可吞咽式电子胶囊的发展与展望_聂泽东VIP免费

可吞咽式电子胶囊的发展与展望聂泽东王磊（中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所，中国科学院生物医学信息与健康工程学重点实验室深圳518067）摘要:可吞咽式电子胶囊是集生物医学图像/信号处理、信息通讯、光电工程、封装技术等多学科为一体的智能微系统（SmartMicrosystem），其被患者吞服后在消化道内蠕动。电子胶囊技术广泛用于消化道疾病（胃肠功能紊乱、肠癌和肠躁症等）的诊断，同时用于治疗的电子胶囊也已经开发。电子胶囊具有检查方便、无创伤、无痛苦、无交叉感染、不影响受检者正常工作、无检查盲区等优点，因此，电子胶囊在全世界得到广泛的研究，部分产品已经商业化。目前，电子胶囊可大致可分为消化道参数检测胶囊，胶囊内窥镜，消化道定点药物释放胶囊，电刺激胶囊和胶囊机器人。本文主要介绍了电子胶囊的发展现状，并对电子胶囊系统的未来进行了展望。关键词：医疗器械技术消化道电子胶囊胶囊内窥镜AProspectiveReviewforIngestibleElectronicCapsulesNIEZedongWANGLei(InstituteofBiomedicalEngineeringandHealthTechnologies,ShenZhenInstituteofadvancedtechnology,ChineseAcademyofScience，KeyLaboratoryforBiomedicalInformaticsandHealthEngineering,ChineseAcademyofSciences,ShenZhen518067)Abstract:Aningestibleelectroniccapsuleisasmartmicrosystemthatintegratesbiosensors,lowpowermedicalelectronics,wirelesscommunicationsandintelligentbiomedicalimage/signalprocessingalgorithms.Itcouldbeswallowedjustlikeanormaldrugpill,andthenittravelswithinthealimentarytract,drivenbynaturalperistalsis.Theingestiblecapsuletechnologyiswidelyusedtodiagnosisgastrointestinaldiseasessuchasdigestivedysfunctions,intestinalcancersandirritablebowelsyndrome(IBS),andetc.Recentlytherapeuticpillswerealsodeveloped.Thetechnologyhasmanyadvantagesovertraditionalgastrointestinaldiagnosisandtherapeuticdevices,sinceitistotallynon-invasive,suitableforpervasivemonitoring,andcausesminimalcross-infection.Becauseofthese,variousingestiblecapsulesweredevelopedworldwide,andsomeofthemweresuccessfullycommercialized.Tentativelytherearemainlysixdifferenttypesofingestiblecapsules,i.e.physiologicalmeasurementcapsules,endoscopiccapsules,biopsycapsules,drugdeliverycapsules,electricstimulationcapsules,andmicro-robotcapsules.Inthispaper,wewillpresentaprospectivereviewonthevariousingestibleelectroniccapsulesystemsandthestate-of-the-arttechnologiesinvolved.Keywords:MedicalApparatusTechnology;AlimentaryCanal;IngestibleCapsule;EndoscopeCapsule作者简介：聂泽东，男，硕士，主要研究方向：医学ASIC芯片设计与研究（zd.nie@siat.ac.cn）。王磊，男，副研究员，中国科学院“百人计划”入选者、医疗机器人研究中心执行主任。研究重点是生物医学系统芯片设计和生物医学信息处理。(wang.lei@siat.ac.cn)。4791引言随着微电子技术、MEMS技术、机器人技术和无线通信等技术的发展，电子胶囊逐渐成为了研究热点。电子胶囊主要用于消化道的参数检测与治疗，其克服了传统内窥检查的痛苦和盲区，并具有无交叉感染和不影响日常工作等优点。本文首先对电子胶囊系统进行了简要的概述，随后介绍了目前胶囊系统的主要发展现状，最后给出了电子胶囊系统的未来展望。2电子胶囊系统概述典型的电子胶囊结构如图1所示。电子胶囊一般由信号采集模块、信号处理模块、信号传输模块和电源模块组成。信号采集模块用于采集人体消化道的各种生理参数信息，包括图像、温度和pH值等，这些生理参数经过信号处理模块相应处理后再通过信号传输模块无线发往体外，电源模块提供系统工作电能。图1典型电子胶囊系统结构图电子胶囊的概念最早于19世纪60年代提出[1]，经过几十年的发展，各种电子胶囊逐步从理论走向临床。按照电子胶囊的功能划分，电子胶囊一般可分为消化道参数检测胶囊、胶囊内窥镜、消化道定点取样胶囊、消化...