植入或吞咽的醫療設備需要能夠承受人體環境，同時又不影響身體功能。——那便是數字藥丸。

什么是數字藥丸（放射性藥物）？

數字藥丸 有時稱為放射性藥物，是可以吞咽并在人體中傳播時提供感官讀數的醫療設備。Radio Pills于1957年開發，包含正常運行所需的所有硬件，包括傳感器，發射器和電池。自從第一個放射性藥物以來，技術現在允許具有令人難以置信的高級功能，包括處理器，照相機，燈光和氣體傳感器，從而使它們能夠執行各種醫療監視程序。

數字藥丸如何工作？

如前所述，數字藥丸包括將信息從人體內部無線傳輸到外部接收器所需的所有硬件。較早的數字藥丸使用模擬電路，傳感器的輸出直接影響無線電發射器的振蕩器模塊。但是，現代系統可以利用小型硅芯片的優勢，從而可以使用微控制器，外圍設備和傳感器。

第一個放射性藥丸使用的是壓力傳感器，當時一位醫生演示了這一點，他展示了當他對病人的胃施加壓力時，從藥丸中接收到的數據如何變化。

成像膠囊集成了小型數碼相機允許監視內部器官并從體內流式傳輸實時圖像需要很高的比特率（高達2.7Mbit / s）。氣體感應藥丸需要使用允許氣體擴散通過的半透膜，這些膜將傳感器容納在藥丸內。從那里，傳感器的讀數被發送到微控制器，該微控制器可以在無線傳輸數據之前對其進行預處理。使數字藥丸成為可能的是電子設備的縮小，以及制造不會破壞內部身體功能的生物惰性外殼的能力。

數字藥丸需要考慮哪些設計注意事項？

設計數字藥丸要考慮兩個主要因素：內部電子設備和外殼。與植入的醫療設備不同，攝入的數字藥丸會受到整個消化系統產生的所有惡劣環境的影響。如果藥丸在運輸過程中受損，則身體必須將受損的藥丸視為良性，并使其無副作用地通過。

藥丸遇到的第一個惡劣環境是胃，其pH值可低至1（從角度來看，汽車電池的pH值為0.7，但請記住，pH值是對數的）。結果，藥丸的外殼需要能夠處理酸性溶液。但是，胃的酸度可能會給設計者帶來好處。酸可用于激活藥丸，因此僅在吞咽后才消耗能量。

但是，胃酸不是藥丸所面臨的唯一障礙；胃酸度不是藥丸所面臨的唯一障礙。胃也有磨砂作用從而嘗試通過機械方式分解食物。因此，至關重要的是，膠囊不僅耐酸而且還具有適度的壓碎力。通過胃后，藥丸需要在長腸中生存，在那里，它會受到肝臟（即膽汁）產生的堿溶液，腸壁不斷的壓縮作用以及潛在的揮發性氣體（例如甲烷）的影響。

此外，就像任何植入的醫療設備一樣，藥丸的內部組件也需要仔細選擇。雖然消化道比免疫系統寬容得多，但藥丸的成分一定不能有毒。如果藥丸開了，里面的東西必須能夠安全通過而不會傷害身體。這就是使用銀基電池的原因，因為它們是無毒的。鋰離子電池具有出色的能量密度，但消耗時有毒。

結語

任何進入人體的物品都必須符合嚴格的安全標準，以最大程度地降低風險，并且橫穿人體絕非易事。盡管環境溫度可以保持恒定，但是各種有機化合物，流體和機械應力可能會使任何電子系統都難以承受。最重要的是，終端設備在容納電源的同時必須易于吞咽和通過，并在整個行程中繼續傳輸信息。

審核編輯 黃昊宇