主动胶囊内窥镜的设计、制造及离体验证

背景与目的：主动式胶囊内镜可通过实现超越被动蠕动的可控导航，推动胃肠道诊断的发展。然而，现有系统通常受限于推进效率低、功耗高或依赖外部驱动。本文设计、开发并评估了一种新型电磁冲击驱动胶囊内镜，其集成了铁磁导轨增强的运动机制。 方法：该胶囊采用内部电磁驱动器，包含一个可动线圈—衔铁组件，该组件沿铁磁导轨导向运动，并由永磁体环绕。通过受控电流脉冲产生往复运动，并经由动量传递实现推进。采用可变形肠道模型进行台架测试，以评估运动性能和功耗。随后，在离体猪肠中分别于干燥条件和生理模拟湿润条件下开展实验。记录通过速度、功耗和系统稳定性。 结果：台架测试表明，该系统可在最高达8.5 mm/s的速度下实现稳定推进，平均功耗为84 mW。在离体评估中，胶囊在干燥和湿润条件下的平均速度分别为1.95 mm/s和7.2 mm/s。平均功耗分别为96 mW和193 mW。该驱动器在保持约6.19 cm3紧凑系统体积的同时，维持了可靠的运动性能。代表肠道环境的润滑条件尽管伴随着瞬时功耗增加，但仍提高了推进效率。 结论：该电磁冲击驱动胶囊在具有生物学相关性的离体环境中表现出可靠的运动能力，同时保持了紧凑尺寸和适中的功率需求。铁磁导轨增强的磁通集中为未来主动导航及治疗性胶囊内镜平台提供了一种有前景的推进策略。

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