Los investigadores han desarrollado un pequeño robot magnético que puede tomar una exploración profunda a -3d dentro del cuerpo, que puede revolucionar la detección inicial de cáncer.
El equipo, encabezado por ingenieros de la Universidad de Leeds, dice que esta es la primera vez que es posible producir imágenes de ultrasonido de tres dimensiones de alta resolución tomadas de un tracto gastrointestinal o una investigación profunda dentro del intestino.
Allá el camino para el diagnóstico y el tratamiento de varias formas de cáncer activando ‘biopsia virtual’. Escaneos no invasivos que proporcionan datos de diagnóstico inmediatos, lo que permite a los médicos detectar, tratar la etapa y potencialmente llagas en un solo procedimiento: eliminar la necesidad de biopsia física.
La sorprendente clave del éxito del equipo fue un pequeño formato 3D famoso, el uso de OLID, que le dio al robot médico magnético un rango de movimiento previamente imposible, la navegación e imágenes de vida derecha dentro del cuerpo Rol.
Una disertación publicada en Today (26 de marzo) Robótica de la ciencia, Explica cómo el equipo integró la forma antigua y su movimiento único en un nuevo endoscopio magnético flexible (MFE). Para capturar imágenes 3D detalladas de tejidos internos, lo equiparon con un pequeño dispositivo de imagen de alta frecuencia.
La tecnología se desarrolló a través de la cooperación mutua entre ingenieros, científicos y médicos de la Universidad de Leeds, la Universidad de Glasgow y la Universidad de Edimburgo. Leeds lideró el desarrollo e integración de investigaciones robótica, mientras que Glasgow y Edimburgo proporcionaron investigación de ultrasonido y lideraron el componente de imágenes.
El profesor y presidente y director de Storm Lab, Petro Bad Stri, en robótica y sistemas autónomos, integró la investigación detrás de este artículo. Él dijo: “Por primera vez, esta investigación nos permite reorganizar la imagen de ultrasonido 3D tomada de una investigación profunda dentro del intestino.
“Este enfoque permite el análisis de tejido inmediato y el diagnóstico de cáncer colorrectal, con resultados inmediatos. El diagnóstico de cáncer colorrectal actualmente es necesario para eliminar las muestras de tejido, luego enviado al laboratorio, lo que resulta durante una o tres semanas”.
Dispositivo de imagen: un 28 MW de su matriz de ultrasonido del área que escanea el área, produce una construcción 3D de alta resolución. Con esta reconstrucción virtual, los médicos pueden crear imágenes cruzadas que imitan las generadas por una biopsia estándar, en la que la muestra de tejido se corta en capas delgadas y se coloca en un portaobjetos para su examen bajo un microscopio.
La alta frecuencia o la alta resolución es diferente de la ecografía, ultrasonido, la mayoría de nosotros estamos utilizados para ver el feto o los órganos internos. La investigación de ultrasonido de alta frecuencia/resolución utilizada en este estudio permite a los usuarios ver las propiedades en la superficie del microscopio hasta la descripción de la superficie de la capa de tejido.
Aunque el ultrasonido 3D ya se puede realizar en vasos sanguíneos y rectales, la tarea abre la posibilidad de funcionar profundamente en el tracto gastrointestinal.
La investigadora de posgrado Nikita Greenj, miembro del Laboratorio de Tormenta de Leeds en la Escuela de Ingeniería Electrónica y Eléctrica, es la principal autora de la disertación. Él dijo: “Al combinar nuestra robótica moderna con imágenes de ultrasonido médico, llevamos esta innovación un paso más allá de la colonoscopia tradicional, lo que permite a los médicos diagnosticar y tratar a los médicos en el mismo procedimiento.
Agregó: “El cáncer colorético es una de las causas más importantes de las muertes relacionadas con el cáncer en el Reino Unido y en todo el mundo, pero es muy curable si se descubre inicialmente. Esta investigación ofrece un nuevo enfoque que puede mejorar el diagnóstico inicial con un diagnóstico mínimo y mejorar el tratamiento efectivo del futuro.
La investigación fue proporcionada por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas de Ucri (EPSRC), la Comisión Europea (CE), el Consejo Europeo de Investigación (ERC) y el Centro de Investigación Biológica NIHR Leeds. Ha encontrado que el uso de OLID, una forma formada por dos circunscripciones permanentes, mejoró significativamente las habilidades, las habilidades de diagnóstico y la autonomía de las cucharadas de endo elásticas magnéticas y el robot médico magnético general.
El antiguo endoscopio magnético (OME) se imprimió desde la resina 3D, que simplemente se midió de 21 mm de diámetro, alrededor de un tamaño de moneda de 1p, lo que significa que el robot aún podría ser rollos, pero había un tamaño práctico y diseño para aplicaciones coloniales como aplicaciones colonoscópicas como aplicaciones clínicas. Su movimiento se probó a gran escala, lo que imitaba el colon, el esófago y la estructura del estómago.
Para extender la tecnología a los ensayos humanos, el equipo primero realizó pruebas en el colon artificial, luego estudió en cerdos, lo cual es un paso importante para cumplir con los requisitos regulatorios para la aprobación del dispositivo médico. Utilizaron un imán permanente externo de control robótico, esta plataforma se desarrolló previamente en LEEDS que permiten tanto el control independiente de Joyce Stick como el de OM. La navegación fue asistida a través de imágenes de la cámara integrada y el sistema de localización magnética. Los resultados mostraron que el sistema puede ser:
La Sra. Greenj dijo que cuando la investigación se realizó en el colon, las propiedades rodantes de la forma olédica podrían aplicarse a una variedad de robots médicos magnéticos, lo que podría mejorar su aplicación a otras áreas del cuerpo.
El equipo ahora decidirá recolectar todas las cifras que les permitirán realizar ensayos en humanos, que esperan que puedan comenzar en 2026, ya que los líderes de la colonoscopia robótica ya están experimentando ensayos en humanos, y la compañía ya está experimentando un juicio comercial.
Ciencia del robot magnético
El sector magnético es ideal de aplicaciones médicas a medida que son inofensivos a través del tejido humano, lo que permite la manipulación remota de pequeños robots quirúrgicos. Son necesarios movimientos controlados y de barrido de navegación e imágenes precisas dentro del cuerpo. Sin embargo, utilizando un campo magnético externo, es imposible construir un rollo de robot cilíndrico.
Los robots magnéticos cyculados pueden obtener solo cinco grados de libertad, la forma en que se puede transferir algo. Se consideró un límite: sin movimiento de rodamiento, los escaneos 3D no eran posibles. Aunque la gravedad hará que un cilindro o círculo gire por la pendiente, no es posible rodar usando fuerzas magnéticas externas. El uso de Olides ha resuelto el problema porque su geometría única facilita naturalmente un movimiento de rodadura significativo que conecta las rotaciones de rollito y lateral a lado. Dado que el Olide no tiene un equilibrio alrededor de un eje central, el imán externo se puede usar para traer movimiento de rodadura, en dos direcciones, dentro del cuerpo, dentro del cuerpo, dentro del cuerpo.
La Sra. Greenj dijo: “Nuestras búsquedas sugieren nuevas posibilidades para el enfoque interformal de la robótica médica, que muestra cómo los principios matemáticos como la geometría simple pueden resolver los desafíos de atención médica del mundo real”.
La profesora Sandy Kotran, el centro de los ultrasónicos médicos e industriales de la Universidad de Glasgow, que guió el componente de ultrasonido de este estudio, dijo: “Las imágenes de ultrasonido son seguras, baratas y se pueden implementar exactamente donde se necesita, y ayuda con la ayuda de él.
El equipo cree que el progreso que han realizado puede conducir a cambios fundamentales en la endoscopia, donde la endoscopia puede centrarse en las decisiones críticas de diagnóstico y tratamiento, mientras que los sistemas independientes manejan la navegación y las tareas normales.
También creen que mejores habilidades y habilidades de diagnóstico de OM pueden ayudar a aliviar las diferencias de género en el calor colonial, ya que los procedimientos de endoscopio flexible estándar son más difíciles en las mujeres, lo que causa una alta tasa de procedimientos incompletos.
Jane Nicholson, directora ejecutiva de investigación en el EPSRC, dijo: “El desarrollo de la tecnología moderna permite el desarrollo de una solución no invasiva que sea capaz de revolucionar el cáncer y el tratamiento.
“La alta incidencia de procedimientos de cáncer, como el cáncer colorrectal, mejora la precisión y el control del procedimiento de cáncer, los esfuerzos de este equipo intercontinental pueden conducir a un progreso significativo en la detección y el tratamiento del cáncer”.
