Nature子刊解读！科学家有望利用机器人协助让结肠镜检查变得更加简单容易！
发布者：医学情报室 来源：生物谷 2020-10-26
近日，一篇发表在国际杂志Nature Machine Intelligence上题为“Intelligence Enabling the future of colonoscopy with intelligent and autonomous magnetic manipulation”的研究报告中，来自利兹大学通过利用机器人引导医疗设备进入人体，在开发半自动结肠镜研究领域取得了重大突破。这一里程碑式的研究有望让智能机人系统的前景更进一步，而智能机器人的使用也能将仪器引入机体中的精确部位从而进行活组织切片的检查及患者机体内部组织的检查等。
医生或护士仍会在现场做出临床决定，但操作设备的艰巨任务却交给了机器人系统；科学家预计明年或2022年初开始在患者中进行该机器人系统的临床试验，研究者Pietro Valdastri说道，结肠镜检查能给临床医生提供一个窗口，帮助他们了解隐藏在人体深处的世界，结肠镜在结直肠癌的筛查过程中发挥了重要的作用，但近几十年来，这项技术一直并未进行过革新。这项研究中，研究人员开发的这种系统更容易被医生和护士操作，且给患者带来的痛苦更小，这也是推动结肠镜检查在人群中更加普及的重要一步。
由于该系统能便于使用，因此科学家们希望其能帮助增加使用者的数量，并能让更多患者进行结肠镜的筛查；结肠镜是一种检查结肠和直肠健康的筛查手段，传统的结肠镜检查是利用一根半柔软的管子插入肛门进行检查，有些患者会觉得整个过程非常痛苦以至于其需要麻醉后才能够顺利检查。而这项研究中，研究人员开发出了更小的胶囊状设备，其能被系在一根较细的线缆上被插入到患者肛门中并由放置在患者身上的机械臂上的磁铁引导到指定位置（而并不是由医生或护士推动结肠镜进行检查）。
图片来源：University of Leeds
当机械臂在操作胶囊时能够围绕着患者进行移动，同时该系统是基于磁力吸引和排斥的原理而开发的，病人体外的磁铁能与体内胶囊中的微小磁铁发生相互作用，从而使得胶囊通过结肠组织，这种检查方式或许要比传统的结肠镜检查痛苦更小；引导机械臂可以通过手动方式来完成，而这是一项非常难以掌握的技术，对此研究人员开发出了不同级别的机器人辅助手段，此外本文研究中研究人员还评估了不同级别的机器人辅助在协助非专业人员进行手术检查方面的效果差异。
通过智能内窥镜的远程操作，操作者就能专注于分析他们所希望胶囊在结肠中的位置，从而让机器人系统计算出胶囊到达指定位点所需要的机械臂运动模式，同时机器人系统还能利用计算机的视觉系统自主地导航让胶囊通过结肠组织；在实验室模拟过程中，10名非专业人士被要求在20分钟内将胶囊送到结肠组织中的某个位点，这些人群使用三种不同级别的辅助操作了五次。利用直接的机器人控制模式，参与者的成功能能达到58%，而使用智能内窥镜远程操作时，其成功率则能达到96%，使用半自动导航进行检查时，其成功率能达到100%。
在接下来的实验中，两名参与者被要求将传统的结肠镜检查导航到两头麻醉的猪的结肠组织中，随后在磁铁控制的机器人系统中使用不同级别的辅助来重复这项任务，研究者发现，在机器人的协助下，参与者将会更容易地对结肠镜进行操作，研究者James Martin说道，操纵机械臂是一项非常大的挑战，整个操作过程并不是很直观，这就对磁性柔性结肠镜的发展带来了一定的制动作用。
机器人辅助的结肠镜检查技术或能彻底改变传统结肠镜手术检查的方式，这意味着进行检查的人群或许并不需要成为会操作设备的专家；而这也将有望让该技术在临床中更为广泛地使用，比如诊所和卫生中心，而并不是只有在医院才能够进行。
参考资料：
【1】Martin， J.W.， Scaglioni， B.， Norton， J.C. et al. Enabling the future of colonoscopy with intelligent and autonomous magnetic manipulation. Nat Mach Intell 2， 595–606 (2020). doi：10.1038/s42256-020-00231-9
【2】Using robotic assistance to make colonoscopy kinder and easier by University of Leeds
