Los científicos han hecho un gran avance en su trabajo para desarrollar la colonoscopia semiautónoma, utilizando un robot para guiar un dispositivo médico en el cuerpo.
Este hito acerca la perspectiva de que un sistema robótico inteligente sea capaz de guiar los instrumentos a lugares precisos del cuerpo para tomar biopsias o permitir que se examinen los tejidos internos.
Un médico o una enfermera seguirían estando disponibles para tomar decisiones clínicas, pero la exigente tarea de manipular el dispositivo se descarga a un sistema robótico.
Los últimos hallazgos — ‘Permitiendo el futuro de la colonoscopia con manipulación magnética inteligente y autónoma’ — es la culminación de 12 años de investigación por un equipo internacional de científicos liderado por la Universidad de Leeds.
La investigación se publica hoy (lunes 12 de octubre) en la revista científica La inteligencia de la máquina de la naturaleza.
Los ensayos con pacientes que usan el sistema podrían comenzar el próximo año o a principios de 2022.
Pietro Valdastri, profesor de robótica y sistemas autónomos en Leeds, está supervisando la investigación. Él dijo: «La colonoscopia le da a los médicos una ventana al mundo escondida en lo profundo del cuerpo humano y tiene un papel vital en la detección de enfermedades como el cáncer colorrectal. Pero la tecnología ha permanecido relativamente sin cambios durante décadas.
«Lo que hemos desarrollado es un sistema que es más fácil de operar para los médicos o enfermeras y menos doloroso para los pacientes. Marca un paso importante en el movimiento para hacer que la colonoscopia esté mucho más ampliamente disponible, esencial si el cáncer colorrectal va a ser identificado tempranamente».
Dado que el sistema es más fácil de usar, los científicos esperan que esto pueda aumentar el número de proveedores que pueden realizar el procedimiento y permitir un mayor acceso de los pacientes a la colonoscopia.
La colonoscopia es un procedimiento para examinar el recto y el colon. La colonoscopia convencional se realiza mediante un tubo semiflexible que se inserta en el ano, un proceso que algunos pacientes encuentran tan doloroso que requieren un anestésico.
Colonoscopio magnético flexible
El equipo de investigación ha desarrollado un dispositivo más pequeño, en forma de cápsula, que se ata a un cable estrecho y se inserta en el ano y luego es guiado a su lugar, no por el médico o la enfermera que empuja el colonoscopio sino por un imán en un brazo robótico colocado sobre el paciente.
El brazo robótico se mueve alrededor del paciente mientras maniobra la cápsula. El sistema se basa en el principio de que las fuerzas magnéticas atraen y repelen.
El imán en el exterior del paciente interactúa con pequeños imanes en la cápsula dentro del cuerpo, navegando a través del colon. Los investigadores dicen que será menos doloroso que una colonoscopia convencional.
Guiar el brazo robótico puede hacerse manualmente pero es una técnica difícil de dominar. En respuesta, los investigadores han desarrollado diferentes niveles de asistencia robótica. Esta última investigación evaluó la eficacia de los diferentes niveles de asistencia robótica para ayudar al personal no especializado a llevar a cabo el procedimiento.
Niveles de asistencia robótica
Control directo del robot. Aquí es donde el operador tiene el control directo del robot a través de un joystick. En este caso, no hay asistencia.
Teleoperación inteligente con el endoscopio. El operador se centra en el lugar donde quiere que se ubique la cápsula en el colon, dejando que el sistema robótico calcule los movimientos del brazo robótico necesarios para colocar la cápsula en su lugar.
Navegación semiautónoma. El sistema robótico navega autónomamente la cápsula a través del colon, usando visión por computadora – aunque esto puede ser anulado por el operador.
Durante una simulación de laboratorio, se pidió a 10 personas no expertas que llevaran la cápsula a un punto dentro del colon en 20 minutos. Lo hicieron cinco veces, usando los tres niveles diferentes de asistencia.
Usando el control directo del robot, los participantes tuvieron un 58% de éxito. Eso aumentó al 96% usando la teleoperación inteligente del endoscopio — y al 100% usando la navegación semi-autónoma.
En la siguiente etapa del experimento, se pidió a dos participantes que navegaran con un colonoscopio convencional hasta el colon de dos cerdos anestesiados – y luego que repitieran la tarea con el sistema robótico controlado por imanes utilizando los diferentes niveles de asistencia. Un veterinario estuvo presente para asegurarse de que los animales no fueran dañados.
Los participantes fueron calificados en el Índice de Carga de Tareas de la NASA, una medida de cuán difícil era una tarea, tanto física como mental.
El índice de carga de tareas de la NASA reveló que les resultó más fácil operar el colonoscopio con asistencia robótica. La sensación de frustración fue un factor importante en la operación del colonoscopio convencional y donde los participantes tenían el control directo del robot.
James Martin, un investigador doctorado de la Universidad de Leeds que co-dirigió el estudio, dijo: «Operar el brazo robótico es un desafío. No es muy intuitivo y eso ha frenado el desarrollo de colonoscopios magnéticos flexibles.
«Pero hemos demostrado por primera vez que es posible descargar esa función al sistema robótico, dejando que el operador piense en la tarea clínica que está llevando a cabo… y está haciendo una diferencia medible en el rendimiento humano».
Las técnicas desarrolladas para realizar exámenes de colonoscopia podrían aplicarse a otros dispositivos endoscópicos, como los utilizados para inspeccionar el tracto digestivo superior o los pulmones.
El Dr. Bruno Scaglioni, becario de investigación postdoctoral en Leeds y codirector del estudio, añadió: «La colonoscopia asistida por robot tiene el potencial de revolucionar la forma en que se lleva a cabo el procedimiento. Significa que las personas que realizan el examen no necesitan ser expertos en la manipulación del dispositivo.
«Es de esperar que la técnica esté disponible más ampliamente, donde podría ofrecerse en clínicas y centros de salud en lugar de hospitales».
