光学与光电技术

诞生胶囊胃镜机器人的独角兽 

来源:光学与光电技术 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-04-25

一颗小小的“胶囊”,能在受检者胃里秒变“机器人”,别看它个头不大,却浓缩了80多项科技创新专利,集成了400多个精密元器件……

安翰胶囊胃镜系统(胶囊胃镜机器人)

日前,科技部火炬中心发布“2017中国独角兽企业发展报告”,武汉安翰光电技术有限公司(以下简称安翰光电)榜上有名,它以超过10亿美元的估值,成为湖北首家生物领域的“独角兽”企业。

因为,它凭一颗小小的“胶囊”,在受检者胃里秒变“机器人”,在医生的遥控下,前进倒退、平移翻转,把胃里的病灶看得清清楚楚。这就是安翰光电的伟大成就。

这颗重量仅有5克的胃镜机器人,全称叫“安翰胶囊胃镜系统”。别看它个头不大,却浓缩了80多项科技创新专利,集成了400多个精密元器件。它不仅拥有中国自主知识产权,还是世界上第一个具备精准查胃功能的胶囊胃镜机器人。

不解之缘

安翰光电是一家位于武汉光谷的生物企业,董事长吉朋松,是研发生产胶囊胃镜机器人的制造者与推动者。

1966年出生的吉朋松,大学期间在清华大学主攻工程物理专业,毕业后留校任教10年,曾是清华大学核技术应用研究所副所长。那时的吉朋松便走上了科研教学与产业相结合的道路,是清华同方核技术公司的创始人。

后来,他下海转型做高科技项目投资,参与和孵化了多个具有重大影响的世界领先高科技项目,包括“华睿一号”大型超高速DSP运算芯片等。吉朋松的投资模式是做创始技术人的合伙人,让技术人员专心负责技术,自己则亲自参与到公司中进行管理。

吉朋松最初与生物研究没有一点关系,为何日后与生物领域结下不解之缘?

其实早在读大学时,吉朋松得知胃镜检查手段要用“下管子”这种传统方法,这使很多患者“望而却步”,也成为不愿做检查的主要原因,而中国消化道早期肿瘤诊断率仅有15%这个数字,曾深深刺痛了吉朋松的心,研发胶囊胃镜机器人的想法,从那时就浮游于心。

日后一个偶然机会,让他这个梦想成真。

时光追溯到10年前,吉朋松在美国硅谷的三位博士朋友,因为关注到中国胃癌发病率高居世界首位,且每年新发胃癌68万例,因胃癌死亡50万例的现实,这三位博士小伙伴就想做点什么改变这一现状。因此,他们想找一个让人们不再痛苦,又能准确筛查胃癌的创业项目,于是研发一款适用于胃部检查的胶囊胃镜机器人,成为他们的创业初衷。

这一想法与吉朋松多年扎根于内心的梦想不谋而合,点燃了他的热情。他头也不回地扎进胶囊胃镜机器人的孵化中。吉朋松说:“当时就想为人们的健康做一些事。”此时他的身份是投资人。

安翰光电团队照

十月怀胎

2 0 0 9年,恰逢武汉东湖新技术开发区启动“3551光谷人才计划”,几位小伙伴把胶囊胃镜机器人项目带到武汉,同时成立了安翰光电。

知道研发过程中会遇到很多困难,却没想到这一做就是好几年。用吉朋松的话来说,胶囊胃镜机器人的诞生有如“十月怀胎”一样,过程十分艰辛。

要对胃部的各个部位进行多角度精确检查和拍摄,胶囊内的机器人必须在移动、定位、光学变焦等功能上有所突破。

核心技术便是通过磁场控制,让胶囊胃镜机器人能够在胃部实现三维空间的毫米级运动,也就是前后、上下、左右精确巡航。其次,胃部检查照片需要实时传输,且要保证不管是近距离还是远距离,均为高清晰和无失真照片,这就需要十厘米以内的近距离微变焦光学系统来实现。此外,由于胶囊内镜机器人需要受检者口服,尺寸要做到接近临床口服胶囊大小,对需要容纳成像芯片、GPS传感器等400个元件的它来说,每个元件都必须做到足够小……

武汉安翰光电技术有限公司办公楼

长达一年的研发测试之后,功夫不负有心人,2010年胶囊内镜机器人样机成型。这是一枚重量5克,直径仅11.8毫米×27毫米的智能胶囊,配合磁场控制设备、胶囊定位器和马甲式便携记录仪使用,一次性使用不再回收。

检查时受检者只需随水将其吞服,进入胃部后可按胃底、贲门、胃体、胃角、胃窦、幽门这一先后顺序,对胃部进行依次有序而全面的系统图像采集。整个过程无痛、无创和无麻醉,15分钟即可完成。若有需要,胶囊内镜机器人还可对食道和小肠进行检查。检查结束后,它会随消化道正常排出身体。

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