في مجال العلوم الطبية، غالبًا ما يُعتبر الرصد غير الجراحي المسار الأكثر واعدًا – وفي نفس الوقت الأكثر تحديًا – للرعاية الصحية. على سبيل المثال، تستكشف Apple مراقبة نسبة الجلوكوز في الدم بدون جراحة من خلال المعصم، بينما طبقت Samsung بالفعل مراقبة ضغط الدم عبر الساعات الذكية.
لكن عندما يتعلق الأمر بمشاكل صحية خطيرة مثل سرطان القولون، تصبح زيارة العيادة ضرورية، مما يستلزم إجراء فحوصات باهظة الثمن وعمليات تشخيص معقدة. خذ على سبيل المثال تشخيص سرطان الأمعاء. للتحقق من وجود نمو سرطاني، يُعد التنظير الداخلي أو تنظير القولون الطريقة المُفضلة، والتي تتضمن إدخال أنبوب داخل الجسم مزود بكاميرا لالتقاط الصور. وتجدر الإشارة إلى أهمية الكشف المبكر عن سرطان القولون والمستقيم لما له من دور في تحسين فرص العلاج والشفاء.
مستقبل خزعة السرطان؟
ماذا لو أمكن إجراء فحص الأمعاء من داخل الجسم، باستخدام أداة غير باضعة بحجم قطعة نقدية صغيرة؟ هذا بالضبط ما حققه الخبراء في University of Leeds من خلال ابتكار روبوت مغناطيسي صغير مزود بمستشعر تصوير بالموجات فوق الصوتية صغير يمكنه يومًا ما أن يلغي الحاجة إلى الخزعة الجسدية. يمثل هذا تطورًا هامًا في مجال الكشف المبكر عن سرطان القولون والمستقيم.
يتم التحكم في حركة الروبوت داخل الجسم خارجيًا باستخدام مجموعة مغناطيس دائم كبيرة من خلال عصا تحكم. والجدير بالذكر أنه يمكن التحكم في حركات الدوران والمسح بشكل مستقل أيضًا. خلال الاختبارات، تمكن الروبوت من التقاط فحوصات ثلاثية الأبعاد عالية الدقة مطلوبة لتشخيص السرطان، كما رصد أيضًا تشوهات مثل الآفات في جدار الأمعاء. هذا يفتح آفاقًا جديدة في مجال التشخيص الطبي.
بدأ الفريق بإنشاء شكل فريد يسمى oloid، والذي يوفر المزيد من حرية الحركة ويمكنه الدوران بسهولة داخل تجويف الأمعاء. تم بعد ذلك تزويد الغلاف ذو الشكل الفريد بمستشعر عالي التردد لالتقاط صور ثلاثية الأبعاد عالية الدقة لجدران الأمعاء. تعتبر هذه التقنية أكثر أمانًا وأقل تكلفة وأكثر دقة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
يبلغ قطر منظار oloid المغناطيسي (OME) أكثر من 2 سم بقليل، وهو مصنوع من مادة الراتنج باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد، وقد تم اختباره على أسطح تحاكي الأمعاء البشرية والمريء والمعدة. بعد الاختبارات على أمعاء اصطناعية، أكد الفريق أيضًا فعاليته في أمعاء الخنزير، وهي خطوة ضرورية قبل بدء التجارب البشرية المتوقع أن تبدأ في 2026.
يقول بيترو فالدستري، الأستاذ ورئيس قسم الروبوتات والأنظمة المستقلة في المعهد، إن OME يتيح تشخيص سرطان القولون والمستقيم ويوفر نتائج فحص فورية. الجزء الأخير بالغ الأهمية. تساهم هذه السرعة في بدء العلاج بشكل مبكر، مما يحسن فرص الشفاء.
حل مشاكل رعاية مرضى السرطان الحرجة
تتضمن طرق الخزعة الحالية جمع عينات الأنسجة وإرسالها إلى المختبرات، مما قد يستغرق من أيام إلى بضعة أسابيع قبل وصول النتائج. يقول الفريق إنهم قد قضوا بشكل أساسي على فترة الانتظار بين التشخيص والتدخل. ويُعدّ هذا التطور طفرة نوعية في مجال الكشف المبكر عن السرطان وعلاجه.
يقول الفريق الهندسي وراء OME: “هذه هي المرة الأولى التي يصبح فيها من الممكن إنشاء صور ثلاثية الأبعاد عالية الدقة بالموجات فوق الصوتية مأخوذة من مسبار عميق داخل الجهاز الهضمي أو الأمعاء”، مضيفًا أن مثل هذا الإنجاز لم يتحقق من قبل. ويُعزى ذلك إلى التقدم التكنولوجي في مجال التصوير الطبي.
بالنسبة لجهازهم الروبوتي، اعتمد الفريق على مصفوفة ميكرو- الموجات فوق الصوتية 28 ميجاهرتز لإنشاء مسح ضوئي ثلاثي الأبعاد مفصل لجدران الأمعاء. يمكن للخبراء الطبيين استخدام البيانات التي تم جمعها لإنشاء صور مقطعية مماثلة لتلك التي تم تحقيقها بواسطة التنظير الداخلي العادي من خلال تحليل الأنسجة تحت المجهر. وتُعدّ هذه التقنية نقلة نوعية في مجال التشخيص.
يُعد التقاط الموجات فوق الصوتية عالية التردد هو المفتاح هنا، لأنه يسمح للخبراء برؤية تفاصيل جدار الأمعاء على المستويات المجهرية. مع OME، ابتكر الباحثون أداة تفتح الأبواب للمسح الضوئي العميق داخل الجهاز الهضمي البشري. ويُتوقع أن تُحدث هذه التقنية ثورة في مجال تشخيص وعلاج أمراض الجهاز الهضمي.
تقول نيكيتا جرينيدج، المؤلفة الرئيسية للبحث المنشور في مجلة Science Robotics: “هذا لا يجعل العملية أكثر راحة للمرضى فحسب، بل يقلل أيضًا من أوقات الانتظار، ويقلل من الإجراءات المتكررة، ويخفف من القلق بشأن انتظار نتائج السرطان المحتملة”.
يثق الخبراء في أن OME يمكن أن يفتح الأبواب لتقدم كبير في الكشف عن السرطان وعمليات العلاج اللاحقة. ويُتوقع أن يساهم هذا الجهاز في تحسين فرص الشفاء ورفع مستوى جودة حياة المرضى.