肠道疾病种类繁多且常见，其中结肠直肠癌的发病率与病死率在过去的30年中呈现出明显的攀升走势，因而结肠疾病的预防、检测及早治疗就显得至关重要。目前，肠道疾病诊断方法有以下4种研究方向：常规的内窥镜、胶囊内窥镜(capsule endoscope)、肠道仿生机器人(intestinal bionic robot)、肠道生物机器人(intestinal bio-robot)。然而在进行常规的内窥镜检查时，患者会感到不适，甚至疼痛，从而降低了该检测手段的耐受性。如果对患者施用镇静剂或者在全麻状态下进行检查，尽管患者的痛苦会得到缓解，但是会有禁忌症与不良反应的风险。另外，常规的内窥镜在内部清洁与消毒方面存在难点，交叉感染的风险较高。而被动式的胶囊内镜无法控制运动及姿态；主动式的胶囊内窥镜的驱动方式也多种，肠道仿生机器人也亦然，但这些驱动方式仍存在诸多不足，且能量供给也一直是该研究的瓶颈。虽然有学者进行了基于无线能量传输(wireless energy transmission, WET)的胶囊内窥镜研究，为能量供给障碍提供了一条解决途径，但交变磁场有一定的损伤性，而过热的线圈也容易使人体组织受损，因此该方法存在一定的风险，一方面对如何增大能量传输效率进行研究，另一方面对胶囊内镜的WET稳定性加以研究，以确保系统的安全性，对人体无伤害或将伤害最小化。　　针对胶囊内窥镜及仿生肠道机器人在结肠诊断方面的技术瓶颈，本研究提出了基于生物驱动的结肠内窥镜系统。通过为生物体穿戴设计的安置有刺激电极与摄像头的检测套，该系统通过电刺激的方式来控制生物体进入结肠，进而对结肠内部图像进行采集。本系统依靠生物体自身极高的能效，克服了能量供给问题。通过设计的图像采集与信息管理系统，方便病例录入和管理，同时可对采集的图像进行截图、图片缩放、视频等操作，便于数字化信息管理。本项目的主要研究工作如下：　　①分析并总结了当前结肠检查的途径与存在的问题，进而提出了基于生物驱动的结肠内窥镜系统的研究思路。　　②根据肠道的环境，包括结肠特性与影响诊疗装置在肠道中运动的因素，结合生物体的形态特征与生活习性，本研究采用黄鳝作为本系统生物驱动的生物体，并根据黄鳝的生理特性，选取电刺激的刺激点。　　③完成运动控制系统的设计与制作。采用厚度为0.1 mm的紫铜箔并将其剪裁成直径为3.4 mm±0.4 mm的圆铜箔，再将其与直径为0.12 mm的漆包铜圆线锡焊在一起，构成表面刺激电极片；选取USB工业内窥镜模组作为本系统的摄像头；设计并制作厚度为1.5 mm的硅胶头套与厚度为0.1 mm的乳胶身套，完成检测套的装配；选择RIGOL（北京普源精电科技有限公司）DG1022双通道函数/任意波形发生器作为本系统的刺激器。　　④利用ACCESS和Visual Basic设计了图像采集与信息管理系统。首先，根据需要，设计并创建了数据库和表；然后，利用Visual Basic软件设计了图像采集与信息管理系统操作界面，实现了权限登录、内镜检查、病历录入、病例查询、添加用户、密码修改等功能。　　⑤对本系统进行了体外实验。首先，为方便后续的实验，设计与进行了麻醉实验，实验结果表明浓度为300 ppm的MS-222溶液为最佳麻醉剂浓度；其次，设计并进行了刺激参数的选定实验，获得了最佳脉冲刺激参数——幅值1.80 V、脉宽750μs、频率2 Hz；然后，设计并进行了生物机器人穿着身套后的模拟结肠实验，并对结果进行分析，实验表明，身套的设计较合理，对黄鳝的运动限制较小，且电刺激运动控制具有较好的效果；最后，对穿戴了检测套后的黄鳝进行了模拟结肠实验，结果表明本研究设计的运动控制系统有较好的控制效果，能够有效地控制生物体在模拟肠道中前进，但头套的设计仍需进一步的优化。　　本项目在国际上首次发表了基于生物体为驱动动力的原创性医疗器械的研究——生物驱动结肠内窥镜，具有良好的研究意义和应用前景。随着之后的进一步研究，有望将其发展成为实用的创新型医疗器械。