PillCam 将一个极小的摄像头放入一个胶囊大小的药丸中,患者可以很容易吞咽下去。一旦进入到人体内,它就能拍摄数字图像并发送到病人佩戴的记录设备上。(图:Given Imaging 公司由两位以色列国防部工程师在 1998 年创办)


根据美国癌症协会(American Cancer Society)2014 年的评估数据,结肠癌是美国排名第三的“癌症杀手”,而且晚期结肠癌的生存率只有 6%。但是很少有人接受医生的建议接受结肠镜检查,甚至会选择放弃这一可能会挽救生命的程序。
传统的肠镜检查需要将一根长约 140cm,带有摄影头的纤维软管,由肛门慢慢进入大肠,以进行检查。对于很多人来说,这是一个极为痛苦的过程,而且在接受检查前需要禁食三天,并服用洗肠液,令人望而生畏。
而就在近期,美国食品药品管理局(Food and Drug Administration)通过了 Given Imaging 公司研发的 PillCam 胶囊内窥镜系统。这是一只配有 LED 闪光灯的微型相机,只有普通胶囊大小,患者以服用传统药片的方法吞下它,它会在 8 小时内穿过你的肠道,拍摄下相片并传送给病人身边的接收设备,供医生检查,其效果不逊于专业结肠镜,而且不会带来任何不适的感觉。

可以吞服的胶囊摄像机
PillCam 系统包括三个部分:胶囊摄像头,由检测者携带的便携式数据读取器,以及高速下载和分析数据的专用软件。胶囊摄像机直径约为 10.5 毫米,长 12 毫米,在人体内以每秒 4 到 35 帧的频率拍照,拍照时会启动 LED 照明,而且还可以支持约达 10 小时的无线录像传输。
PillCam 的设计理念非常简单,就是将一个极小的摄像头放入一个胶囊大小的药丸中,无需镇静药物和灌肠准备,患者可以很容易地把药丸吞咽下去。一旦进入到人体内,胶囊摄像机就能在人体内拍摄数字图像,并把图像发送到病人佩戴的记录设备上。
尽管用传统的医疗设备可成功扫描食道、胃和大肠等身体部分,但由于小肠的位置和结构特殊,常规检测手段诊断难度较大,而且检查过程极为痛苦,因此小肠疾病的诊断被认为是消化道最后的“盲区”。而 Given Imaging 公司的 PillCam SB 可以在无痛苦的情况下,获得整个小肠的影像资料。目前小肠用胶囊内视镜 PillCam SB 在欧洲已经实现实用化。
由于大肠比小肠要粗,所以需要拍摄的范围也大于小肠,Given Imaging 公司新开发的大肠用胶囊内视镜 PillCam COLON 2 为此作了很大改进,一方面在胶囊两端都配备了摄像头,并且扩大了摄像头的视角,另一方面大幅提高了每秒拍摄的照片数量,同时还能根据胶囊的运动速度自动变更帧频,移动速度越快,拍摄的照片也就越多。
患者在归还记录设备后,会有专门的软件进行图像处理,并生成病历图像,医生可以很方便地查看结果。而 PillCam 则会随着消化系统一路自然下行,最后随着大便排出体外。
不过,由于 PillCam 目前还无法拍摄高清照片,像素只有 320×320 的分辨率,所以还不能完全取代传统的肠镜检查。但是它具有很大的价格优势,在美国做一次传统的结肠镜检查费用高达数千美元,而 PillCam 的价格约为 500 美元。基于这点,许多不愿意接受肠镜检查的人会选择使用 PillCam。
这项技术显然拥有极大潜力,柯惠(Covidien)医疗公司也看到了这一点。它在去年以 8.6 亿美元收购 Given Imaging 公司,并表示“胃肠道业务是最有吸引力的专业领域之一,收购 GI 将使柯惠在 30 亿美元的胃肠道疾病市场中的份额显著扩大”。

PillCam SB 可以在无痛苦的情况下,获得整个小肠的影像资料

大肠用胶囊内视镜 PillCam COLON 2 在胶囊两端都配备了摄像头,并扩大了摄像头的视角,同时大幅提高了每秒拍摄的照片数量

以色列医疗器械行业的崛起
以色列是世界三大宗教犹太教、伊斯兰教和基督教的发源地,被称为“应许之地”。通过近十多年来的发展,它已然成为世界领先的创新医疗器械发展中心之一,是世界第二大医疗器械供应国。
在医疗领域,目前以色列有 300 多家医疗器械企业,将近一半是在近五年内成立的,其医疗设备专利数年增长率超过 15%,位列全球第三(中国台湾第一,英国第二)。而且以色列人均医疗器械专利数量全球第一,绝对数量世界第七,可见其强大的创新研发能力。世界主要的医疗器械生产商,如通用电气、飞利浦、西门子、强生等,均在以色列设立了研发中心。
以色列最著名的医疗器械公司之一 Given Imaging,是由 Gabi Iddan 和 Gav-riel Meron 在 1998 年创办的。当时两人还是以色列国防部的工程师,受到导弹遥控摄影技术的启发,意识到可以创造一种全新的医疗器械,替代痛苦的人体消化道的检查。
2001 年 5 月 Given Imaging 的第一代产品“M2A”胶囊状内窥镜问世,首创了一个革命性的肠胃诊断设备。该公司随后又推出 PillCam 系列产品,不断提高产品的性能,先后有 PillCam SB、PillCam ESO、PillCam COLON 2、PillCam Express 等,分别用于人体食道和肠道的可视化检测。
虽然现在 Given Imaging 在胶囊内镜领域占据全球约 85% 的市场份额,是该细分市场的领头羊,但它也面临诸如以日本奥林巴斯为代表的影像企业和美国 GE 医疗为代表的大型医疗器械厂商的挑战。
不过 Given Imaging 公司表示,不害怕那些大企业。首席财务官 Yuval Yanai 在接受采访时表示:“我们的数据库优势是他人无法超越的。”通过已经卖出的数百万颗 PillCam,Given Imaging 公司将采集到的大量数据录入到数据库。新患者在使用 PillCam 时,软件会自动检索过去的相似症状、判断病征,医生也可以比对其他同行拍摄过的类似图像和他们的诊断结果,从而提高医生判断的效率和准确率。
以色列政府对科技研发产业的支持,为其成为世界医疗科研中心发挥了不可替代的作用。以色列民用研发投入占 GDP 的 4.8%,高居世界第一。该国首席科学家办公室对新创公司和先进技术研发可以给予 66% 的资助,对科技孵化器最多提供 85% 的资助,全国 7 所主要大学都有自己的科技转化公司,并承担了 65% 的生命科学研究,这些也是 Given Imaging 等医疗公司迅速崛起的原因所在。