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来源:石汽

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。

3.2.5 其他内部驱动型磁力胶囊(暂无商业化,多是学术研究)

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例如鱼状游泳磁性胶囊;2008年日本大阪医学院(Osaka Medical College)Morita等研究者报道了一种胶囊内窥镜,其后部有一个永久性的磁铁嵌入式翅片,通过胃模型中的鱼状运动推动。该装置命名为自推式胶囊内窥镜(SPCE),在体内充满水的狗的胃中成功进行了测试。一个简单的电磁线圈系统产生一个交变磁场(5-12 mT)来襟翼。 操纵杆控制游泳运动的方向和速度。

螺旋型磁性胶囊,螺旋胶囊内窥镜检查的概念采用旋转诱导的胶囊线性推进来筛选胃肠道。1996年日本东北大学的研究者展示了他们的研究螺旋磁性胶囊,这是一种不受限制的机器人,灵感来自细菌鞭毛,由永久磁铁组成,附着在刚性螺旋线上,在低雷诺数条件下和旋转磁场下,机器人可以以螺旋方式向前推进。

混合运动胶囊。天津理工大学(中国)与香川大学(日本)之间的合作项目,描述了一种新颖的磁力推进毫米大小的机器人中,它使用混合运动将鱼类运动与螺旋运动结合在一起。此外,它还包括重力补偿方法。 通过合并这两种不同的运动技术,研究人员试图定义一种更通用的方法,以允许在胃肠道的异质环境中运动。该机器人采用了一个径向定向的磁体来控制螺旋体的旋转和一个轴向定向的磁体,以产生翅片运动。

内部驱动模式的可行性需更多的伦理审查,限制了其临床应用,因此难以推广。

目前国内在研的胶囊胃镜机器人企业,多为外部永磁体机械臂操控的设备,(即和安翰以及奥林巴斯的类似),手持磁铁控制的技术路线已经被淘汰。

无动力小肠胶囊已经非常成熟,金山科技拥有国内第一市场份额;能做胃镜胶囊的企业,大多也可完成小肠胶囊的研发,会在一定程度上冲击小肠胶囊的既有市场份额;

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