Ультразвуковая пилюля-робот значительно упростит гастро- и колоноскопию

Исследователи испытывают новую установку, призванную заменить классические эндоскопические методы исследования.

Фото Norton et al., Sci. Robot. 4, eaav7725 (2019).

Роботизированная эндоскопия была проверена на искусственной модели кишечника, а также на некоторых лабораторных животных.

Фото Norton et al., Sci. Robot. 4, eaav7725 (2019).

Воспаление желудка и кишечника – едва ли не самая частая проблема, с которой обращаются люди к врачу-гастроэнтерологу. По этим же причинам смертность от онкологических заболеваний желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) сохраняется на довольно высоком уровне.

На сегодняшний день одним из самых информативных (хотя далеко не самых приятных) методов диагностики этих заболеваний остаётся эндоскопия, то есть возможность взглянуть на ткани изнутри тела пациента.

Метод заключается во введении через рот (гастроскопия) или же задний проход (колоноскопия) пациента гибкого эндоскопа. Последний позволяет детально осмотреть нужную область и при необходимости взять биопсию.

Кроме диагностики, эндоскопия позволяет выполнить и некоторые небольшие хирургические вмешательства, например, удаление полипов.

Однако такой метод может доставлять серьёзный дискомфорт и даже болевые ощущения пациентам. Кроме того, он может вызывать развитие некоторых осложнений.

Инженеры, участвующие в большом международном проекте, посвящённом разработке альтернативного способа диагностики заболеваний пищеварительной системы, создали для решения данной проблемы роботизированную управляемую капсулу.

Исследования показали, что с её помощью можно получить детальное ультразвуковое изображение кишечника.

Как сообщают разработчики, устройство, названное Сонопилл (Sonopill, или "ультразвуковая пилюля"), однажды сможет избавить людей от эндоскопических исследований в том виде, в котором они проводятся сегодня.

Диаметр капсулы составляет 21 миллиметр, а длина – 39 миллиметров. Однако инженеры уверены, что габариты капсулы вполне можно будет уменьшить ещё больше. В прибор встроен ультразвуковой датчик, источник света, камера и магнит.

С капсулой соединён очень тонкий гибкий кабель, который вместе с ней вводится в прямую кишку и отправляет полученные снимки на компьютер.

Управлять движением капсулы нужно извне. Разработанная экспертами технология основана на способности магнитов притягивать и отталкивать друг друга. Ряд магнитов в "руке", находящейся снаружи, взаимодействует с магнитами в капсуле, мягко проводя её через желудочно-кишечный тракт человека.

Роботизированная эндоскопия была проверена на искусственной модели кишечника, а также на некоторых лабораторных животных.

Магнитные поля безопасны для человеческого организма и могут проникать через ткани. Таким образом, необходимость в физической связи между роботизированной "рукой" и капсулой отпадает.

Правильное расположение устройства в ЖКТ даёт гарантию получения качественных ультразвуковых изображений. К слову, за точность позиционирования гладкой капсулы внутри кишечника отвечает искусственный интеллект. Если капсула смещается, система возвращает её обратно в нужное положение.

Одним из важных технических преимуществ устройства является применение микроультразвука. Это новое поколение УЗИ, использующее более высокие частоты, что позволяет значительно повысить разрешение изображений.

Также микроультразвук даёт возможность лучше идентифицировать некоторые типы изменений слизистых, связанных с развитием рака.

"Наша технология способна изменить методы исследования пищеварительного тракта. В своей работе мы показали, что "умная" магнитная система эффективно управляет микроультразвуковой капсулой и предоставляет прицельные изображения человеческого тела", – сообщает в пресс-релизе Университета Лидса ведущий автор научной работы профессор Пьетро Вальдастри (Pietro Valdastri).

Как считают создатели нового многообещающего подхода, в условиях постоянно возрастающего спроса на эндоскопические методы обследования, как никогда важно внедрить точную, прицельную, недорогую и комфортную для пациентов диагностическую процедуру.

Создатели надеются, что "Сонопилл" однажды станет частью регулярных медосмотров. К слову, технология уже успешно опробована на нескольких лабораторных моделях, включая свиней.

Результаты работы международной команды учёных опубликованы в издании Science Robotics.

Авторы "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее рассказывали о ещё одной потенциальной замене эндоскопа и экспресс-методе диагностики язвы и гастрита, разработанном российскими специалистами.