吃下一個電臺？上世紀60年代的膠囊技術

2020-09-15 探索XXX

如果可以吃廣播電臺怎麼辦？電池，電晶體，電容器，線圈，振蕩器和膜片，所有這些零件全部塞入一個長約2.5釐米、直徑約1釐米的膠囊中，這就是「世界上最小的FM廣播電臺」，電臺膠囊。

電臺膠囊

弗拉基米爾·祖沃裡金與美國無線電公司RCA，退伍軍人管理局醫院和洛克菲勒研究所於1959年共同開發了這個微型電臺，而他們的目的是將其作為一種醫學級別的探測器，可以在胃部雷暴中航行，並可爬過10多米長的有生物汙泥腸道。

系根繩子吞下去

花費1萬美元，吞掉一個電池續航時間約15小時的電臺，可能比較困難，但這確實是約翰·法拉爾的選擇。法拉爾是第一個電臺膠囊的測試患者。在膠囊進入他的食道之前，他強烈要求用一條細繩將膠囊綁住。這樣萬一出現緊急狀況可以將膠囊再從嘴中拉出。

研究人員正用儀器跟蹤法拉爾吞下的膠囊

在之後的實驗中，對於可能出現的緊急情況則採用了一種更為冷靜的補救辦法：醫生們會利用X射線顯示其位置，並利用磁鐵將其引導回到正確的路徑。

電臺膠囊是圓柱形的，一端被一層薄橡膠膜覆蓋，該橡膠膜會振動以應對腸道波動產生的氣壓波動。這些振動會通過振動膜傳達到線圈，然後再到達振蕩器。振蕩器在過濾掉一些幹擾後會將得到的信息轉換成連續的FM信號，而在體外的天線會接收到這些信號。

起源於間諜竊聽的放大技術

為了讓某些震動更清晰，電臺膠囊還包含一個共振腔結構，用於放大。這種結構與在美國駐莫斯科大使館發現的間諜竊聽設備相似。這種設備被稱為「大印章蟲子」，是最早使用無源技術傳輸音頻信號的秘密偵聽設備之一。

隱藏在印章中的竊聽器

俄國發明家萊昂·特雷敏發明了這個裝置，並在1945年，作為「禮物」贈送給了當時美國駐蘇聯大使。它在大使的莫斯科住宅書房裡呆了七年後才被發現。具有諷刺意味的是，這種竊聽裝置的技術基礎來自於1941年的RCA總部，是由祖沃裡金親自開發的。

電臺膠囊則將這種竊聽技術應用到了醫學領域。在1961年的Pathé醫療演示影片中，醫生檢查了一名女病人。醫生向病人的腹部施加外力，這種外力增加了腸道內部的壓力，並讓電臺膠囊發出信號，外部接收器則播放出這些放大後的信號。

一般這個電臺會在人體中旅行兩天，而在整個過程中，持天線的醫生可以接收到信號。該信號可以像心電圖一樣在一張紙上畫出波浪線，也可以顯示在屏幕上​。

電臺膠囊的其它技術以及未來

除了這種信號放大技術，膠囊還採用了很多其它技術，比如其電池就曾應用在戰爭中。約翰·李爾在1957年的《新科學家》雜誌中曾經提到，膠囊信號的傳輸功率是通過連接到蓄電池的電晶體來放大的，而該蓄電池起源於第二次世界大戰。當時這種電池技術被用在防空炮彈上，在有飛機入侵時可以提供電力引爆炸彈。

膠囊還使用了遙測技術。這種在危險或人跡罕至的地區進行技術輔助搜尋的技術，在這裡被用來探索消化道的未知領域，以及結腸右側深處的複雜區域。

隨著電子學，無線通信和微電子微型化的發展，科學家仍然不斷研製新的可吞咽膠囊用於醫學診斷與治療。與傳統內窺鏡相比，膠囊技術不需要通過患者的口，鼻（胃鏡）或肛門（結腸鏡）插入，減少了患者的不適。此外這種技術還可以提供內窺鏡無法達到的小腸狀況。

如今利用膠囊技術來成像、進行藥物輸送系統、或者傳感檢測都可以實現。可以預見在未來，膠囊大小的機器人可以直接進入人體進行手術，小小的膠囊或許還有更大的發展空間。

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