類似於3D GPS的全新裝置可以對消化道進行三維跟踪
美國的研究人員開發了一個平台,可以在無線攝取設備通過胃腸道時對其進行三維跟踪,這可能為調查、診斷和治療影響胃腸道運動的疾病提供一種更便宜、更少創傷的方式。
胃動力障礙,如克羅恩病、胃痙攣(胃不能正常排空)、尿失禁和便秘,影響著全世界許多人。當腸道的神經或肌肉不能以協調的方式工作時,它們就會產生,這可能導致腸道痙攣或癱瘓。
目前,調查和監測消化道運動障礙的最常見方法包括內窺鏡檢查和使用潛在的有害輻射,如核醫學掃描和計算機斷層掃描(CT)。雖然它們代表了黃金標準,但這些類型的調查不僅成本高、侵入性強,而且還需要在醫院環境中進行。
波士頓布里格姆婦女醫院的研究人員與麻省理工學院和加州理工學院的工程師合作,開發了一種跟踪用於消化道監測的無線、非侵入性可攝取微型設備的新方法,該設備可在非臨床環境中使用。
雖然視頻膠囊內窺鏡(”藥丸攝像頭”)和無線運動膠囊(WMCs)早已經在臨床運用,但它們都不能直接測量攝像頭在消化道的位置。
新開發的平台包括一個用於消化道解剖學繪圖的可攝取的微型設備(iMAG),它與一個無線藍牙接收器(如智能手機)接口,將現場數據映射到相應的空間位置,允許在設備在腸道內移動時進行實時位置跟踪。
該系統依靠放置在病人背部的扁平、高效的電磁(EM)線圈來產生一個局部的–安全的–三維磁場。這些線圈可以安裝在背包或夾克里,或連接到馬桶座上,用於連續的消化道監測。
鑑於動物的消化道與人類的消化道在解剖學上的相似性,iMAG在一隻豬身上進行了測試。研究人員使用磁場測量和X射線跟踪該設備,發現iMAG在測量豬的腸道活動方面非常準確。
研究人員預計該設備將有幾種臨床用途,包括診斷和治療導致腸道運動延遲或加速的疾病。該系統使用的電磁線圈可以很容易地被納入”智能”服裝,用於監測腸道運動。
此外,該設備有可能被用於治療,直接向腸道中的特定解剖結構提供藥物或電刺激。
該研究的通訊作者Giovanni Traverso博士說:”我們總結了在大型動物的胃腸道中實時和以毫米級的分辨率對無線可攝入的微型設備進行三維定位和跟踪的方法,這樣一種便攜式和非侵入性的程序有可能帶來巨大的臨床效益,而不會給病人帶來不適。”
在開始人體試驗之前,還需要在大型動物身上進行安全研究。該研究發表在《自然電子學》上。