- El MIT ha desarrollado un endoscopio robótico flexible para ayudar a diagnosticar enfermedades del intestino delgado.
- El nuevo endoscopio imita el movimiento de una serpiente y puede moverse rápidamente en el intestino.
- El robot está equipado con herramientas de imagen y entrega de medicamentos, y puede realizar biopsias o eliminar pólipos.
- Los investigadores están mejorando el sistema de navegación y explorando otras posibles aplicaciones.
Ingenieros del MIT han desarrollado un endoscopio robótico flexible diseñado para moverse dentro del intestino delgado, ayudando a los médicos a diagnosticar y tratar enfermedades relacionadas. Este robot tubular imita el movimiento de una serpiente y lleva herramientas de imagen, entrega de medicamentos y extracción de tejidos.
El intestino delgado tiene más de 20 pies (aproximadamente 6 metros) de longitud y un diámetro de aproximadamente 1 pulgada (aproximadamente 2.5 centímetros), y se encuentra profundamente oculto en el cuerpo, lo que dificulta su examen en comparación con el estómago o el colon. Los médicos suelen necesitar evaluar problemas como sangrado, lesiones y obstrucciones en esa área. Actualmente, el único método para diagnosticar estos problemas es la endoscopia de doble globo, donde el personal médico debe alternar entre inflar y desinflar dos globos para avanzar el endoscopio. Este proceso es lento y laborioso.
Diseño y funciones del nuevo endoscopio
El equipo del MIT espera desarrollar un endoscopio que sea más fácil de controlar y que pueda moverse más rápidamente en el intestino. Traverso indica que el objetivo es evaluar segmentos del intestino de entre 20 y 25 pies (aproximadamente 6 a 7.6 metros) de manera más automatizada.
El movimiento de las serpientes se controla mediante la contracción de los músculos de un lado del cuerpo, seguido de la contracción del otro lado. Para imitar esto, los investigadores diseñaron un actuador multifuncional para controlar el movimiento del robot. Cada actuador tiene cuatro cámaras que pueden inflarse en diferentes combinaciones, permitiendo que el tubo se extienda o se curve en cualquier dirección. Ajustar el aire que entra en las cámaras permite al operador “ajustar la dirección en la que se mueve el robot”, dice Traverso.
El robot tiene globos adicionales en la cabeza y la cola que se inflan y desinflan alternativamente para ayudar al robot a avanzar lentamente. Estas partes están cubiertas con un patrón de manga inspirado en el kirigami, una variante que agrega cortes al origami. Cuando los globos se inflan y estiran, el recubrimiento se aplana, haciendo que las agujas tridimensionales del kirigami sobresalgan. Al igual que las escamas de una serpiente, estas agujas proporcionan al robot un mejor agarre en la pared interna del intestino.
El laboratorio de Traverso ha utilizado el mismo enfoque para desarrollar suelas de zapatos con mejor tracción y estructuras que pueden insertarse temporalmente en el esófago y liberar medicamentos. El estudiante de posgrado Ahmad Mujtaba Jebran, como autor principal, señala que estas mangas permiten que el robot obtenga tracción en ubicaciones específicas sin estirar en exceso los delicados tejidos.
Aplicaciones clínicas y perspectivas futuras
Este robot está conectado a un controlador externo mediante un cable, lo que permite al operador maniobrarlo en pasajes estrechos y giros cerrados. Su diseño le permite ingresar al cuerpo a través de la boca o el recto. Sus herramientas incluyen una cámara para imágenes, un aerosol para la entrega de medicamentos y pinzas que pueden realizar biopsias o eliminar pólipos. Traverso indica que si se encuentran pólipos pequeños, el robot puede permitir a los médicos “realizar una biopsia o eliminarlo”. En estudios con animales, el robot ha avanzado aproximadamente 6.5 pies (aproximadamente 2 metros) en el intestino delgado. El equipo también ha demostrado el uso del aerosol de medicamentos, las pinzas de tejido y la cámara.
Los investigadores están mejorando actualmente el sistema de navegación y probando la efectividad de este método en otras aplicaciones del intestino delgado. Traverso es profesor de ingeniería mecánica en el MIT, gastroenterólogo en Brigham and Women’s Hospital, y miembro adjunto del MIT y del Broad Institute de Harvard. Los principales autores del artículo incluyen a Binbin Ying, quien fue investigador postdoctoral en el MIT y ahora es parte de la Universidad de Texas Southwestern, Jebran, y Sahab Babaee, un excientífico investigador del MIT.
La investigación fue publicada en Science Robotics, con Giovanni Traverso del MIT como autor senior.
Impacto del endoscopio flexible en el diagnóstico médico
El desarrollo de este endoscopio robótico flexible marca un avance significativo en la tecnología endoscópica, especialmente en la exploración del intestino delgado. El proceso tradicional de endoscopia de doble globo es laborioso y consume tiempo, mientras que el diseño automatizado del nuevo endoscopio puede mejorar la eficiencia de las exploraciones y reducir la incomodidad del paciente. Esta tecnología no solo puede mejorar el proceso de diagnóstico, sino que también permite realizar biopsias o tratamientos inmediatos al detectar problemas, lo que es crucial para aumentar la tasa de detección temprana de enfermedades del intestino delgado. A medida que la investigación avance, es posible que se expanda a la exploración de más órganos internos, mejorando aún más la calidad de la atención médica.