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Endoscopic versatile robotic guidance, diagnosis and therapy of magnetic-driven soft-tethered endoluminal robots

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Tecnologia robotica per una colonoscopia indolore

Scienziati finanziati dall’UE hanno messo a punto un sistema robotizzato volto a eliminare il dolore da colonoscopia per migliorare i tassi di diagnosi precoce dei tumori del colon.

Economia digitale

Il tumore del colon è il quarto tumore più diffuso al mondo, ma a differenza di altri tumori più diffusi è curabile al 90 % se diagnosticato precocemente, rendendo i programmi di screening particolarmente efficaci. Un’endoscopia o colonoscopia che prevede l’uso di una telecamera in miniatura all’estremità di un tubo semi-flessibile, «è una procedura molto efficace, ma è scomoda, in alcuni casi addirittura dolorosa. Le persone non vogliono sottoporvisi», spiega il prof. Paolo Dario, coordinatore del progetto Endoo, finanziato dall’UE, e professore di robotica biomedica presso l’Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, in Italia. Di solito, un medico inserisce il tubo dotato di telecamera attraverso l’ano e lo spinge attraverso il colon per rilevare lesioni cancerose o polipi. «Anche se potessimo usare tecniche alternative non invasive come lo screening del DNA, dobbiamo comunque andare nel colon per rimuovere i polipi. Oppure, se rileviamo un cancro da un campione di sangue ma non sappiamo dove si trova, dobbiamo sempre ricorrere a una colonoscopia per localizzarlo», spiega il prof. Dario. Il dolore si verifica a causa delle curve del colon che rendono difficile spingere il tubo semi-flessibile lungo la sua lunghezza, richiedendo una certa abilità da parte dell’operatore per evitare di allungare il colon.

Capsula appositamente progettata e gestita da robot

I ricercatori dell’UE hanno sviluppato un dispositivo più flessibile e nettamente meno doloroso. «Invece di spingere dall’esterno, operazione che è all’origine del dolore, spostiamo il colonscopio attraverso il colon utilizzando piccoli magneti sulla punta del tubo», afferma il prof. Dario. «Questi magneti sono abbinati a un magnete esterno controllato da un robot, in modo da spostare la testa del colonscopio mentre si esegue l’esame visivo utilizzando una piattaforma composta da numerosi componenti», aggiunge il prof. Dario. La capsula tubo-testa brevettata comprende un’unità di controllo con un’interfaccia uomo-macchina appositamente sviluppata e un sistema di analisi delle immagini, una telecamera ad alta risoluzione con illuminazione ad alta intensità e strumenti aggiuntivi per rimuovere i polipi e trattare le lesioni. Il tubo morbido stesso viene utilizzato per l’insufflazione, la pulizia delle lenti, il lavaggio ad acqua e il funzionamento del modulo di visione. «Abbiamo sviluppato tutti i componenti del sistema a un livello di prestazioni molto buono, paragonabile e in alcuni casi superiore a quello degli strumenti convenzionali», afferma il prof. Dario. La ricerca ha incluso anche una complicata modellizzazione dei campi magnetici per garantire che il magnete esterno azionato da un braccio robotico funzioni nel modo più efficiente possibile, nonché studi avanzati su diversi materiali per il tubo flessibile.

Analisi di laboratorio effettuate

Il dispositivo prototipo è già stato sottoposto a numerosi test in vivo in laboratorio e test ex vivo su parti di animali deceduti, utilizzando un avanzatissimo simulatore di colon sensorizzato. «Non facciamo nessun test su animali vivi», sottolinea il prof. Dario. In seguito agli ottimi risultati dei test, è stata presentata una richiesta di sperimentazione sull’uomo presso l’Ospedale Universitario di Torino, uno dei partner del progetto. «Si tratta di un enorme passo avanti in quanto il principale ostacolo alla commercializzazione dei dispositivi medici è costituito dai test sull’uomo», ha osservato il prof. Dario. La parte più impegnativa del progetto è stata quella di dimostrare che il sistema prototipo può navigare in un simulatore di colon con diverse persone che lo controllano. «È interessante notare che i medici più giovani hanno utilizzato il dispositivo più facilmente», osserva il prof. Dario. Questo rende il dispositivo più facile da installare per lo screening di massa, e per avvicinare più persone che temevano il dolore e l’imbarazzo dell’endoscopia tradizionale, aumentando il tasso di sopravvivenza per tali tumori.

Parole chiave

Endoo, robot, colon, salute, tumore del colon, colonoscopia, endoscopia, biorobotica, robotica

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