请个卫士守护你的消化道

2018-02-20沈叶华

青少年科技博览（中学版） 2018年12期

沈叶华

电子胶囊

想必许多人都有过肚子疼的经历，无论轻与重，都会让你有丰富联想——长寄生虫？盲肠炎？幽门螺旋杆菌？胃癌……总之，你猜想再多再广，也无法判断，一定得到医院做一项项的排查。

2018年1月，澳大利亚的皇家墨尔本理工学院成功制作了一种能实时监测肠胃环境的电子胶囊。预计在将来，这种电子胶囊能提醒我们肚子哪儿情况已不好，哪儿有了什么早期症状。消化不良、肠胃易激综合征、结肠炎、便秘等，特别是大肠癌，早期它就能诊断出来（现在经常拖到中晚期才确诊），这能挽救多少生命，免去多少折磨人的无效治疗！

这种电子胶囊是怎么做到对我们的消化道一清二楚的呢？

该电子胶囊又叫“可吞服的传感器”，里面包含数个气体传感器，用于感知、反馈肠胃内氢气、二氧化碳和氧气的浓度，给出医生作诊断的依据。它有点像空气监测仪，收集空气中各气体的浓度，让环保人员判断我们的大气环境。

左图：电子胶囊的组成；右图：信号接收器

透气薄膜让气体进入

电子胶囊长不过2.6厘米，个头与普通钙片差不多，里面却有智能诊室：数个气体传感器、一个温度传感器、一个微控制器、一个射频发射机以及若干电池。

电子胶囊进入食道后，就开始了穿肠过肚的长途旅游。它不可渗透的外壳严严实实地保护着内部的电子元件不被消化掉。其外面的透气薄膜用特殊材料制成，它既能防止胃酸、消化液等渗入胶囊内部，又能让肚子里的气体快快进来，交给传感器去鉴别。

食物在肠胃中被微生物群消化、发酵时，产生了浓度不同的氢气、二氧化碳和氧气，传感器能分辨、测量它们的含量。实验显示，食物刚开始发酵，就被传感器逮个正着。又由于肠道内所含气体关联着多种肠胃疾病，如便秘、肠胃易激综合征、大肠癌等，因此监测、测量肠道气体就能对疾病有了先见之明。这电子胶囊不正像一台移动的空气监测仪吗？不同只在于：一个监测大环境的气体，一个监测小环境的气体。

每隔5分钟，电子胶囊将气体信息传送到体外30米范围内的袖珍式接收器，接收器再通过蓝牙将信息传送到手机上。现在，藏在肠肠肚肚里看不见、摸不着的气体，不得不在我们眼前露面了。1～2天后，电子胶囊便可排泄出体外。

2018年1月，这款电子胶囊成功地进行了首次人体测试。这次测试还有两个意外的发现：超高纤维食品致使结肠中含有高浓度的氧气，这推翻了结肠无氧的成见；对于在胃中滞留过久的外来化合物，胃会释放一种氧化剂将它分解掉，研究人员认为，这可能是一种胃的自我保护机制。

目前，这款电子胶囊还需在更广泛的人群中进行测试、检验，还需一些时日才能推向市场。今后，有了这个监测肠胃的电子胶囊，它会像卫士一样忠实守护消化道的健康，我们只需一年一度请它进入消化道巡逻一遍就行了。