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手持式磁铁比较吸引人的特点是方便使用、价格不贵。然而,2010年Ciuiti发表的论文,在猪的模型中证明,在运动精确度方面,机器人控制优于人工操作。

2010年,奥林巴斯最早和西门子合作时,使用的电磁体,用12个线圈,这个设备的形式在外观上与MRI相似,但是调动胶囊内镜的磁控制力小很多(传统MRI扫描所用磁控制力是该磁力的150-500倍)。该系统在足够大的工作体积内产生高达0.1T的磁通密度。

为了使传感器易于被磁性控制,其内部包含磁性材料。通过两个操纵杆进行磁力的精确调控,内科医生可以使胶囊到达三维空间里5个自由度的运动,包括X/Y/Z轴的直线运动,和水平旋转、垂直翻滚。

这款胶囊内镜包括2个图片传感器,医生看到的画面延迟于实时图片显示。

奥林巴斯和西门子的研究者在2010到2015年间,一共进行了三个阶段的研究,论文给出了志愿者试验中的检查效果。并提出还需要进一步改进导航和控制方法。

研究者分析,患者体位的改变以便于巡航胶囊内镜的检查,所以过程不只是依靠磁控操作完成的。再次,在胃塌陷的部位观察胃底、胃角对于磁控胶囊来讲依然是挑战。另外,在几个别的病例中,胃壁较强的顺行或逆行收缩也阻碍了胃窦和幽门的观察度;胶囊的磁控制力是不可能与胃壁生理学的蠕动相抗衡的。

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2012年后,发现用线圈复杂但是效果又做不到定点悬浮,从此奥林巴斯就改成使用永磁体了(后续专利技术转变可查阅),改为设计特殊构型的永磁体。

安翰科技拥有机器人磁胶囊引导系统,获得专利,临床批准,最近据报道将安装在中国的数百个医疗中心。他们的机器人系统由5自由度(两个旋转和三个平移)的机械臂组成。 使用单个球形磁体实现场生成,并且在工作区域中可以达到高达0.2T的场强。操纵磁铁控制嵌入式视频胶囊,可以以2 fps进行实时视频输入。

2015年邹和其同事们进一步证明ANKON系统的诊断准确性,一项68例患者的研究中,患者先检查MACE,再在4-24小时内检查电子胃镜。该磁控胶囊胃镜的平均检查时间是29.1min,电子胃镜的检查时间平均是8.5min。值得注意的是,电子胃镜每个患者至少捕获22张图片。68例病理被检测出来,其中二者检查结果一致的有53例。单独由电子胃镜检查出的是7例,而磁控胶囊胃镜检查出:3例糜烂,2例溃疡,1例萎缩和一例黏膜隆起。单独由磁控胶囊胃镜检查出的是8例,而电子胃镜漏检:6例糜烂,1例息肉,1例黏膜隆起。2位患者出现腹部疼痛,但自行好转。作者还从全面比较了磁控胶囊胃镜和电子胃镜对于检查胃黏膜是否正常的一致性。总体的一致性达到了91.2%(McNemar检测p值是0.687,无显著性差异)。

在这个研究中,可通过旋转或移动胶囊使其和黏膜摩擦,从而改善黏膜可视度。但是,3例患者依然由于胃清洁准备差而影响黏膜观察。研究没有直接对比患者对两种检查方式的满意度,但是报道的不良反应结果非常接近。2例患者在检查后1天出现短暂的、自行缓解的腹部疼痛。另一名患者出现慢性腹泻,随后检查结肠镜发现胶囊内镜在回盲部。

磁共振成像(MRI)是用于医疗应用的最普遍存在的磁系统。 它可以生成多达7特斯拉的体均匀单向场,此外还可以生成类似梯度的脉冲和RF信号。它可用于同时为胶囊运动提供动力,并实时对胶囊进行成像和定位。 苏黎世联邦理工学院的研究者提出了一种创新的解决方案,利用MRI技术进行胶囊内窥镜检查,并在概念上进行了演示,并获得专利。该研究团队提出胶囊具有柔性尾部,其容纳一个或多个微型线圈。 在这些线圈中产生交流电流又产生磁场,该磁场将试图与B0对准,从而导致柔性尾部的运动以实现推进力。 胶囊的能量源是非磁性电池或通过额外线圈感应收获。 然后可以使用MRI扫描仪的成像能力来跟踪胶囊并构建闭环运动控制。

加州理工学院的Sylvain Martel小组也致力于磁力机器人的MRI供电和引导概念。他们提出了一种新的策略,Fringe Field Navigation(FFN),它利用MRI扫描仪周围边缘场引起的极大的场梯度(2-4 T / m),导航磁导线和导管在一个全身区域。由超导扫描器线圈产生的这些场梯度要高得多,并且覆盖了比电阻线圈或永磁体组件可以产生的更大的工作空间。 虽然实际上很麻烦,但他们建议机器人操纵患者的身体以利用固定的边缘场来进行磁性内部机器人。 在不移动患者的情况下产生大梯度场的改进策略是使用软铁磁性插入物来扭曲扫描仪的大的单轴场以同时产生大的场和梯度。 该概念被命名为偶极场导航(DFN),可在全身工作空间中产生0.3 T / m梯度。虽然内部场的失真妨碍了传统的MRI成像,但是可以在扫描仪的特定区域中规避这种限制。

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