Колоноскопия является наиболее эффективным методом диагностирования различных заболеваний прямой и толстой кишки. Выполняемая под местной анестезией процедура является умеренно инвазивным и весьма неприятным процессом. Из-за дискомфорта многие пациенты отказываются от исследования или затягивают с его проведением. Новая методика исследования призвана сделать диагностику и процесс лечения более быстрым и простым процессом, менее неприятным и болезненным. Для этого обычное оборудование для колоноскопии планируется заменить роботом размером с желатиновую капсулу длиной 18 мм. 

Группа исследователей из Университета Вандербильта (Vanderbilt University) и университета Лидса (University of Leeds) разработали намагниченную капсулу-эндоскоп. Направление движения капсулы задает находящаяся снаружи роботизированная рука с магнитом. 

Роботизированная платформа для проведения колоноскопии состоит из двух основных подсистем:

Эндоскопическое устройство (Endoscopic Device) - капсула с мягкой привязкой, со всеми функциональными возможностями традиционного эндоскопа, включая эндоскопическую камеру, светодиоды белого света, терапевтический канал для инструментов и воздушно-водяные каналы для поддува и очистки. Кроме того, в капсуле есть магнит, обеспечивающий нежесткое соединение с внешним магнитом, задающего перемещение капсулы по толстой кишке. 

Роботизированный манипулятор (Robot Unit) и блок управления (Control Unit) позволяют управлять капсулой. Предложенный подход уменьшает физические нагрузки во время выполнения процедуры. Кроме того, управление процедурой отделяется от места проведения процедуры. При необходимости исследование может провести врач из другой клиники или даже из другой страны. Блок управления поддерживает несколько интерфейсов, включая тактильный интерфейс Phantom Omni, который обеспечивает обратную связь по усилию; кроме того, устройство оснащено сенсорными экранами, Kinect и классическими интерфейсными устройствами - мышью и клавиатурой.

Управление перемещением капсулы внешним магнитом позволяет перемещать капуслу в любом направлении без болезненных растяжений толстой кишки, возможных при использовании традиционных подходов. Робот-капсула был 30 раз успешно испытан в исследованиях толстой кишки свиньи. Исследовательская группа отмечает, что капсула может выполнить сложный маневр, называемый ретрофлексией, в результате которого камера робота позволяет видеть стенку толстой кишки в обратном направлении.

Благодаря использованию более тонкого кабеля, чем у аналогичных устройств, робот-капсула способен не только свободно маневрировать в желудочно-кишечном тракте, осуществляя диагностику. Он также может выполнять различные терапевтические процедуры, в частности, биопсию тканей или удаление полипа – операции, недоступные  другим капсульным устройствам.

Использование капсул все чаще привлекает разработчиков различной медицинской техники и современных методов исследования. Можно вспомнить, PillCam - это капсула с камерой, которая записывает видео во время своего путешествия по желудочно-кишечному тракту пациента. Tadpole Endoscope предлагает управляемую капсулу, также оснащенную камерой, которая может путешествовать по желудку пациента.

Несмотря на то, что другие капсульные устройства, оснащенные камерами и вводимые в организм человека путем проглатывания, являются замечательными инструментами для диагностики, они не обеспечивают функциональность, необходимую для традиционной колоноскопии. Разрабатываемое в университетах Вандербильда и Лидса устройство может выполнить их в полном объеме. 

Каждый год рак толстой кишки уносит жизни более 600.000 человек во всем мире. Как и другие виды рака, он прогрессирует до злокачественного новообразования приблизительно за 5 - 10 лет и является четвертым по распространенности. Однако если опухоль обнаружена на достаточно ранней стадии, положительный прогноз составляет 90%. По этой причине рекомендуется, чтобы люди старше 50 лет и люди, имеющие в семейной истории такой диагноз, проходили обычные скрининги на рак толстой кишки хотя бы раз в пять лет.

Капсульный робот, разработанный учеными из Vanderbilt University и University of Leeds может упростить процесс диагностики и лечения колоректальных раковых заболеваний, уменьшая необходимость в процедурах, связанных с применением успокаивающих препаратов, а также с использованием местной анестезии.

Исследование было представлено на Неделе пищеварительных заболеваний 2017 (Digestive Disease Week 2017).

Команда планирует начать тестирование устройства на людях к концу 2018 года.

+ +