吞下这颗气体传感器“药丸”，你的饮食健康办理不再是难题

时间：2020-12-14

你的饮食是否健康有用？一种新的可摄入气体传感器可以答复这个问题。
澳大利亚的一个研讨小组开发了全世界一款用于人体测验的气体确诊药丸，这种智能胶囊可以牢靠地丈量氧气、氢气和二氧化碳的含量，然后提醒膳食纤维摄入对小肠和结肠内的微生物活动的影响。
未来，这个电子药丸不只或许协助拟定较佳肠道健康的自定义饮食方案，还可以协助医师区别不同胃肠道疾病的前期体征，如吸收综合征、克罗恩病、结肠炎、肠易激综合征，乃至结肠癌。
“现在，咱们没有任何东西能区别这些不同的疾病，”**这项研讨的澳大利亚墨尔本 RMIT 大学的电子工程师 Kourosh Kalantar-zadeh 表明。虽然结肠镜查看能提醒带有炎症性病变或癌变的息肉，仍是许多患者经常因肠道不适和多年未确诊病因而感到痛苦。
Kalantar-zadeh 因而想象人们每年吃一两次的可吞咽的传感器来及早发现疾病，以防止因未能及时确诊而延迟耽搁病况。他解说说：“假如气体指数**出规则的规模，那咱们就能及时发现肠道问题。”
这个药丸的外表看起来就像你在健安喜（GNC）或是维他命（Vitamin）店里购买的非处方药的外表相同。在这个一英寸的聚乙烯外壳里边包裹着两个气体传感器、一个温度传感器、一个微型控制器、一个射频发射器和扣子氧化银电池。这个气体传感器被密封在一个特别的膜内，这种膜答应气体进入，并能阻挠胃酸和消化液进入。
Kalantar-zadeh 的可摄入胶囊将初次为人们供给有关肠道化学成分的信息。
该测验体系是澳大利亚团队之前在猪身上进行测验过的晋级版别。体系经过调理传感器的加热元件来确认肠道中气体的含量。由于氧气、氢气和二氧化碳的传热性不同，所以传感器可以经过在多个温度点进行丈量来精确地确认这些气体的含量。
经过算法读取传感器的信息，并将信号实时传送到间隔较远 100 英尺的小型接收器，这种小型接收器可以当有人在家时放在口袋里或放在床头柜上。接收器顺次经过蓝牙将数据传输到手机上，手机可以在线发布数据，便利用户和医师监控。
现在市场上的数字药丸现已可以丈量肠内 pH 值和压力。有些还可以得到实时食道和胃壁的图片。此外，上一年年末，美国食物和药物办理局同意了一种传感器类药物，这种含有传感器的抗精神病药物，可以及时让医师知道精神分裂患者是否服用药物，以及何时服用药物。
假如 Kalantar-zadeh 的可吸取胶囊可以饱尝更多的临床查看，它将成为****供给有关肠道化学成分的信息的传感器胶囊。
在实验性实验中，Kalantar-zadeh 与莫纳什大学的营养学家和肠胃病*协作，测验两名男性和三名女人（均身体健康）吞下去的胶囊，这些实验者均食用低纤维或高纤维纯素食两天。（另一名男人两周之后也食用了相同的菜单。）高纤维饮食包含坚果、蚕豆、梨、无花果和全麦面包等，而低纤维食物包含西红柿、黄瓜、莴苣、西瓜和白面包。
传感器的含氧分子含量能告知研讨人员药丸在肠道内的方位，这是由于氧气浓度在 30 英尺长的消化道中从富氧的胃到挨近厌氧的结肠而下降。Kalantar-zadeh 和他的搭档经过直接用超声波对药片进行成像，证明了这种定位的精确性。
然后，他们量化了各种肠道细菌在多大程度上活跃分化食物，并经过读取微生物发酵的**副产物气体的含量开释其宿主的营养素。（在必定程度上，二氧化碳分布图供给了相似的读数，可是由于二氧化碳是由细菌和咱们自己的细胞一起发生的，所以二氧化碳含量供给的信息量更少。）
一起剖析一切的气体，研讨人员可以得到的信息有，比方，为什么一个人在吃低纤维饮食后会便秘？这个人的结肠内的药丸显现其氢气含量很低，这表明他肠道蠕虫大多处于休眠情况。只要在他再次食用一些纤维食物之后，其结肠的氢气含量才会上升，这就解说了他的肠蠕动也康复的原因。
塔夫茨大学电气工程兼资料科学家 Sameer Sonkusale 说：“他们现已展现了一个彻底整合的渠道，这是一项工程性的硕果。”专门研讨饮食对肠道微生物影响的临床医师十分认同这个说法。Mayo Clinic 的胃肠病* Purna Kashyap 表明：“总的来说，这项技能是十分出路的，假如氧气含量真的是胃肠道内传感器胶囊定位的牢靠目标，那么这种传感器胶囊在未来或许发生严重影响。”
可是，Kashyap 也指出，超声供给一个相对大略的肠道运动目标。更重要的是，研讨人员只运用这项技能在一个人身上。因而，他以为现在就确定这项技能比呼气测验要好得多尚为时过早，他呼吁要进行更多更广泛的验证。
验证其实现已正在进行中。上一年，在澳大利亚**的赞助下，Kalantar-zadeh 和他的临床搭档对 20 名健康的实验者进行了测验。虽然实验成果没有发布，但依据实验室研讨人员 Kyle Berean 的说法，“咱们的胶囊测验的成果显着好于呼气测验的成果。”
Berean 表明，团队方案经过运用放射性元素来符号胶囊并联合 PET 成像来进一步验证氧气测验定位的精确性。他们期望进行一项触及肠道疾病患者的大型实验，以调查胶囊是否可以精确区别小肠细菌过度繁衍，其间正常生活在结肠中的微生物现已向上游搬迁，导致终究呈现一些问题和情况。
但是他们首要需求筹集资金，这也是他们建立创业公司 Atmo Biosciences 的动力。
上一年 9 月，Atmo 成为一批当选 ANDHealth 的六家公司之一，ANDHealth 是澳大利亚新提出的数字医疗技能加速器项目，该项目为医疗技能领域的创业和启动资金供给专业的建议和咨询服务。ANDHealth 的项目经理 Bronwyn Le Grice 表明，在该方案的 55 名请求人中，Atmo 由于具有“*的技能和很多宽广的市场需求”锋芒毕露。他以为，“他们有一些十分有期望的前期数据，一起，他们需求筹集资金，也需求进一步的实验，但总归，成功的时机十分大。”

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