Los científicos han logrado un gran avance en su trabajo para desarrollar una colonoscopia semiautónoma, utilizando un robot para guiar un dispositivo médico al interior del cuerpo.

El hito acerca la perspectiva de un sistema robótico inteligente capaz de guiar instrumentos a ubicaciones precisas en el cuerpo para tomar biopsias o permitir el examen de tejidos internos.

Un médico o una enfermera aún estaría disponible para tomar decisiones clínicas, pero la exigente tarea de manipular el dispositivo se descarga a un sistema robótico.

Los últimos hallazgos, ‘Habilitar el futuro de la colonoscopia con manipulación magnética inteligente y autónoma’, es la culminación de 12 años de investigación de un equipo internacional de científicos dirigido por la Universidad de Leeds.

La investigación se publica hoy (lunes 12 de octubre) en la revista científica Nature Machine Intelligence .

Los ensayos con pacientes que utilizan el sistema podrían comenzar el próximo año o principios de 2022.

Pietro Valdastri, profesor de robótica y sistemas autónomos en Leeds, supervisa la investigación. Dijo: «La colonoscopia les da a los médicos una ventana al mundo escondido en las profundidades del cuerpo humano y desempeña un papel vital en la detección de enfermedades como el cáncer colorrectal. Pero la tecnología se ha mantenido relativamente sin cambios durante décadas».

«Lo que hemos desarrollado es un sistema que es más fácil de operar para los médicos o enfermeras y es menos doloroso para los pacientes. Marca un paso importante en el camino para hacer que la colonoscopia esté mucho más disponible, algo esencial para identificar el cáncer colorrectal. temprano.»

Debido a que el sistema es más fácil de usar, los científicos esperan que esto pueda aumentar la cantidad de proveedores que pueden realizar el procedimiento y permitir un mayor acceso de los pacientes a la colonoscopia.

Una colonoscopia es un procedimiento para examinar el recto y el colon. La colonoscopia convencional se lleva a cabo utilizando un tubo semiflexible que se inserta en el ano, un proceso que algunos pacientes encuentran tan doloroso que requieren anestesia.

Colonoscopio magnético flexible

El equipo de investigación ha desarrollado un dispositivo más pequeño en forma de cápsula que se ata a un cable estrecho y se inserta en el ano y luego se guía a su lugar, no por el médico o la enfermera que empuja el colonoscopio, sino por un imán en un brazo robótico colocado sobre el paciente.

El brazo robótico se mueve alrededor del paciente mientras maniobra la cápsula. El sistema se basa en el principio de que las fuerzas magnéticas se atraen y repelen.

El imán en el exterior del paciente interactúa con pequeños imanes en la cápsula dentro del cuerpo, navegando a través del colon. Los investigadores dicen que será menos doloroso que tener una colonoscopia convencional.

El guiado del brazo robótico se puede realizar manualmente, pero es una técnica difícil de dominar. En respuesta, los investigadores han desarrollado diferentes niveles de asistencia robótica. Esta última investigación evaluó la eficacia de los diferentes niveles de asistencia robótica para ayudar al personal no especializado a realizar el procedimiento.

Niveles de asistencia robótica

Control directo del robot. Aquí es donde el operador tiene el control directo del robot mediante un joystick. En este caso, no hay asistencia.

Teleoperación inteligente de endoscopios. El operador se enfoca en dónde quieren que se ubique la cápsula en el colon, dejando que el sistema robótico calcule los movimientos del brazo robótico necesarios para colocar la cápsula en su lugar.

Navegación semiautónoma. El sistema robótico navega de forma autónoma por la cápsula a través del colon, utilizando visión por computadora, aunque el operador puede anularlo.

Durante una simulación de laboratorio, se pidió a 10 miembros del personal no experto que llevaran la cápsula a un punto dentro del colon en 20 minutos. Lo hicieron cinco veces, utilizando los tres niveles diferentes de asistencia.

Usando el control directo del robot, los participantes tuvieron una tasa de éxito del 58%. Eso aumentó al 96% mediante la teleoperación de endoscopios inteligente y al 100% mediante navegación semiautónoma.

En la siguiente etapa del experimento, se pidió a dos participantes que navegaran con un colonoscopio convencional en el colon de dos cerdos anestesiados y luego repitieran la tarea con el sistema robótico controlado por imán utilizando los diferentes niveles de asistencia. Un veterinario estuvo presente para asegurarse de que los animales no sufrieran daños.

Los participantes fueron calificados en el Índice de carga de tareas de la NASA, una medida de cuán exigente era una tarea, tanto física como mentalmente.

El índice de carga de tareas de la NASA reveló que les resultó más fácil operar el colonoscopio con asistencia robótica. Una sensación de frustración fue un factor importante en el funcionamiento del colonoscopio convencional y donde los participantes tenían el control directo del robot.

James Martin, investigador de doctorado de la Universidad de Leeds que codirigió el estudio, dijo: «Operar el brazo robótico es un desafío. No es muy intuitivo y eso ha frenado el desarrollo de colonoscopios flexibles magnéticos.

«Pero hemos demostrado por primera vez que es posible descargar esa función en el sistema robótico, dejando que el operador piense en la tarea clínica que está llevando a cabo, y está marcando una diferencia medible en el desempeño humano».

Las técnicas desarrolladas para realizar exámenes de colonoscopia podrían aplicarse a otros dispositivos endoscópicos, como los que se utilizan para inspeccionar el tracto digestivo superior o los pulmones.

El Dr. Bruno Scaglioni, investigador postdoctoral en Leeds y codirector del estudio, agregó: «La colonoscopia asistida por robot tiene el potencial de revolucionar la forma en que se lleva a cabo el procedimiento. Significa que las personas que realizan el examen no necesitan ser expertos en la manipulación del dispositivo.

«Con suerte, eso hará que la técnica esté más disponible, donde podría ofrecerse en clínicas y centros de salud en lugar de hospitales».

Fuente: la Universidad de Leeds