一顆小“膠囊”洞察胃和腸

張航

不少人都懼怕胃鏡檢查，因?yàn)槟切枰滔乱桓L(zhǎng)長(zhǎng)的管子，異物感令許多人難以忍受。如今，胃鏡和腸鏡檢查都有了高科技幫忙。病人只需服下一顆小小的“膠囊”，胃腸道內(nèi)的病灶就能被醫(yī)生看得一清二楚。

就在剛剛落幕的全國(guó)科普日北京主場(chǎng)活動(dòng)中，一款智能導(dǎo)航膠囊機(jī)器人引起關(guān)注。膠囊機(jī)器人在體外設(shè)備的智能控制下，像一艘無(wú)人駕駛的飛船穿梭在胃部模型的各個(gè)位置，執(zhí)行檢查任務(wù)。記者了解到，這種膠囊機(jī)器人已經(jīng)在北京等多個(gè)大城市的三甲醫(yī)院進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，未來(lái)將實(shí)現(xiàn)對(duì)胃部疾病開(kāi)展早篩智能檢查。

“膠囊胃鏡”長(zhǎng)什么樣？

在中國(guó)科技館的科普日活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，記者見(jiàn)到了這枚膠囊內(nèi)鏡，工作人員稱之為“膠囊機(jī)器人”。它的外形與普通食用膠囊極為相似，尺寸略偏大一些，長(zhǎng)大約2厘米，直徑大約1厘米，普通人可以很順利地吞服。

工作人員模擬了這顆“膠囊”的檢查過(guò)程。服下“膠囊”后，“病人”躺在一張類似X光檢查的床位上，腹部對(duì)準(zhǔn)一個(gè)“探頭”。一旁的控制臺(tái)有一個(gè)大屏幕，隨著“膠囊”逐漸深入體內(nèi)，“病人”體內(nèi)的畫(huà)面不斷在控制臺(tái)顯示器上出現(xiàn)。小小的“膠囊”像一輛無(wú)人駕駛的飛船游弋穿梭在胃的各個(gè)位置，完全無(wú)人干預(yù)。它用搭載的高清攝像頭“掃”過(guò)每一寸內(nèi)壁，發(fā)現(xiàn)每一個(gè)疑似點(diǎn)，實(shí)時(shí)畫(huà)面?zhèn)髦玲t(yī)生眼前，支持診斷。

“它有自己的‘大腦，可以判斷該去哪里，在哪里停多久，還能精準(zhǔn)控制自己的姿態(tài)。”工作人員說(shuō)，智能導(dǎo)航膠囊機(jī)器人采用膠囊內(nèi)部傳感器的智能感測(cè)技術(shù)和膠囊機(jī)器人控制姿態(tài)感測(cè)技術(shù)，能夠結(jié)合人體腔道圖像深度學(xué)習(xí)技術(shù)和膠囊距離感測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位。同時(shí)通過(guò)智能控制算法，控制膠囊在胃腔里的運(yùn)動(dòng)軌跡。

膠囊機(jī)器人已更新至第四代

這款用來(lái)演示胃鏡檢查的膠囊機(jī)器人是“膠囊內(nèi)鏡系列”的第四代產(chǎn)品。研發(fā)者王金山是一位技術(shù)狂熱愛(ài)好者。正在那段時(shí)間，王金山的一位親人因?yàn)槟c胃不舒服住進(jìn)了醫(yī)院，需要做消化道檢查。當(dāng)時(shí)做胃鏡和腸鏡是唯一的精準(zhǔn)檢查手段，但這種傳統(tǒng)的檢查方式令老人痛苦不堪，離開(kāi)檢查室的時(shí)候幾乎耗盡了體力。“能不能從技術(shù)上減輕人的痛苦，讓取樣檢查的攝像頭直達(dá)‘目的地？”他咨詢了一大批國(guó)內(nèi)的微機(jī)電技術(shù)專家后，產(chǎn)生了一個(gè)大膽的念頭：把檢查設(shè)備裝進(jìn)一個(gè)膠囊里，讓病人吞下去，再排出來(lái)。

這項(xiàng)技術(shù)當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)外都極少有人涉足，研發(fā)難度可想而知。投資者撤資、技術(shù)瓶頸“卡脖子”……團(tuán)隊(duì)遇到了一系列難題，最終熬了過(guò)來(lái)。2003年，第一顆成型的膠囊式內(nèi)窺鏡誕生。這顆“膠囊”的主要功能就是檢查消化道特別是小腸的疾病，包括小腸靜脈曲張、腸壁出血等等?！爱?dāng)時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，檢查胃有插管胃鏡，檢查結(jié)腸可以用傳統(tǒng)腸鏡，但小腸因?yàn)楠M窄迂回的形態(tài)，始終有傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡無(wú)法探視的盲區(qū)?！惫ぷ魅藛T告訴記者。

2004年10月，這顆膠囊內(nèi)鏡在北京的北大醫(yī)院、友誼醫(yī)院和重慶新橋醫(yī)院、重醫(yī)附二院四家醫(yī)院成功進(jìn)行了臨床應(yīng)用試驗(yàn)，并在2005年獲得了當(dāng)時(shí)國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局頒發(fā)的三類醫(yī)療器械注冊(cè)證，成功走入市場(chǎng)。在一些地方，用“膠囊腸鏡”甚至已經(jīng)納入了醫(yī)保。

距離實(shí)際應(yīng)用還有多遠(yuǎn)？

膠囊腸鏡還在研發(fā)沖刺的時(shí)候，科研人員已經(jīng)投入膠囊胃鏡的研發(fā)?！昂芏嗳说钟|用插管胃鏡，那我們就用創(chuàng)新的膠囊胃鏡技術(shù)對(duì)他們進(jìn)行無(wú)痛無(wú)創(chuàng)的舒適化檢查。最終受益的是老百姓。”工作人員告訴記者。“膠囊機(jī)器人”不僅可以自主進(jìn)行胃部檢查，還可以通過(guò)人工智能技術(shù)對(duì)檢查的圖像進(jìn)行輔助診斷，同時(shí)發(fā)展遠(yuǎn)程診療技術(shù)，比如通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)展異地讀片診斷、指導(dǎo)治療，實(shí)現(xiàn)胃癌早期篩查的普及。

記者了解到，“膠囊機(jī)器人”已經(jīng)在北京等多個(gè)大城市的三甲醫(yī)院進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，未來(lái)將實(shí)現(xiàn)對(duì)胃部疾病早篩防癌的智能檢查。這對(duì)于廣大民眾而言，無(wú)疑是福音。資料顯示，以胃癌為例，早期發(fā)現(xiàn)早治療，五年生存率高達(dá)90%以上，而如果是晚期才發(fā)現(xiàn)，五年生存率只有20%左右。但事實(shí)上，由于傳統(tǒng)胃鏡難以被人們所接受，檢查率也就10%左右。在西方不少發(fā)達(dá)國(guó)家，胃鏡檢查幾乎是體檢必選項(xiàng)目。如果“膠囊機(jī)器人”在胃鏡檢查中得到應(yīng)用，無(wú)疑會(huì)被更多人所接受。

膠囊機(jī)器人融合六大高科技

據(jù)介紹，“智能導(dǎo)航膠囊機(jī)器人”融合了多種高科技技術(shù)。膠囊控制技術(shù)，采用機(jī)器人智能控制技術(shù)能精確控制膠囊在人體腔道的運(yùn)動(dòng)軌跡，達(dá)到快速、全面對(duì)人體腔道檢查的目的，可以降低使用風(fēng)險(xiǎn)、減輕病人痛苦等。

膠囊定位技術(shù)，采用膠囊內(nèi)部傳感器的智能感測(cè)技術(shù)和膠囊機(jī)器人控制姿態(tài)感測(cè)技術(shù)，結(jié)合人體腔道圖像深度學(xué)習(xí)技術(shù)和膠囊距離感測(cè)技術(shù)，形成腔道模擬圖，顯示膠囊在腔道中的位置和3D姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)膠囊的實(shí)時(shí)定位。

人工智能控制算法，采用機(jī)器人智能控制算法，實(shí)現(xiàn)消化道智能路徑規(guī)劃，自動(dòng)控制膠囊在人體大腔道的運(yùn)動(dòng)。

雙控制磁場(chǎng)技術(shù)，在膠囊的上下設(shè)計(jì)控制磁場(chǎng)，能夠增加膠囊內(nèi)鏡受到的磁力及控制力。

醫(yī)療大數(shù)據(jù)技術(shù)，采用基于大數(shù)據(jù)人工智能的消化圖像實(shí)時(shí)識(shí)別及智能診斷系統(tǒng)，可在檢查過(guò)程中對(duì)采集到的圖片智能分析，實(shí)現(xiàn)可疑病灶自動(dòng)預(yù)警，為醫(yī)生提供可疑病灶全面、準(zhǔn)確的信息，減少漏診，實(shí)現(xiàn)早癌篩查及病變部位重點(diǎn)檢查。

“飛捷”算法，這項(xiàng)稱之為“飛捷”算法的應(yīng)用能完成同步多項(xiàng)目檢查，在分類的同時(shí)可以給出異常所在的位置。另外利用“飛捷”算法同時(shí)對(duì)不同種類的異常進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)胃部多種疾病的同時(shí)診斷，能節(jié)省醫(yī)生的時(shí)間。（資料來(lái)源：《北京晚報(bào)》）