熒光可吞服膠囊相機是第一個使用熒光燈，在人的咽部或腸道以幫助檢測癌癥的設(shè)備。由蘇格蘭研究人員研發(fā)的新設(shè)備可以取代常常被用來檢查病人的內(nèi)臟的笨拙的蛇狀內(nèi)窺鏡。
現(xiàn)有的膠囊相機依靠可見光照亮病人的通道。新的膠囊相機又往前走了一步：這是熒光內(nèi)窺鏡的無線版本，檢測某些分子在人體組織的吸收的藍色光的能量后，自然散發(fā)出綠色光的方法。這種方法可以幫助檢測咽部、食道、腸等區(qū)域的癌癥。這是由于癌組織最多散發(fā)出三倍濃度的這種分子。
“我們開發(fā)的是足夠小的系統(tǒng)，功耗效率上足以在整個人體胃腸道進行長達14個小時圖像采集。”蘇格蘭格拉斯哥大學(xué)的電氣工程師Mohammed Al-Rawhani，在新聞發(fā)布會上說。
研究人員是如何創(chuàng)建一個無線版本熒光內(nèi)窺鏡而不需要光纖蜿蜒到患者的身體的呢？關(guān)鍵是一個特殊的傳感器，稱為單光子雪崩探測器（SPAD），它（顧名思義）具有靈敏度檢測由在人體組織的分子所發(fā)出的單個光子。
這樣的靈敏度使得設(shè)備用廉價的發(fā)光二極管（LED）就行了。它提供的在468納米的波長只要78微瓦的光功率。完整的設(shè)備詳述于2015年12月18日發(fā)行的期刊Nature Scientific Reports。
使用熒光成像的視頻膠囊的組件的圖示
總之，微小膠囊的功耗僅為30.9毫瓦的功率，依賴于只有兩個1.5伏的紐扣電池供電。這樣的低功耗設(shè)計使設(shè)備能夠提供長達14小時的成像及同時在體內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸。
研究人員做兩個實驗，以測試他們的視頻膠囊的能力。首先，他們表明，該裝置可以檢測類似于那些自然存在的健康和癌變組織中放出光的“內(nèi)生性”分子。其次，他們表明該設(shè)備還可對為了熒光成像目的結(jié)合到某些組織的來自身體外部“外源”分子成像。
“投入商業(yè)生產(chǎn)和臨床使用前還有一段路要走，但我們已經(jīng)開始和企業(yè)界商談，將產(chǎn)品推向市場，” David Cumming，電氣工程師，格拉斯哥大學(xué)電子系統(tǒng)主席說：“在一份聲明中我們也有興趣將視頻膠囊系統(tǒng)的成像能力擴展到到新的領(lǐng)域，在不久的將來比如超聲。”
這樣的吞咽膠囊相機在不久的將來會更更節(jié)約能源和廣泛應(yīng)用。Vanderbilt 大學(xué)的研究小組已經(jīng)建立了一個開放資源的模塊化平臺，使研究人員可以運用有限的專業(yè)知識，建立自己的醫(yī)療用膠囊機器人。Carnegie Mellon 大學(xué)希望能制造出能生物降解的膠囊和膠囊攝像頭組件，使它們更加安全地在人體內(nèi)使用。
