基于MEMS的胃液隐血检测智能胶囊系统研究

Gastric occult blood detection has a good clinical significance for screening and diagnosis of gastric cancer, gastric ulcers, esophageal cancer and other gastrointestinal diseases. But in current methods, there are still many problems in convenience, comfort, etc. Based on previous research of smart capsule, the project puts forward the Gastric Occult Blood Detecting Capsule (GOBDC) system for the first time in the world to realize gastric occult detecting with non-invasiveness, convenience and accurate position. Previous research was published and obtained comments form Medical Daily and Science Daily. International peer pay attention to the study and give a high recognition. The project intends to study non-invasive and efficient trace gastric occult blood testing methods further, develop gastric occult blood detecting chip and smart capsule system and verify it by animal and volunteer experiments. The project contains multi-disciplinary knowledge and means, such as BioMEMS, lab on a chip, immunoassays and so on. It is expected to get original research results, publish high level papers and achieve a leading position internationally. With the deepening of the research and technological breakthroughs, the project will form a practical original biomedical products and has important research significances and good prospects.

胃液隐血检测对胃癌、胃溃疡、食道癌等消化道疾病的筛查及诊断具有良好临床意义，但当前方法在便捷性、舒适性等方面仍存在诸多问题。基于前期智能胶囊的研究基础，本项目国际上首次提出了胃液隐血检测智能胶囊系统(Gastric Occult Blood Detecting Capsule,GOBDC)的研究，以实现无创、便捷、定位准确的胃隐血检测，前期研究结果得到了Medical Daily、Science Daily的评论，国际同行给与了关注及较高认可。本项目拟进一步推进该方向研究，深入研究微量隐血无创检测方法，研制胃液隐血检测芯片及智能胶囊系统，通过动物及志愿者实验进行方法验证。本项目融BioMEMS、芯片实验室、免疫检测等多学科知识与手段，可望取得原创性研究成果并发表较高水平论文，国际上取得领先地位。随着研究深入及技术突破，有望形成实用化的原创生物医学工程产品，具有重要研究意义和良好应用前景。

胃液隐血是胃癌、胃溃疡、食道癌等疾病的临床症状之一，胃液隐血检测对于上述疾病的早期诊断具有重要参考价值。胃镜检查结合组织病理学检验是胃及食道疾病最为准确的诊断方法，但胃镜检查费用较高、轻微创伤以及交叉感染的潜在可能，在一定程度上限制了胃镜检查的普及应用。传统的插管取样分析和拉线隐血珠检测让受检者极度不适，而大便隐血检测又无法准确对应出血部位。本项目对无创、快速且具有良好舒适性的胃液隐血筛查方法及相关产品进行了系统性的研究，运用可吞服的智能检测胶囊，在体检测胃液隐血情况并将检测结果发送至体外，实现胃部隐血的准确无创检测。. 本项目重点研究了基于免疫分析的胃液隐血智能检测技术，基于该技术对合适的适用于人体胃液环境和智能胶囊狭小空间的隐血检测传感器芯片进行了研究和设计；同时对隐血检测传感器芯片的制备工艺进行了研究，并对传感器芯片进行了制备；为确保隐血检测传感器芯片在体内能够迅速采样测试，对隐血检测传感器吸附采样单元进行了研究与设计，获得最优化的在体隐血检测吸附采样单元；为实时获取隐血检测传感器芯片检测过程图像信息，对智能胶囊狭小空间内的低功耗、微型化的图像采集单元软硬件进行了研究和设计，获得尺寸为ϕ8mm×5mm的微型化图像采集模组；进行了低功耗、高传输效率的无线数据传输模块研究，获得直径为ϕ8mm的无线数据传输模块；对隐血检测传感器模块、图像采集单元、无线数据传输模块等进行了封装集成并从软硬件方面获得了实现，同时引入磁控开关对胶囊样机的工作状态进行控制；对胶囊样机的隐血检测效果及无线数据传输性能进行了测试和评估，验证了设计方案及样机的可行性；选用巴马香猪在重庆大学校医院进行了动物实验研究和评估，初步验证了样机在体隐血检测的安全性和可行性。. 项目研究团队已发表论文5篇（SCI收录），另有2篇在投，获权发明专利1项，获权实用新型专利5项，申请发明专利6项。培养博士研究生1名，硕士研究生1名，本科生3名。项目研究成果在胃液隐血检测及消化道疾病智能诊治技术方面进行了相关的专利申请和知识产权布局，成果样机作为一种无创、便捷、准确定位的临床胃液隐血筛查手段和工具，具有良好的实用化前景。