روبوت صغير لاستكشاف الأمعاء

يحول تنظير القولون إلى عملية مريحة وأكثر آلية

يعمل «مختبر التقنيات الطبية المتقدمة» التابع لجامعة كولورادو على تطوير روبوت صغير اسمه «إندوكيولوس (Endoculus)» قادر على قيادة نفسه بنشاط عبر الأمعاء من دون الدخول عبر شقٍ جراحي. والجانب الجيد هنا هو أن هذا الاختراع الجديد صغير الحجم، ولكن الجانب السيئ أنه قد لا يكون صغيراً بالقدر الذي يريده المريض.
تكتسب الروبوتات الشبيهة بـ«إندوكيولوس» أهمية كبيرة؛ لأن محاولة إدخال أنبوب التنظير الصلب التقليدي داخل «أنبوب حي مرن» إلى الأمعاء البشرية لا تسير دائماً بشكل سلس. فأحياناً، يمكن لطرف أنبوب التنظير أن يلتصق. وكلما زاد انغراس الأنبوب، زاد انتفاخ وتضخم الأمعاء، مما قد يؤدي إلى ألم شديد في أفضل الأحوال وإلى إصابات داخلية خطيرة في أسوئها.
في البداية؛ رأى الباحثون أن إحدى الطرق لحل هذه المعضلة قد تكون على شكل كاميرات قابلة للبلع، إلا إنّ هذه الأجهزة الصغيرة لم تساعد في أداء وظائف، مثل أخذ عينات من الأنسجة. في المقابل، يساهم النظام الذي يملك قدرة الدفع الذاتي مثل «إندوكيولوس»، في تقليل المخاطر الناتجة عن تنظير القولون، وتسريع العملية وتخفيض تكلفتها.
يقول الباحثون في حديث لـ«مجلة المهندسين الكهربائيين الأميركيين» إنّ مدى اتساع «إندوكيولوس» أكبر من المنظار التقليدي، ولكنّه يؤدي إلى انتفاخ أقلّ أثناء الاستخدام، و«لن يسبب الألم أو الضرر للمريض». وأضافوا أنّ النسخ المقبلة من الروبوت «ستنتج بصمة أصغر»، أي إن تأثيراتها ستكون أقل. يتحرّك «إندوكيولوس» بمساعدة 4 مجموعات من الدواسات المصممة على شكل زاوية تضمن له قدرة أكبر على جرّ نفسه على جدران الأمعاء المنحنية. وتعتمد الدواسات على دعامات أو تأتي مغطّاة بنتوءات صغيرة تساعده على التعامل مع «مخاط القولون الزلق».
وواجه الباحثون صعوبة في تصميم هذا الروبوت بسبب القيود التي تحكم حجمه بما لا يتجاوز 3 سنتيمترات اتساعاً و2.3 سنتيمتر ارتفاعاً. لضمان التحكّم الكامل بالجهاز الصغير، وضع الباحثون محرّكيه بالتوازي مع الدواسات، مما أدّى إلى تشكّل نظام معقّد من التروس الدودية المطبوعة بالأبعاد الثلاثية. ولتعزيز فعّالية الروبوت، أدخلوا عليه كاميرا وأضواء «ليد» وأنابيب لحقن الهواء والماء، ومنفذاً للأدوات لحمل معدّات التنظير كالملاقط والأوتار لأخذ عينات من النسيج.
يقول الباحثون إنّ خطوتهم التالية في تطوير «إندوكيولوس» ستركّز على إضافة بعض الآلية الذاتية، مما يعني إيجاد طريقة تتيح تحديد مكان الروبوت ورسم خريطة له باستخدام الكاميرا ووحدة قياس الممانعة التي يحملها. وبعدها، يبدأ البحث عن المتطوّع الذي سيكون أوّل إنسان يختبر «إندوكيولوس» بشكل مباشر.
شارك في الدراسة كلّ من غريغوري أي. فورموزا، وجي. ميكا برينديرغاست، وستيفن أي. إدموندوفيتش، ومارك إي. رينتشلر، من جامعة كولورادو. وعُرضت في «المؤتمر الدولي للروبوتات والأتمتة 2020» الذي نظّمه «معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات الأميركي».