«Фантастическое путешествие» по человеческому телу с правильным подходом

Спроектирован капсульный эндоскоп, способный исследовать пищеварительный тракт без трубок и любых громоздких приспособлений

Эндоскопы – это не новое изобретение. Многим известно, что это маленькие камеры или оптические волокна, которые обычно присоединены к гибкой трубке и используются для исследования внутренних органов тела. Но не всем известно, что это в какой-то степени опасные инвазивные процедуры, которые часто требуют успокоительных лекарств и времени для восстановления организма после такого рода вмешательства.

Недавно исследователь в Тель-Авивском университете спроектировал капсульный эндоскоп, который может исследовать пищеварительный тракт для обнаружения каких-либо патологий без трубок и любых громоздких приспособлений.

Доктор Габор Коса, который работает на кафедре машиностроения в университете Тель-Авива, говорит о том, что на этот проект его вдохновила эндоскопическая капсула, разработанная для диагностики тонкого кишечника. Этот прибор беспорядочно «блуждает» по кишечнику и делает снимки каждые 0,5 секунды, предоставляя довольно полную картину внутренней полости. Но, в отличие этой капсулы, новые беспроводные капсулы будут использовать магнитное поле магнитно-резонансного томографа (MRI) и электронные сигналы, которые будут управлять капсулой, что позволит лучше контролировать процесс и задавать направление устройству.

Прототип эндоскопической капсулы, разработанной доктором Габором Коса и его соисследователями

Это менее агрессивный и более точный способ получить внутреннюю картину пищеварительного тракта: вовремя обнаружить опухоли, которые обычными методами трудно диагностировать, или скрытие раны и язвы. Также прибор даст врачам возможность делать биопсии или локально применять лекарственные средства.

Технология, о которой недавно объявили в журнале «Биомедицинские микроустройства», была разработана в сотрудничестве с Питером Джейкобом, инженером из хирургической лаборатории планирования в городе Бригам и учеными из женской больницы в Бостоне.

Управляемое «плавание»

То, что выделяет этот эндоскоп среди других подобных устройств, это способность активно исследовать пищеварительный тракт под четким руководством доктора. «Движущей силой эндоскопа является магнит МРТ - говорит доктор Коса. – МРТ имеет очень большое и мощное постоянное магнитное поле. Капсула должна передвигаться по маршруту, который задает ей магнит, как парусная шлюпка, приводимая в движение ветром».

Чтобы помочь капсулам «плыть» с магнитным потоком, исследователи оснастили их «хвостами» - соединением из медных катушек и гибкого полимера. Магнитное поле создает вибрацию в хвосте, который служит своего рода «моторчиком» и обеспечивает движение, а электроника и микродатчики, помещенные в капсулу, позволяют оператору капсулы, управляя магнитным полем, направлять движение устройства. Использование меди и магнитного материала из цветного металла гарантирует, что МРТ будет работать так, как нужно врачам, добавляет доктор Коса. В то время как большинство магнитов воздействует на МРТ, искажая картину, медь проявляется как незначительное пятнышко на четком снимке.

Возможность врача самостоятельно направлять капсулу, по словам доктора Косы, не только приведет к более качественной диагностике, но польза будет и для пациентов, которые станут подвергаться менее болезненной и менее длительной процедуре.

При исследовательской лаборатории RBM2S есть образовательное отделение, где обучаются студенты Тель-Авивского университета, будущие эксперты в области микроробототехники

Микроробототехника будущего

В лаборатории в Бригаме и женской больнице в Бостоне доктор Коса и его соисследователи проверили работу капсулы в аквариуме внутри томографа. Результаты показали, что капсулой можно успешно управлять, используя магнитное поле. Ученые на этом не останавливаются, стремятся продвинуться дальше в процессе улучшения капсулы и надеются далее развить эндоскопические и сигнальные функции прибора.

Доктор Косе считает этот проект шагом к блестящему будущему для микроробототехники. Его новая научно-исследовательская лаборатория в университете Тель-Авива, RBM2S, создана для работы с микросистемами и робототехникой для биомедицинских технических разработок.