Ένα ρομπότ που μοιάζει με φίδι θα γλιστράει στους πνεύμονες και θα μπορεί να εντοπίσει καρκίνο

Σύνταξη-επιμέλεια: Στέλιος Βασιλούδης

Αν και εξακολουθεί να βρίσκεται σε πρώιμη φάση, το ρομπότ θα μπορεί να φτάσει στις εσωτερικές εσοχές του ανθρώπινου σώματος με ελάχιστη παρέμβαση, κάτι που αποτελεί στόχο της Ιατρικής εδώ και καιρό.

Ερευνητές στο Ηνωμένο Βασίλειο έχουν αναπτύξει ένα αυτόνομο ρομπότ που μοιάζει με φίδι και έχει σχεδιαστεί να γλιστράει στους ανθρώπινους πνεύμονες – σε μέρη που μέχρι στιγμής είναι απρόσιτα. Το όργανο θα μπορούσε να βελτιώσει την ανίχνευση και τη θεραπεία του καρκίνου του πνεύμονα και άλλων πνευμονικών παθήσεων.

Σε ένα ιατρικό άρθρο που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό της Soft Robotics την περασμένη εβδομάδα, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Λίντς αποκάλυψαν ένα νέο «ρομπότ με μαγνητικό πλοκάμι», το οποίο αποτελείται από μαγνητικούς δίσκους και έχει πάχος περίπου 2 χιλιοστά – περίπου το διπλάσιο μέγεθος της μύτης ενός στυλό – και μήκος μικρότερο από 2,5 χιλιοστά. Στο μέλλον, η χρήση του ρομπότ θα μπορούσε να επεκταθεί, προκειμένου να βοηθήσει τους γιατρούς να διερευνήσουν καλύτερα και πιο διεξοδικά άλλα όργανα, όπως η ανθρώπινη καρδιά, τα νεφρά ή το πάγκρεας.

«Είναι αλλόκοτο», δήλωσε ο Pietro Valdastri, επικεφαλής ερευνητής του έργου και πρόεδρος ρομποτικής και αυτόνομων συστημάτων στο Πανεπιστήμιο του Λίντς, σε μια πρόσφατη συνέντευξη. «Αλλά ο στόχος μου, είναι να βρω έναν τρόπο να φτάσω όσο το δυνατόν πιο βαθιά μέσα στο ανθρώπινο σώμα με τον λιγότερο επεμβατικό τρόπο».

Το ρομπότ απέχει ακόμη 5 έως 10 χρόνια από την χρήση σε κλινικό περιβάλλον, είπαν οι ερευνητές, αλλά η συσκευή ακολουθεί μια σειρά άλλων ρομποτικών καινοτομιών που επιτρέπουν στους γιατρούς τη δυνατότητα να σαρώνουν καλύτερα τους πνεύμονες ενός ασθενούς για ανίχνευση καρκινικού ιστού. Έχουν σχεδιαστεί για να διευκολύνουν έναν στόχο τον οποίο οι γιατροί αγωνίζονται να πετύχουν εδώ και καιρό: να φτάσουν στις εσωτερικές εσοχές του ανθρώπινου σώματος, για διαγνωστικούς και θεραπευτικούς σκοπούς, χωρίς να προκαλέσουν βλάβη ή να χρησιμοποιήσουν επεμβατικές διαδικασίες.

Οι ειδικοί χρησιμοποιούν – επί του παρόντος – μια ιατρική συσκευή που ονομάζεται βρογχοσκόπιο, προκειμένου να εξετάσουν τους πνεύμονες και τους αεραγωγούς ενός ατόμου. Η συσκευή, η οποία συνήθως έχει διάμετρο 3,5 έως 4 χιλιοστά – σχεδόν διπλάσιο από το ρομπότ πλοκάμι του Valdastri – εισέρχεται από τη μύτη ή το στόμα ενός ασθενούς και κατευθύνεται στους αεραγωγούς του πνεύμονα, που ονομάζονται βρόγχοι και βρογχιόλια.

Όμως, το πλάτος και η ακαμψία του βρογχοσκοπίου περιορίζει το πόσο βαθιά μπορούν να επιχειρήσουν να κατεβούν οι γιατροί στους πνεύμονες ενός ασθενούς, αναζητώντας καρκινικούς ή άλλους προβληματικούς ιστούς. Μέρη των πνευμόνων παραμένουν μη προσπελάσιμα, λέει ο Valdastri,  κι αυτό εξακολουθεί να προβληματίζει. «Εάν δεν μπορεί κανείς να λάβει δείγμα ιστού, τότε πρέπει να αξιολογήσει τον κίνδυνο του να μην κάνει τίποτα», προσθέτει. «Αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο, πολύ συχνά, ο καρκίνος εντοπίζεται σε πολύ αργό στάδιο».

Το ρομπότ από το Ηνωμένο Βασίλειο θα είναι το πρώτο που θα γλιστράει στους πνεύμονες του ασθενούς χρησιμοποιώντας μαγνητικό έλεγχο και δεν θα απαιτεί χειροκίνητη καθοδήγηση, επιτρέποντας έτσι στους γιατρούς έναν πιο ακριβή, ευέλικτο και λιγότερο επιβλαβή τρόπο διερεύνησης πνευμονικών παθήσεων, σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα της μελέτης.

Αν και το ρομπότ του Valdastri απέχει χρόνια από την κλινική εφαρμογή, το μικρότερο μέγεθος και η μαγνητική του σύνθεση θα του επιτρέψουν να αλλάζει σχήμα πιο εύκολα και να περιηγείται καλύτερα στο περίπλοκο δίκτυο των αεραγωγών του πνεύμονα, το οποίο μοιάζει με ένα δέντρο. Μαγνήτες τοποθετημένοι σε ρομποτικούς βραχίονες έξω από τον ασθενή θα χρησιμοποιούνται για να βοηθούν στην καθοδήγηση της συσκευής στους πνεύμονες. Μόλις το ρομπότ εισαχθεί στον ασθενή, οι μαγνήτες το βοηθούν να κινηθεί αυτόνομα στους πνεύμονες του, ακολουθώντας έναν χάρτη του πνευμονικού δικτύου του ασθενούς, ο οποίος θα έχει χαρτογραφηθεί πριν από τη διαδικασία.

Μόλις φτάσει στην επιθυμητή θέση, το ρομπότ θα μπορούσε τελικά να έχει τη δυνατότητα να πάρει ένα δείγμα ιστού (βιοψία) ή να απελευθερώσει μια κλινική θεραπεία. «Ανάλογα με το πού βρίσκεται ένας όγκος», λέει ο Valdestri , «αυτός μπορεί να είναι ο μόνος τρόπος για να φτάσει κανείς σ’ αυτόν με επιτυχία».

Ο Nitish V. Thakor, καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins, θεωρεί πως το αυτόνομο ρομπότ είναι «μια πολύ νέα και ενδιαφέρουσα τεχνολογία» που θα μπορούσε να γίνει δυνητικά χρήσιμο σε περιοχές εκτός των πνευμόνων, κυρίως στην καρδιά.

Η αυτόνομη ικανότητα της συσκευής είναι ένας μοναδικός παράγοντας, προσθέτει ο Thakor και έχει την δυνατότητα να αλλάξει την επεμβατική χειρουργική. «Μπορώ να φανταστώ ένα μέλλον», λέει , «όπου μετά από μια πλήρη τομογραφία των πνευμόνων, ο χειρουργός κάθεται μπροστά σε έναν υπολογιστή, χαράσσει τη διαδρομή πλοήγησης αυτού του ρομποτικού φιδιού και στη συνέχεια δίνει την εντολή: «Πήγαινε να το βρεις».

Παρά ταύτα, η γνώμη του Thakor είναι ότι κάθε αυτόνομο ρομπότ θα αντιμετωπίσει μια δύσκολη μάχη προκειμένου να γίνει αποδεκτό από τους κλινικούς γιατρούς. «Ποιος χειρουργός θα θέλει να χάσει τη δουλειά του;», αναρωτιέται. «Οι άνθρωποι που κάνουν την κλινική πρακτική – την διαφυλάσσουν πολύ προσεκτικά μέχρι να εκπαιδευτούν οι ίδιοι».

Απομένουν πολλά βήματα μέχρι τα νοσοκομεία να βάλουν το ρομπότ σε χρήση. Η ομάδα του Valdastri ολοκλήρωσε πρόσφατα τις δοκιμές του ρομπότ σε πτώματα, οι οποίες, όπως είπε, ήταν επιτυχείς. Το επόμενο βήμα που σχεδιάζουν είναι να το δοκιμάσουν σε μικρά ζώα.

Τελικά, η τεχνολογία θα μπορούσε να αδειοδοτηθεί από έναν μεγάλο κατασκευαστή ιατρικών συσκευών, ο οποίος στη συνέχεια να προωθήσει το προϊόν μέσω περαιτέρω κλινικών δοκιμών και έγκρισης από την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA). Εναλλακτικά, η ομάδα μελέτης θα μπορούσε να δημιουργήσει τη δική της εταιρεία, να βρει επενδυτές και να ελέγξει την ίδια τη διαδικασία.

Όμως, το μέλλον δεν είναι χωρίς προκλήσεις, λέει ο Valdastri. Από τεχνική άποψη, το ρομπότ θα χρειαστεί να προσαρμοστεί στους ρυθμούς αναπνοής του ανθρώπου. Επί του παρόντος, τα μαγνητικά πεδία βοηθούν το ρομπότ να πλοηγείται στους πνεύμονες ενός ασθενούς, αποκλείοντας όμως άτομα που έχουν βηματοδότη – ή για κάποιον άλλο λόγο δεν μπορούν να κάνουν μαγνητική τομογραφία – από την χρήση αυτής της τεχνολογίας. 

Εν τω μεταξύ, η Janani S. Reisenauer, χειρουργός στην Mayo Clinic που ειδικεύεται στον καρκίνο του πνεύμονα, πιστεύει ότι η απόφαση για το πόσο χρήσιμο θα μπορούσε να είναι το ρομπότ, θα απαιτήσει χρόνο. Σημειώνει ότι τα πρόσφατα ρομπότ βρογχοσκόπησης που κατασκευάστηκαν από τις εταιρείες Johnson and Johnson και Intuitive Surgical, έχουν προσφέρει σημαντικές προόδους, επιτρέποντας στους γιατρούς να φτάνουν σε δυσπρόσιτα σημεία των πνευμόνων και να συλλέγουν δείγματα ιστού ύποπτου για καρκίνο του πνεύμονα.

Ωστόσο, λέει, εάν το αυτόνομο ρομπότ αναπτύξει την ικανότητα να πηγαίνει βαθιά στους πνεύμονες και στη συνέχεια να απελευθερώνει ένα φάρμακο ή να ανιχνεύει την παρουσία  πρωτεϊνών που συνοδεύουν την ανάπτυξη ενός όγκου, ή να προσφέρει κάποια άλλη θεραπεία, τότε θα είχε σημαντική αξία για το πεδίο. «Αν διαθέτουμε ένα μικρό, αυτόνομο σύστημα με δυνατότητα ελιγμών που μπορεί να φθάσει τόσο βαθιά στους πνεύμονες και μετά να κάνει κάτι όσο χρόνο βρίσκεται εκεί, αυτό θα ήταν επαναστατικό», καταλήγει.

Πηγή: The Washington Post