Ingenieurs hebben aangetoond dat het technisch mogelijk is om een ​​kleine robotcapsule in de dikke darm te leiden om micro-echografiebeelden te maken.

Bekend als een Sonopill, het apparaat zou op een dag de noodzaak voor patiënten kunnen vervangen om een ​​endoscopisch onderzoek te ondergaan, waarbij een semi-rigide scoop in de darm wordt gebracht - een invasieve procedure die pijnlijk kan zijn.

Micro-echografiebeelden hebben ook het voordeel dat ze beter in staat zijn om bepaalde soorten celveranderingen die verband houden met kanker te identificeren.

De Sonopill is het resultaat van tien jaar onderzoek door een internationaal consortium van ingenieurs en wetenschappers. De resultaten van hun haalbaarheidsstudie worden vandaag (19 juni) gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap Robotica .

Het consortium heeft een techniek ontwikkeld die intelligente magnetische manipulatie wordt genoemd. Gebaseerd op het principe dat magneten elkaar kunnen aantrekken en afstoten, een reeks magneten op een robotarm die over de patiënt gaat, interageert met een magneet in de capsule, het voorzichtig door de dikke darm manoeuvreren.

De gebruikte magnetische krachten zijn onschadelijk en kunnen door menselijk weefsel gaan, het wegnemen van de noodzaak van een fysieke verbinding tussen de robotarm en de capsule.

Een kunstmatige intelligentiesysteem (AI) zorgt ervoor dat de gladde capsule zichzelf correct tegen de darmwand kan positioneren om micro-echografiebeelden van de beste kwaliteit te krijgen. De haalbaarheidsstudie toonde ook aan dat als de capsule losraakt, het AI-systeem kan het terug navigeren naar de gewenste locatie.

Professor Pietro Valdastri, die de leerstoel Robotica en Autonome Systemen bekleedt aan de Universiteit van Leeds en senior auteur van het artikel was, zei:"De technologie heeft het potentieel om de manier te veranderen waarop artsen onderzoeken van het maag-darmkanaal uitvoeren.

"Eerdere studies toonden aan dat micro-echografie in staat was om beelden met een hoge resolutie vast te leggen en kleine laesies in de oppervlakkige lagen van de darm te visualiseren, het verstrekken van waardevolle informatie over de vroege tekenen van ziekte.

"Met dit onderzoek we laten zien dat intelligente magnetische manipulatie een effectieve techniek is om een ​​micro-echografiecapsule te leiden om gerichte beeldvorming diep in het menselijk lichaam uit te voeren.

"Het platform kan de positie van de Sonopill op elk moment lokaliseren en de externe aandrijfmagneet aanpassen om een ​​diagnostische scan uit te voeren met behoud van een hoogwaardig ultrasoon signaal. Deze ontdekking heeft het potentieel om pijnloze diagnose mogelijk te maken via een micro-echografiepil in het hele maag-darmkanaal."

Sandy Cochran, Hoogleraar Ultrasound Materials and Systems aan de Universiteit van Glasgow en hoofdonderzoeker, zei:"We zijn erg enthousiast over de resultaten van deze haalbaarheidsstudie. Met een toenemende vraag naar endoscopieën, het is belangrijker dan ooit om een ​​nauwkeurige, gericht, en kosteneffectieve behandeling die comfortabel is voor patiënten.

"Vandaag, we zijn een stap dichter bij het leveren daarvan.

"We hopen dat in de nabije toekomst de Sonopill zal beschikbaar zijn voor alle patiënten als onderdeel van regelmatige medische controles, effectief ernstige ziekten in een vroeg stadium opvangen en de gezondheid van ieders spijsverteringsstelsel bewaken."

De Sonopill is een kleine capsule - met een diameter van 21 mm en een lengte van 39 mm, waarvan de ingenieurs zeggen dat ze kunnen worden verkleind. De capsule herbergt een micro-ultrasone transducer, een LED-lamp, camera en magneet.

Een zeer kleine flexibele kabel is vastgemaakt aan de capsule die ook via het rectum in het lichaam gaat en ultrasone beelden terugstuurt naar een computer in de onderzoekskamer.

De haalbaarheidstesten zijn uitgevoerd op laboratoriummodellen en in dierstudies met varkens.

Ziekten van het maagdarmkanaal zijn verantwoordelijk voor ongeveer 8 miljoen sterfgevallen per jaar over de hele wereld, waaronder enkele darmkankers die verband houden met een hoge mortaliteit.