Endoculus: Устройство для автоматической визуализации и биопсии полипов в кишечнике

В мире ежегодно проводятся миллионы процедур колоноскопии, которые позволяют на раннем этапе выявить рак. Рутинный характер этих процедур и постоянная необходимость их проведения побудили американских ученых из университета Колорадо в г. Боулдер разработать роботизированное устройство для проведения такой процедуры, визуализации внутренней части кишечника и даже биопсии толстой кишки и, возможно, даже большей части остальной части желудочно-кишечного тракта.

Информация о разработке опубликована в журнале IEEE Transactions on Robotics.

Сегодня уже существуют специализированные миниатюрные приборы в виде проглатываемой электронной таблетки, которые могут делать снимки кишечника при перемещении от одного конца пищеварительной системы к другому. Тем не менее, это довольно ограниченные в функциональности устройства не способны приостановиться, чтобы посмотреть на подозрительное место, переместиться, чтобы изменить направление обзора, или сделать биопсию.

Новое устройство, получившее название Endoculus, имеет четыре "гусеницы", как у миниатюрного танка, которые позволяют роботу двигаться по скользкой и неровной поверхности толстой кишки. Воздушный насос в устройстве используется для надувания толстой кишки и водяной насос для очистки поля действия. Светодиодные лампочки на передней панели освещают окружающую среду, а встроенный модуль для биопсии позволяет прибору брать пробы полипов.

Особенно интересной разработкой для этого устройства были механические "гусеницы". Как рассказывает доцент кафедры машиностроения в университете Боулдера Марк Реншлер,

Нам нужно было забыть обо всем, что мы знали о принципах механического перемещения, потому что "езда" внутри тела очень отличается от езды, скажем, на автомобиле. Среда там сильно деформируется. Она очень хитрая. Есть даже острые вершины, которые нужно преодолевать.

Сейчас устройство имеет относительно большие размеры - 50 мм в длину х 26.2 мм в диаметре, но исследователи считают, что его можно сделать гораздо меньше. Управление прибором осуществляется с помощью контроллера видеоигр, но, по мнению ученых, в устройство можно добавить технику компьютерного зрения, которая позволит ему самостоятельно осуществлять навигацию и поиск полипов.