Znajdź zawartość

Zespół dr. inż. Łukasza Frącczaka z Politechniki Łódzkiej pracuje nad innowacyjnym endoskopem o wydłużonym zasięgu, który pomoże w szybkim i skutecznym leczeniu układu pokarmowego. Cały pomysł w zasadzie wziął się od lekarzy chirurgów, którzy mają problem ze zdiagnozowaniem pacjentów, zwłaszcza w dalszej części układu pokarmowego. Wiadomo, w polskich warunkach zlecanie kolejnych badań i ich przeprowadzenie to jest odwlekanie o kolejne miesiące, natomiast pacjent cały czas pozostaje chory bez zdiagnozowanej choroby, dlatego też takie urządzenie już przy pierwszym badaniu kolonoskopowym umożliwiłoby znacznie szerszą diagnostykę. Zatem cały okres leczenia [...] znacznie by się skrócił - mówi Frącczak. Jak dodaje dr Katarzyna Koter, na razie robot mierzy 85 cm. Planowane jest zbudowanie prototypu o długości 1,5 i do 2 m. Docelowo chcielibyśmy, aby taki robot miał 4 m długości, czyli umożliwiał przebadanie zarówno jelita grubego, jak i wejście do fragmentu jelita cienkiego. Naukowcy musieli zmierzyć się z wyzwaniami, związanymi ze specyficznym środowiskiem jelit. Jak dowiadujemy się z opublikowanego przez uczelnię filmiku, opatentowali nawet sztuczne mięśnie - napęd, który imituje ruchy glisty ludzkiej. Uczeni podkreślają, że pod względem robotyki układ pokarmowy człowieka jest bardzo trudnym środowiskiem. [...] Ma bardzo niski współczynnik tarcia i jest bardzo ciasny w środku. Poza tym układ pokarmowy jest wrażliwy na bodźce zewnętrzne. Do tej pory lekarze poprzez badanie kolonoskopowe mogli zbadać tylko i wyłącznie okrężnicę i niewielki odcinek jelita krętego. Doktor Koter wyjaśnia, że ze względu na ruch wężopodobny robot powinien być mniej inwazyjny w porównaniu do tradycyjnej kolonoskopii. Nie powinien wywierać dużych sił na ścianki jelita. Zmniejszałoby to ryzyko uszkodzenia jelita oraz bolesność badania. Obecnie robot ma średnicę 15-16 mm, jeśli jednak chcemy efektywnie zbadać jelito cienkie, trzeba będzie ten wymiar jeszcze zmniejszyć. Wyposażenie takiego robota w narzędzia i w kanał roboczy pozwoli nam, na przykład, na pobieranie próbek do późniejszych badań. Wg Frącczaka, zbudowanie robota o strukturze wężopodobnej na mięśniach pneumatycznych jest dość nowym odkryciem. Tutaj akurat mamy [...] dwa zgłoszenia patentowe. Składamy dwa roboty. Jeden jest zbudowany w oparciu o mięśnie McKibbena. Druga konstrukcja robota jest zbudowana w oparciu o mięśnie poprzeczne. Na ten wynalazek mamy już przyznany patent i wykorzystujemy to dalej w budowie [...]. Na wprowadzenie robota do praktyki klinicznej musimy jeszcze poczekać. Na dzień dzisiejszy opracowaliśmy [bowiem] tylko i wyłącznie sam napęd takiego endoskopu. Przetestowaliśmy go w warunkach zbliżonych do tych, w których będzie pracował. Mamy już stworzony demonstrator technologii, że takie urządzenie potrafi wchodzić do ciała pacjenta i może być stosowane w medycynie. Natomiast do końcowego produktu... No tutaj jeszcze kilka lat pracy będzie trzeba w to włożyć - podsumowuje Frącczak.   « powrót do artykułu

Dzięki współpracy uniwersytetu Ryukoku oraz szkoły medycznej z Osaki powstały zdalnie sterowane kapsułki endoskopowe. Dotychczas lekarze nie byli w stanie kontrolować ruchów miniaturowego endoskopu po połknięciu go przez pacjenta. Japońscy naukowcy opracowali urządzenie, które generuje zmienne pole magnetyczne i wyposażyli kapsułkę w małe magnesy i rodzaj płetw. Dzięki generatorowi pola magnetycznego możliwe jest sterowanie prędkością przesuwania się kapsułki oraz kierunkiem, w którym się porusza. Standardowe wymiary urządzenia wynoszą 11 milimetrów średnicy i 26 milimetrów długości. Po wyposażeniu go w magnesy i płetwy zwiększają się one, odpowiednio, do 14 i 48 milimetrów. Dzięki urządzeniu możliwe będzie wykonanie np. szczegółowych badań żołądka. Wystarczy wypić wodę, w której kapsułka będzie mogła pływać. Przeprowadzono już eksperymenty, podczas których kapsułkę podano psu. Potwierdziły one, że pole magnetyczne nie wpływa na pracę kamery i przesyłanie obrazu. Sam obraz jest dobrej jakości, a prędkość i kierunek ruchu kapsułki można kontrolować.

Konie to, dzięki swojej anatomii i fizjologii, prawdziwi atleci wśród zwierząt. Nic więc dziwnego, że od tysięcy lat są wykorzystywane przez ludzi do pracy i rozrywki. Zdarza się jednak, że zwierzę ma znacznie słabsza kondycję niż powinno. Często są za to odpowiedzialne problemy z układem oddechowym. Obecnie diagnozuje się je za pomocą endoskopu. Podczas badania urządzenie jest wprowadzane przez nos zwierzęcia spacerującego w kieracie. Technika ta jest jednak ryzykowna zarówno dla zwierzęcia jak i dla badającego. Dynamic Respiratory Endoscope to urządzenie, które pozwala zredukować ryzyko, a jednocześnie daje dokładniejszy obraz wydolności oddechowej konia. Pozwala ono na filmowanie zwierzęcia galopującego w terenie i pokazuje ruch wydychanego i wciąganego powietrza. Doktor Patric Pollock, specjalizujący się w chirurgii koni, mówi: Nowy system ma wiele zalet. Pozwala na badanie zwierzęcia w naturalnym środowisku podczas normalnych ćwiczeń, dzięki czemu postawiona za jego pomocą diagnoza może być dokładniejsza. Popiera go trener Mark Johnston: Zrozumienie ruchu powietrza wydychanego przez konia to klucz do zrozumienia zwierzęcia i tego, w jaki sposób funkcjonuje.

Dzięki zastosowaniu endoskopu wyposażonego w głowicę wielkości igły, badaczom z Uniwersytetu Stanforda udało się zajrzeć do wnętrza pracującego mięśnia i zaobserwować jego pracę. Procedura jest nie tylko precyzyjna, lecz także charkateryzuje się niewielką inwazyjnością w porównaniu do stosowanych dotychczas metod. Opracowane przez Amerykanów urządzenie pozwala na obserwację pojedynczych sarkomerów - kurczliwych jednostek wewnątrz komórek mięśnia, składających się z kilku rodzajów białka. Pojedyncza komórka mięśniowa może zawierać nawet kilkaset tysięcy tych stuktur, których długość wynosi kilka mikrometrów (milionowych części metra). Możliwość obserwacji pracy muskułów w tak doskonałym zbliżeniu wspomoże diagnostykę niektórych chorób układu mięśniowo-szkieletowego i pozwoli wielu pacjentom na uniknięcie bolesnej i wyjątkowo nieprzyjemnej biopsji, czyli pobrania fragmentów tkanki do badań. Nowatorska maszyna powstała w ramach funkcjonującego na Uniwersytecie Stanforda programu Bio-X. Celem tej inicjatywy, powołanej do życia dziesięć lat temu, jest integracja wysiłków badaczy zajmujących się różnymi działami nauki w celu opracowania rozwiązań mających zastosowanie w biologii i medycynie. Jednym z dokonań zespołu pracującego w ramach Bio-X jest stworzenie mikroskopijnej sondy, wbijanej przez skórę i umieszczanej wewnątrz mięśnia. Dzięki zainstalowanemu laserowi wysyła ona światło, a następnie, dzięki analizie odbitej fali, tworzy pojedynczą "klatkę" obrazu. Wykonanie serii takich zdjęć pozwala na obserwację pracy sarkomeru in vivo. Co więcej, możliwe jest oglądanie tego obrazu w czasie rzeczywistym. Na tym nie koniec, gdyż odpowiednia regulacja głębi ostrości obrazu pozwala na uzyskanie obrazu trójwymiarowego. Stworzone urządzenie może być używane na wiele sposobów. Pozwoli ono na analizę wielu procesów, których zrozumienie było znacznie utrudnione, gdy jedynym materiałem do badań była "martwa" próbka pobrana dzięki biopsji. Autor maszyny, Scott Delp, widzi zastosowanie swojego dzieła m.in. w diagnostyce uszkodzeń mięśni związanych z urazami rdzenia kręgowego i udarem mózgu, a także niektórych schorzeń związanych bezpośrednio z nieprawidłową pracą muskułów. Wśród innych potencjalnych zastosowań nowatorskiego endoskopu wymienia się m.in. badania z zakresu biomechaniki i konstrukcji różnego rodzaju protez. Możliwe będzie także jego użycie podczas zabiegów transplantacji ścięgien, wymagających ogromnej precyzji niezbędnej dla prawidłowego funkcjonowania przyłączonych do nich mięśni. Jak tłumaczy Scott Delp, jeżeli zmierzysz podczas zabiegu długość sarkomerów, możesz ustawić je tak, by pracowały przy swojej optymalnej długości. Umożliwia to osiągnięcie pełnej siły mięśni. O odkryciu donosi serwis internetowy czasopisma Nature.

Niemieccy naukowcy opracowali urządzenie, które pozwoli na zdalne sterowanie kamerą umieszczoną w ciele pacjenta. Frank Volke, szef zespołu badawczego z wydziału inżynierii biomedycznej Fraunhofer Institute poinformował, że wystarczy by podczas badania lekarz trzymał w ręku magnetyczne urządzenie i poruszał nim w górę i w dół, a umieszczona w przewodzie pokarmowym pacjenta kamera będzie poruszała się dokładnie tam, gdzie zechce badający. Kamery w pigułce znane są od około pięciu lat. Pacjent połyka pigułkę, a kamera wędrując przez przewód pokarmowy, wykonuje zdjęcia i przesyła 2-4 na sekundę do odbiornika umieszczonego na pasku. Taka technika sprawdza się przy badaniu jelit i okrężnicy. Jednak nie przynosi dobrych efektów podczas badań żołądka i przełyku, które mija zbyt szybko. Nowa pigułka, którą można kontrolować, składa się, podobnie jak dotychczasowe, z kamery, nadajnika, baterii i diody. Kluczowym urządzeniem jest magnetyczny kontroler, który pozwala lekarzowi ustalać pozycję i kąt nachylenia kamery. Przeprowadzono już pierwszy eksperyment na człowieku. Dzięki urządzeniu kontrolnemu pigułkę z kamerą utrzymano w przełyku przez 10 minut. Badany nie skarżył się na żadne związane z tym nieprzyjemności. Nowe urządzenie pozwoli na uniknięcie nieprzyjemnego dla pacjenta badania endoskopem.