構成
典型的膠囊內窺鏡由七部分組成，透明外殼、光源、成像元件、感測器、電池、發射模組和天線組成。電路系統又包含了感測器檢測部件，信號處理部件和無線發射部件。圖像、溫度、pH值等感測器檢測部件檢測消化道內信息，該信息經過信號處理部件的處理經無線發射部件傳送至體外。 |
| 膠囊內窺鏡 |
原理
膠囊內窺鏡實際是把攝像機縮小，植入醫用膠囊，幫助醫生對病人進行診斷。一粒小膠囊卻是探秘人體的攝像工作室，甚至可能成為遨遊人體的“飛船”;細小的纖維，可以用來加固人體的心臟動脈;從外表看，它與普通膠囊藥區別不大，但它是一台微型攝像機，用於窺探人體腸胃和食道部位的健康狀況。患者吞服後，膠囊隨胃腸肌肉運動沿消化方向運行，拍攝圖像，再把圖像傳至患者繫於腰間的數據傳輸裝置。幾小時後，醫生把膠囊拍攝的圖像下載於電腦，膠囊在24小時內自動排出體外。使用膠囊內窺鏡，患者可保持正常活動和生活。樣式
以色列的膠囊內窺鏡
2001年5月以色列的一家公司GivenImaging生產出一種名為“M2A”的膠囊狀內窺鏡，可以連續工作6~8個小時,能夠拍攝到小腸內壁的圖像。“M2A”膠囊的尺寸為11mm×27mm，由光源、透鏡、CMOS感光晶片、電池組和無線傳輸模組組成。膠囊外觀光滑，可以使患者攝食起來較為方便，並且避免在蠕動到肛門的過程中粘上其它的東西。電池可以提供7~8小時，拍攝250000~600000張圖片，並傳到體外腰部的接收裝置里。“M2A”膠囊已經被食品和藥品委員會認可,並且已經在34個國家投入商業套用。
2001年8月GivenImaging公司又推出了PillCam系列產品，用於人體食道檢測和腸道檢測。其可以在腸道內工作至少8個小時，每秒鐘向外傳輸兩幅圖像。
日本的膠囊內窺鏡
日本的RFSystemLab.公司也公布了一種更小的不使用電池的膠囊內窺鏡樣機原型，名為“Norika3”。“Norika3”膠囊直徑9mm，長23mm，在膠囊內部採用CCD成像系統，具有很高的圖像清晰度,可達410000像素。它以數字方式由微波傳送，被外部接受後轉換成圖像顯示在螢幕上，進行實時檢測，並可以硬碟儲存,以便隨時調取研究。病人身穿嵌有三組發射線圈和接收線圈的背心，線圈傳送射頻。膠囊內同樣有三組60度間隔的線圈，在經過磁線圈接收並經電容器轉換後感應出電流，形成一個三極電機的模式，從而控制膠囊的鏇轉,以便不同方向觀察病灶。鏡頭四周有二個白色燈和二個近紅外線燈，從外部控制其不同亮度的比例，可產生模擬三維圖像。鏡頭也可由外部控制來調節其焦距,以獲得清晰的圖像。它每秒能攝取30幅圖像,因此可觀察臟器的實時運動，並可以網路傳輸,進行遠程會診。另外,膠囊內部有一個噴藥倉和一個取活檢倉，均可由外部控制分別打開其閥門,進行對病灶的噴藥或伸出微型鈦金屬針取活檢。
2003年通過改進“Norika3”開發出甚至適合2個月嬰兒的膠囊內窺鏡。該內窺鏡尺寸為5.8mm×15mm,是世界上最小的膠囊內窺鏡。由於它的體積只有“Norika3”的27%，因此與“Norika3”相比，它不具有控制功能。
2011年6月21日，日本龍谷大學理工系和大阪醫科大學等組成的科研小組宣布，已研發出一款可通過遠程操作在體內行動自如的微型膠囊內窺鏡，據科研小組透露，該內窺鏡驅動力強勁，在身體平躺的情況下能經過大腸從肛門反出，屬全球首創。同時，這也是自行式膠囊內窺鏡首次成功拍攝到大腸圖像。包括過去的內窺鏡難以拍攝的小腸在內，從食道到大腸的整個消化系統今後都可能在數小時內完成檢查。
該內窺鏡在過去的膠囊內窺鏡基礎上安裝了一個類似魚尾鰭的驅動裝置，直徑約1厘米、長約4.5厘米。每秒可拍攝2幅圖像，尾鰭在體外強力電磁石的作用下移動。
已吞服過該膠囊內窺鏡的龍谷大學名譽教授大塚尚武笑著說，“吞服時也毫不痛苦。”胃部檢查時從口腔吞入，若檢查大腸則需從肛門插入。
韓國的膠囊內窺鏡
2003年1月28日，韓國Kyungpook國立大學的H.J.Park等人宣布研製成功一種雙向通訊的無線膠囊內窺鏡。這種內窺鏡名為“MIRO”(mazeinKorean)，服用後可以觀察人體從食道到大腸的大部分消化器官。該內窺鏡的直徑為10毫米，長25毫米，而且可以用顯示器當場清晰地觀察到體內狀態。
美國的膠囊內窺鏡
2008年RF系統實驗室又研製出另人體內窺鏡――Sayaka，膠囊內窺鏡已在美國進行臨床測試，其先進的功能成為了國內外企業效仿的對象。屆時在做檢查時，它將完全沒有普通內窺鏡給病人帶來的痛苦，患者只要像吃膠囊那樣把它吞咽下去，Sayaka內窺鏡就會一邊隨著消化管的自然蠕動邊鏇轉邊拍照，再將所有腸內壁的高清視頻圖像無線傳送出來，醫生通過檢查此視頻圖像來診斷患者腸道是否有腫瘤或其它問題。Sayaka的直徑僅9毫米，長為2.3厘米，患者可以像膠囊一樣輕易吞服它。吞服後的8小時裡，此雙重構造的膠囊能夠緊貼腸內壁，走過6～8米長的腸道，並在腸道內透過LED的發光，一邊迴旋，一邊由內藏的CCD微型相機進行每秒30張照片的拍攝的，將拍下多達87萬多張照片。這一路下來，患者一點感覺都沒有。出於安全的考慮，Sayaka內部並沒有搭載電池，但它需要50毫瓦的電力來驅動其相機、燈光和計算機。由於電池太笨重，因此它接收來自體外線圈所發出的電磁感應電作為動力。電磁感應電來源是：患者穿戴的背心上有一個線圈，能持續不斷地提供電力供應，可以維持Sayaka正常運轉所需要的電力。
當“Sayaka”在腸道里攝影時，每秒鐘大約可以拍攝30張2兆像素的圖像，與此同時，其螢光燈和白色LED燈會照亮腸道壁，實現清晰拍攝。所以在回放這些圖像時，能夠像動畫一樣，表現出腸壁的動態景象，以便確定腫脹患處的硬度等等。內窺鏡將相機放在一端，朝前拍攝，因此只能拍到腸內壁的外圍情況。而“Sayaka”首次將相機面向腸內壁，Sayaka拍攝到的每一張圖像數據不是保存在內部，而是不斷地通過無線傳輸到裝在患者背心裡的天線中，並保存在一張標準的SD存儲卡上。醫生將此SD存儲卡插入電腦，用軟體將數千張重複的圖像編輯成腸道的平面圖，可以將每一張圖像可以放大75倍左右，達到1,175兆像素，以便讓醫生觀察其細節特徵。Sayaka膠囊式內窺鏡吞服大約8個小時後，就會自然排泄出來。Sayaka膠囊式內窺鏡可以任意重複使用。其價格大約為100美元一個，一般人都能買得起。
2004年12月美國的Smartpill公司開發了兩種膠囊內窺鏡。一種是用於圖像檢測的膠囊內窺鏡。另一種膠囊SmartpillACT-1用於測量消化道蠕動壓力、pH值和檢測時間。其中SmartpillACT－1膠囊內含電池可連續使用72個小時，其功能全面，具有很大的參考價值。同時改公司也開始了很多關於高密度電池，微感測器和光通訊方法的研究。
中國的膠囊內窺鏡
我國在膠囊內窺鏡的研究上,也取得了一定的成績。2004年6月12日，由重慶金山科技(集團)有限公司研製的“膠囊內窺鏡”在重慶通過了國家“863”專家組的驗收。如同普通感冒清大小的智慧型膠囊,裡面不是一般的藥，而是安裝的代表全球最先進的微機電(MEMS)技術設備和微型攝像探頭,此膠囊專用於消化道的病變探查。此項技術成果為國內首創。本項目擁有全部自主智慧財產權，申請了多項國內外專利，成為世界上第二家、中國第一家研製出膠囊內窺鏡的企業。“OMOM膠囊內鏡”是金山科技集團研製的擁有完全自主智慧財產權的一種新型無創無痛的消化道影像無線檢測系統。目前全球只有以色列在臨床使用無線內窺鏡系統，使用外國的產品檢查費用非常昂貴，我國自行開發的產品一旦進入市場後，將大大降低檢查的成本，使數千萬胃腸道疾病患者受益。
目前研究膠囊內窺鏡的科研機構與公司還有很多，但是都沒有推出成熟的產品。而在所有目前存在的產品中膠囊內窺鏡都是被動式的，即膠囊內窺鏡在進行腸道檢查過程中依靠腸道的蠕動向前前進，完成整個檢查過程最終排出體外。與傳統的推進式內窺鏡相比，膠囊內窺鏡進行檢查過程中對病人無創傷、無痛苦、無交叉感染，同時容易耐受、無需鎮靜劑，同時彩色圖像清晰,對小腸病變診斷率高；同時還能檢查小腸等消化道深處部位，還可為患者提供全胃腸道圖像；資料利於會診、教學、保存。目前，全球已經有上萬患者使用了膠囊內窺鏡技術進行檢查。膠囊內窺鏡可以檢查小腸、不明顯的胃腸出血、貧血、克多思氏病等普通內窺鏡無法有效檢查的疾病，必將成為內鏡檢查的主流方法。
