以色列创业精神的典型案例GivenIm

众所周知，以色列十分注重发展军事技术和国防行业，在战时成为拯救犹太民族的诺亚方舟发达的军事技术同样也反哺了以色列的经济建设。许多以色列公司的高科技产品，追根溯源，都是源自国防工业技术的最大利益化。其中Givenimaging创造的“Pillcalm”--可吞服式胶囊内镜就是军事到民用领域技术转移的典型例证。

一、Pillcam的诞生

胶囊内窥镜检查于年正式进入临床胃肠病学领域，获得了美国食品和药物管理局批准。从概念到实施的过程始于20年前。年，高级工程师GavrielIddan在以色列国防部拉斐尔军备发展局的电光设计部门担任高级工程师。由于他对医学成像很感兴趣，所以休假期间会在波士顿医学成像公司Elscint研究x射线和超声波成像。由于邻居埃坦·斯卡帕(EitanScapa)是一位以色列胃肠病学家，两人互相沟通了解双方的需求和讨论当时光学纤维内窥镜在小肠整体显像技术上的局限性，萌发了研发小肠整体成像设备的想法。

十年后，在伊丹第二次休假时，伊丹考虑使用一根细“脐带”电缆连接小型电荷耦合器件（CCD）的想法，但小肠的长度排除了这个选择。当时他建议剪断脐带，在CCD相机上安装一个微型发射器，让设备自行运行。然而，CCD元件消耗大量能量，微型电池最多允许10分钟的传输时间。因此当时面临着很多问题。

对小肠的胶囊研究可能需要花费很长时间，并且在屏幕上会占据患者和医生很长时间。如何能够使病人和医生从冗长的检查中解脱出来，并限制在屏幕前的必要时间呢?年，伊丹想出了一个绝妙的主意，把这个系统分成三个部分，第一部分是摄像机及发射器。第二部分是安装在病人腹部表面的附上传感器的记录器。第三部分则是一个软件包，用来处理存储在记录器上的信息，以生成一份研究报告，医生可以在合理的时间内自行查看。系统组成没问题，但CCD相机耗费能量的问题还有待解决。

在阅读光学工程杂志时，伊丹偶然读到了埃里克·福森（EricFossum）撰写的一篇文章，文章中描述了硅芯片（CMOS互补金属氧化物半导体）)的使用，于是伊丹预测可以用CMOS取代CCD。后来埃里克·福森还帮助了他们的工程师团队，小型化组件的实现又接近了一步。

当然，将概念转化为产品需要大笔资金和兼具创新精神及专业知识的工程师的。年，伊丹遇到了GavrielMeron筹集了必要的资金，并招募了有才华的物理学家和工程师，以下是一些参与者的名单：DovAvni，AvnerBadichi，A。Reichert，B。Ehrlich，H。Kislev，Y。Avron，D。Adler，M。Frish，A。Glukhovsky，S。Friedman和其他才华横溢的人。其中许多是来自以色列海法理工学院的学生。

在团队的努力下，伊丹于年获得了专利，最初的专利设想是使用CCD芯片，但它的弊端是太笨重还消耗太多能量。Meron知道他们无法购买现成的微型相机元件，因此他的团队必须创造它们。团队里的DovAvni的专长是模拟视频，他也曾在以色列国防部的研发部门拉斐尔工作多年。Avni负责创建一个成像器，一个光源，并使所有组件小型化。最终Avni解决了CMOS芯片成像仪的技术难题。

后来，Meron咨询了致力于视觉，视频和半导体技术研究的Sarnoff公司，Sarnoff的首席研究专家预测，使用CMOS技术不可能生成清晰的图像，因为在体温下，由于随机光子的存在，信噪比太低。后来，Avni与TowerSemiconductor（MigdalHaemek，Israel）的工程师一起开发了一种制造CMOS成像器的工艺，克服了这一特殊问题。

年，医院名叫保罗·斯温(PaulSwain)的胃肠病学家独立完成了微型摄像机的无线传输实验，并成功地将猪胃的实时图像传输到视频屏幕上。Meron于年在欧洲胃肠病学周（UEGW）会见了保罗·斯温，他们决定一起合作。保罗·斯温赞赏了以色列成功地克服了尺寸，传输强度，电池电量，图像分辨率以及许多其他工作原型的巨大障碍。在合作后，年10月，保罗·斯温荣幸地成为地球上第一个吞下胶囊内窥镜的人，地点是特拉维夫附近拉马特哈萨隆的斯卡帕博士办公室。

二、Givenimaging成立

实际上这正是伊丹正在研究的导弹的“缩小”问题。起初，他将这个想法作为以色列军事工业的一个副业项目，但由于这个项目实际很大，于是伊丹和GavrielMeron博士于年创立了“Givenimaging”公司。公司的使命是开发生产可吞咽的一次性电子胶囊。年，名为M2A（年时更名为PillCamSB）的世界上首个胶囊式内窥镜问世，获得了美国FDA批准。M2A胶囊尺寸为11mm*26mm，由光源、透镜、CMOS感光芯片、电池组和无线传输模块组成。胶囊外观十分光滑，可以使得患者摄食起来比较方便。

三、Pillcam如何运作

Pillcam是用以色列导弹防御技术制造的药丸，该设备本身是一个12x33毫米(0.47x1.3英寸)的药丸大小的摄像机，它能以每秒4或35帧的速度从两端捕获彩色视频。传统的内窥镜检查对于患者而言非常难受，需要将一束光缆插入患者的直肠或喉咙。而如今，对于做胃肠镜的患者在禁食10小时后，只需要吞服一粒带摄像头的小胶囊，它具有类似于泰诺胶囊的光滑质地，因此不会产生任何疼痛或不适感。在随后的8小时内，PillCam通过患者佩戴的传感腰带（带有接收器和SD卡或存储物质）可将大约5万张图像传输到PillCam记录仪，以帮助识别乳糜泻和克罗恩病等疾病。在胶囊内镜检查前做好肠道准备是非常重要的。

四、pillcam优势所在

对于大多数患者，医生建议进行结肠镜检查，但对于某些患者，由于出血或镇静问题或其他因素，进行结肠镜检查等侵入性结肠检查可能存在风险。PillCam可规避潜在风险。

以下是Pillcam的主要优点：

①这款相机药丸有助于更快更容易地检测结肠癌。结肠癌是当今最常见的癌症类型之一。五十岁或以上的人必须经常筛查结肠，以确保健康。而PillCam能帮助诊断或基本排除肠道疾病，改进罹患肠道疾病者的治疗方案。

②另外，胶囊内窥镜技术允许医生可视化小肠，食道和结肠，这是传统内窥镜无法达到的区域。这对检测各种异常和疾病至关重要，例如不明原因的消化道出血（OGIB），缺铁性贫血（IDA）、食管静脉曲张、以及出血、病变、溃疡和肿瘤的来源等。

③PillCam比传统的结肠镜检查便宜，花费大约美元，而结肠镜检查费用可能在到美元之间。

?无痛无创不插管，无毒，一次性使用无交叉感染；

?无需麻醉及注气，耐受性强；

?无需住院，可自由走动，不影响正常工作与生活；

?有效提高消化道疾病的早期诊断率；

该技术可适用于10岁及以上的儿童

五、Pillcam局限性

医生可能会建议进行额外的测试以弥补胶囊内窥镜检查所固有的局限性。由于无线摄像胶囊不受自愿控制，其记录的图像可能不够突出感兴趣的领域，而且有些照片可能会存在模糊，无法做出解释，可能会遗漏掉肠道某些区域的异常。另外还会出现运输过程非常缓慢现象，以至于在胶囊电池失效之前只检查到小肠的一部分。与传统的内窥镜检查不同的是，摄像机只能记录病人的情况，因此，采用这种方法进行活组织检查或切除息肉是不可能的。最后，这种治疗方法可能会存在一些轻微的风险，因为在胶囊内窥镜检查过程中，会有不到2%的胶囊滞留，胶囊滞留定义为胶囊在消化道停留超过两周。

六、Pillcam的三种版本

胶囊式内窥镜诊断系统由三个部分组成：摄像胶囊、数据记录仪、8片式数据传感器、RAPID软件及图像工作站。而摄像胶囊即由一个微型照相机、数字处理系统和无线收发系统等组成。根据消化道结构、肠道自然蠕动速度的差异性，GivenImaging研发了不同功能的胶囊内镜。所有版本的PillCam都含有一个小型化学电池，可以提供8到10个小时的记录时间，外加一个光源和两个微型CCD相机。该胶囊使用的无线电是由圣地亚哥和瑞典的医疗团队开发的。

①PillCam?SB小肠胶囊内镜：为目前小肠胶囊检查检出率及诊断率最高的产品；目前，它是唯一适用于两岁及以上患者的胶囊内窥镜。PillCamSB视频胶囊尺寸为11mmx26mm，重量不到4克。它在一侧包含成像设备和光源，并以每秒2幅图像的速率传输图像，在8小时内产生超过50,张图像。PillCamSB最初于年被美国食品和药物管理局批准，今天被医生用于检测和诊断小肠疾病，包括克罗恩病，小肠肿瘤，吸收不良疾病（如乳糜泻）等。

该公司的下一代小肠视频胶囊PillCamSB2在年5月被美国食品和药物管理局批准上市。它和PillCamSB视频胶囊尺寸一样大，提供先进的光学系统和更广阔的视野。PillCamSB2在每张图片上的粘膜面积几乎是PillCamSB的两倍。仅在年，该公司就售出了,粒PillCamSB胶囊，年收入达到了1.亿美元。

②PillCamESO食管胶囊：这款胶囊尺寸为11毫米x26毫米，重量不到4克，是一款高性能胶囊，具有先进的光学和自动光控功能，可实现最佳的图像质量和照明。它在视频胶囊的两端包含一个成像设备和光源，在20分钟的过程中，当它从食道流下时，每秒最多可拍摄14幅图像或2,张彩色图像。最初于年11月被美国食品和药物管理局批准，为食管可视化提供了一种节省时间且对患者友好的方法。使用PillCamESO进行胶囊内窥镜检查可在30分钟内完成。患者通常在进行手术前禁食两小时。药丸通常在24小时内自然排便。医生之后将图像下载到Given工作站进行检查和诊断。

③PillCam?COLON2结肠胶囊内镜：这款胶囊可用于结直肠的针对性检查，对比传统其它的胶囊内镜，它实现了自动变频的摄像功能，可以自主根据肠道情况进行调整拍摄频率，最快的时候可以拍摄相片70张/秒（双摄像头），设备可以捕获多达1,,张图像而且也是目前唯一实现双摄像头的品牌，可以说是真正意义上的结肠胶囊内镜检查手段。

总结

如今，GivenImaging已经成为胃肠道医疗设备的全球领导者，为医疗保健提供商提供了一系列创新选项，用于可视化，诊断和监测消化系统，它比X射线和胃肿瘤的放射性追踪更健康。该公司提供了广泛的产品组合，包括用于小肠，食道和结肠的PillCam?胶囊内窥镜。另外GivenImaging在21个GI疾病诊断中拥有7个产品系列。该公司还提供行业领先的胃肠道功能诊断解决方案，包括ManoScan?高分辨率测压法，基于Bravo?胶囊的pH监测Digitrapper?pH-Z监测和SmartPill?能动性监测系统。目前GivenImaging的胶囊内镜技术仍然是最成熟的，是全球胶囊内镜技术的发明者及领导者，其产品覆盖全球60多个国家，占领全球80%以上的市场份额，有万以上的患者通过PillCam?胶囊内镜得到获益。