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“胶囊医生”有望代替肠镜检查 宋智斌团队提出活检胶囊机器人采样新策略

      2022-09-27       

本站讯(记者焦德芳、李晴)日前,天津大学宋智斌团队提出胶囊机器人活检采样新策略。他们研发的新型活检胶囊机器人能够高速切割结肠内可疑病变组织,避免现有活检方式存在的组织撕裂等问题。相关成果已发表在中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊《机器人和仿生系统》。

在人体消化道疾病中,结直肠癌是一个直接威胁人体健康的隐形杀手。结肠镜检查是结直肠癌诊断的“金标准”,它可以让医生直观地看到结直肠里的病灶,并取活检获得病理诊断。传统结肠镜会给患者带来不适感,胶囊内窥镜作为一种内镜诊断方法,可以降低使用者的不适程度,拥有广泛前景。然而,目前临床使用的胶囊内窥镜无法进行活检采样,学界提出了多种胶囊内窥镜活检策略,但在获取肠道组织时易造成撕裂和粘连等问题。

天津大学新型活检胶囊机器人运动及活检示意图

“胶囊内窥镜也称胶囊机器人,利用胶囊机器人进行肠胃、食道等部位的检查,不仅能提供图像信息,还能进行活检操作,是未来消化道疾病筛查的主要发展方向。”天津大学机械工程学院副教授宋智斌介绍。他带领团队提出了“为活检胶囊机器人安装高速旋转刀片”的活检采样新策略,还为这款安装高速旋转刀片的胶囊机器人安装了一个小小的永磁体,通过外部磁场来控制其运动。高速旋转刀片则由一个旋紧的螺旋弹簧激活,这种螺旋弹簧可以提供比马达或同等质量的磁铁更强劲的瞬时动力,同时可以有效避免运动控制和活检操控之间的相互干扰。同时,团队还设计了触发机构以保证可靠的采样。根据离体猪大肠活检取样验证结果显示:新型活检胶囊机器人可以实现多次活检触发,并且当其高于一定切割速度可有效避免软组织撕裂,有望成为未来临床胃肠检查的全新手段。

“这项研究成果可实现一次检查、多次活检的功能,为未来具有活检功能的胶囊机器人临床应用提供了技术支持。”宋智斌表示,“这会进一步提高胃肠疾病诊疗水平,也是胶囊机器人未来的发展方向。”

(编辑 焦德芳 张佳丽)