查手段配合，以提高诊断准确率；三是小肠突破手段，在传统检查方法不能达到的小肠内实现真彩图像检查。 胶囊内镜的临床应用情况已经表明，除了部分患者是因为病痛而接受检查外，还有一半以上的受检者属于体检性质。证明胶囊内镜在体检方面也具有更广阔的应用空间。

19、随着人们生活品质的提高，追求健康已成为一种必然。如果胶囊内镜能够在体检方面大力推广应用，可以预期国民的消化道疾病的晚期发病率将大大降低。存在的问题随着技术的不断发展，胶囊内镜的智能化程度还会不断提高，其功能也将进一步增强。中华消化内镜学会主任委员张齐联教授在展望胶囊内镜的未来时，曾形象的将其比喻为“有手有脚”的智能胶囊。“有脚”，是指胶囊能在人体肠道内自由走动，也就是说医生能够在病人体外通过控制胶囊的姿态和运行，来更好的检查；“有手”，则是指胶囊内镜能在人体内进行定点的药物释放，甚至进行一些简单的手术治疗，帮助医生切除肠道内的肿瘤或息肉。要实现这些功能，还需要解决以下问题：1、无线供电，解决能源问题未来胶囊要实现体外控制和体内治疗，必然会耗费更大的电能，而普通的电池，已经很难维持。于是，怎样保证胶囊在体内有充足的能量能够完成任务，成为了未来胶囊内镜能否成功的首要条件。 尝试取消电池，开发以MEMS（微机电系统）来保证胶囊在使用过程中，能够有持续不断的电流来完成外部发出的指令是一项可实施方案。2、精确定位，确保有效性目前，虽然胶囊内镜为过去无法检查到的长达57米的小肠提供了可行的检查方案，但胶囊无法给沿途所拍摄的