En miniaturerobot, der kunne tjekke tyktarmen for tidlige tegn på sygdom

Ingeniører har vist, at det er teknisk muligt at guide en lille robotkapsel inde i tyktarmen for at tage mikro-ultralydsbilleder.

Kendt som en Sonopill, apparatet kan en dag erstatte behovet for, at patienter skal gennemgå en endoskopisk undersøgelse, hvor et halvstivt skop føres ind i tarmen - en invasiv procedure, der kan være smertefuld.

Mikro-ultralydsbilleder har også den fordel, at de bedre kan identificere nogle typer celleforandringer i forbindelse med kræft.

Sonopillen er kulminationen på ti års forskning udført af et internationalt konsortium af ingeniører og videnskabsmænd. Resultaterne af deres forundersøgelse offentliggøres i dag (19. juni) i tidsskriftet Videnskab robotik .

Konsortiet har udviklet en teknik kaldet intelligent magnetisk manipulation. Baseret på princippet om, at magneter kan tiltrække og frastøde hinanden, en serie af magneter på en robotarm, der passerer over patienten, interagerer med en magnet inde i kapslen, forsigtigt manøvrere det gennem tyktarmen.

De anvendte magnetiske kræfter er harmløse og kan passere gennem menneskeligt væv, gør op med behovet for en fysisk forbindelse mellem robotarmen og kapslen.

Et kunstigt intelligenssystem (AI) sikrer, at den glatte kapsel kan placere sig korrekt mod tarmvæggen for at få mikro-ultralydsbilleder af bedste kvalitet. Gennemførlighedsundersøgelsen viste også, hvis kapslen skulle blive løsnet, AI-systemet kan navigere det tilbage til den ønskede placering.

Professor Pietro Valdastri, som har stolen i Robotics and Autonomous Systems ved University of Leeds og var seniorforfatter af papiret, sagde:"Teknologien har potentiale til at ændre den måde, læger udfører undersøgelser af mave-tarmkanalen på.

"Tidligere undersøgelser viste, at mikro-ultralyd var i stand til at fange billeder i høj opløsning og visualisere små læsioner i de overfladiske lag af tarmen, give værdifuld information om de tidlige tegn på sygdom.

"Med denne undersøgelse, vi viser, at intelligent magnetisk manipulation er en effektiv teknik til at guide en mikro-ultralydskapsel til at udføre målrettet billeddannelse dybt inde i menneskekroppen.

"Platformen er i stand til at lokalisere positionen af ​​Sonopill til enhver tid og justere den eksterne drivende magnet for at udføre en diagnostisk scanning, samtidig med at et ultralydssignal af høj kvalitet opretholdes. Denne opdagelse har potentialet til at muliggøre smertefri diagnose via en mikro-ultralydspille i hele mave-tarmkanalen."

Sandy Cochran, Professor i ultralydsmaterialer og -systemer ved University of Glasgow og ledende forsker, sagde:"Vi er virkelig begejstrede for resultaterne af denne gennemførlighedsundersøgelse. Med en stigende efterspørgsel efter endoskopier, det er vigtigere end nogensinde at kunne levere en præcis, målrettet, og omkostningseffektiv behandling, der er behagelig for patienterne.

"I dag, vi er et skridt tættere på at levere det.

"Vi håber, at i den nærmeste fremtid, Sonopillen vil være tilgængelig for alle patienter som en del af regelmæssige lægetjek, effektivt at fange alvorlige sygdomme på et tidligt stadium og overvåge sundheden i alles fordøjelsessystem. "

Sonopillen er en lille kapsel - med en diameter på 21 mm og en længde på 39 mm, som ingeniørerne siger kan nedskaleres. Kapslen indeholder en mikro-ultralydstransducer, et LED -lys, kamera og magnet.

Et meget lille fleksibelt kabel er bundet til kapslen, som også passerer ind i kroppen via endetarmen og sender ultralydsbilleder tilbage til en computer i undersøgelsesrummet.

Gennemførlighedstestene blev udført på laboratoriemodeller og i dyreforsøg med svin.

Sygdomme i mave-tarmkanalen tegner sig for cirka 8 millioner dødsfald om året over hele verden, herunder nogle tarmkræftformer, der er forbundet med høj dødelighed.