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Sistema robótico inteligente para hacer colonoscopia más fácil para los doctores

Los científicos han hecho una ruptura en su trabajo para desarrollar colonoscopia semi-autónoma, usando un robot para conducir un aparato médico en la carrocería.

La piedra miliaria trae más cerca la perspectiva de un sistema robótico inteligente que puede conducir los instrumentos a las situaciones exactas en la carrocería para tomar biopsias o para permitir que los tejidos internos sean examinados.

Un doctor o una enfermera todavía debería a mano tomar decisiones clínicas pero la tarea exigente de manipular el dispositivo se descarga a un sistema robótico.

Las últimas conclusión - “habilitando el futuro de la colonoscopia con la manipulación magnética inteligente y autónoma” - son la culminación de 12 años de investigación de personas internacionales de los científicos llevados por la universidad de Leeds.

La investigación se publica hoy (lunes, el 12 de octubre) en la inteligencia de máquina de la naturaleza del gorrón científico. Una vez que el embargo levanta, el papel puede ser transferible de https://www.nature.com/articles/s42256-020-00231-9

Las juicios pacientes usando el sistema podían comenzar el próximo año o a principios de 2022.

Pedro Valdastri, profesor de la robótica y de los Autonomous System en Leeds, está vigilando la investigación. Él dijo: La “colonoscopia da a doctores una ventana en el profundo ocultada mundo dentro del cuerpo humano y ofrece un papel vital en la investigación de enfermedades tales como cáncer colorrectal. Pero la tecnología tiene seguía siendo relativamente sin cambios por décadas.

“Qué hemos desarrollado somos un sistema que es más fácil para que los doctores o las enfermeras operen y es menos doloroso para los pacientes. Marca un importante un paso en el movimiento de hacer colonoscopia mucho más extensamente - disponible - esencial si se va el cáncer colorrectal a ser determinado temprano.”

Porque el sistema es más fácil de utilizar, la esperanza de los científicos esto puede aumentar el número de proveedores que puedan realizar el procedimiento y tener en cuenta el mayor acceso paciente a la colonoscopia.

Una colonoscopia es un procedimiento para examinar el recto y el colon. La colonoscopia convencional se realiza usando un tubo semi-flexible que se inserte en el ano, un proceso que algunos pacientes encuentran que tan doloroso requieren un anestésico.

Colonoscope flexible magnético

El equipo de investigación ha desarrollado un dispositivo más pequeño, cápsula-dado forma que se ata a un cable estrecho y se inserta en el ano y después es conducido en lugar - no por el doctor o la enfermera que activa el colonoscope pero por un imán en una arma robótica colocada sobre el paciente.

La arma robótica se mueve alrededor del paciente como ella maniobra la cápsula. El sistema se basa en el principio que las fuerzas magnéticas atraen y repelen.

El imán en el exterior del paciente obra recíprocamente con los imanes minúsculos en la cápsula dentro de la carrocería, navegándola a través del colon. Los investigadores dicen que será menos doloroso que teniendo una colonoscopia convencional.

Conducir la arma robótica puede ser hecha manualmente pero es una técnica que es difícil de dominar. En la reacción, los investigadores han desarrollado diversos niveles de ayuda robótica. Esto la última investigación evaluada cómo es efectivo los diversos niveles de ayuda robótica consistían en la ayuda del estado mayor del no especialista para realizar el procedimiento.

Niveles de ayuda robótica

Mando de robot directo. Aquí es donde el operador tiene mando directo del robot vía una palanca de mando. En este caso, no hay ayuda.

Teleoperation inteligente del endoscopio. El operador se centra en donde quisieran que la cápsula fuera situada en el colon, dejando el sistema robótico para calcular los movimientos de la arma robótica necesaria conseguir la cápsula en lugar.

Navegación semi-autónoma. El sistema robótico autónomo navega la cápsula a través del colon, usando la visión de computador - aunque esto se puede reemplazar por el operador.

Durante una simulación del laboratorio, pidieron el estado mayor de 10 no expertos conseguir la cápsula a un punto dentro del colon en el plazo de 20 minutos. Hicieron que cinco veces, usando los tres diversos niveles de ayuda.

Usando mando de robot directo, los participantes tenían un índice de éxito del 58%. Eso aumentó hasta el 96% usando el teleoperation inteligente del endoscopio - y 100% usando la navegación semi-autónoma.

En el escenario siguiente del experimento, pidieron dos participantes navegar un colonoscope convencional en el colon de dos lingotes anestesiados - y después relanzar la tarea con el sistema robótico imán-controlado usando los diversos niveles de ayuda. Un veterinario debía allí asegurarse que los animales no fueron dañados.

Rayaron a los participantes en el índice de la carga de la tarea de la NASA, una dimensión de cómo gravar una tarea estaba, físicamente y mentalmente.

El índice de la carga de la tarea de la NASA reveló que ella encontró más fácil operar el colonoscope con ayuda robótica. Un sentido de la frustración era factor principal en operar el colonoscope convencional y donde los participantes tenían mando directo del robot.

James Martin, investigador del doctorado de la universidad de Leeds que co-llevó el estudio, dijo: “Operar la arma robótica es desafiador. No es muy intuitivo y ése ha puesto un freno en el revelado de colonoscopes flexibles magnéticos.

“Solamente hemos demostrado por primera vez que es posible descargar esa función al sistema robótico, saliendo del operador para pensar en la tarea clínica que están emprendiendo - y está diferenciando mensurable en funcionamiento humano.”

Las técnicas desarrolladas para conducto exámenes de la colonoscopia se podían aplicar a otros dispositivos endoscópicos, tales como ésos usados para revisar el aparato digestivo o los pulmones superiores.

la colonoscopia Robot-ayudada tiene el potencial de revolucionar la manera que se realiza el procedimiento. Significa que la gente conducto el examen no necesita ser expertos en la manipulación del dispositivo.

Eso esperanzadamente hará la técnica más extensamente - disponible, donde podría ser ofrecida en clínicas y centros de salud bastante que hospitales.”

El Dr. Bruno Scaglioni, profesor investigador postdoctoral en Leeds y codirigentes del estudio

Source:
Journal reference:

Martin, J.W., et al. (2020) Enabling the future of colonoscopy with intelligent and autonomous magnetic manipulation. Nature Machine Intelligence. doi.org/10.1038/s42256-020-00231-9.