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Feb 17, 2024

Endoscopio robótico con doble

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 10494 (2023) Citar este artículo 669 Accesos Detalles de métricas La inserción de colonoscopios convencionales a veces puede provocar que los pacientes experimenten dolor.

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 10494 (2023) Citar este artículo

669 Accesos

Detalles de métricas

La inserción de colonoscopios convencionales a veces puede provocar que los pacientes experimenten dolor durante el procedimiento debido al estiramiento del mesenterio. En este estudio, se desarrolló un prototipo de colonoscopio robótico con un doble globo y un tubo de doble curvatura basado en el endoscopio convencional de doble globo para simplificar la inserción y evitar el estiramiento excesivo del colon. Se confirmó que tanto el tubo exterior como el interior estaban libres de interferencias de cables y fundas. Además, todas las funciones, como doblar la punta, inflar y desinflar los globos y tirar y empujar el tubo interior mediante un actuador, se operaron correctamente. Durante la prueba de inserción, el dispositivo pudo alcanzar el ciego de un modelo de colon en aproximadamente 442 s cuando lo operaba un operador no médico. Además, el dispositivo no estiró demasiado el modelo de colon, lo que sugiere que el mecanismo de inserción puede seguir la forma del modelo de colon. Como resultado, el mecanismo desarrollado tiene el potencial de navegar a través de un colon muy doblado sin estirarlo demasiado.

Actualmente, el cáncer colorrectal es la segunda causa de muerte en el mundo1. Por lo tanto, se realizan pruebas de detección, como la colonoscopia y la prueba de sangre oculta en heces (FOBT), para reducir la mortalidad y la incidencia del cáncer colorrectal2,3,4,5. Los pacientes que reciben un resultado positivo de la prueba FOBT eventualmente requieren una colonoscopia para confirmar la presencia de lesiones. Aunque la colonoscopia es el estándar de oro para detectar y diagnosticar el cáncer colorrectal, este procedimiento se considera oneroso para los pacientes debido al dolor que experimentan durante la inserción del colonoscopio6. El dolor es causado por el estiramiento excesivo del mesenterio y varios factores como el sexo, el índice de masa corporal y las adherencias postoperatorias pueden determinar la sensación de dolor del paciente7,8,9. Además, los estudios sugieren que la técnica de inserción utilizada por el endoscopista es particularmente importante8,10,11. Idealmente, todos los endoscopistas deberían dominar estas técnicas de inserción; sin embargo, estas técnicas tienen una curva de aprendizaje12,13. Por lo tanto, se requiere un colonoscopio nuevo que sea indoloro para el paciente y fácil de insertar en el colon.

En estudios previos se han investigado técnicas de inserción que simplifican la colonoscopia. Por ejemplo, se han descrito una estructura robótica blanda, una estructura con un mecanismo de propulsión en la punta y un endoscopio manipulado por un robot14,15,16. Además, la investigación avanzada de Era Endcopy ha producido el sistema Endotics®, cuyo uso ha sido verificado en la práctica clínica17. Aunque este sistema reduce el dolor que siente el paciente en comparación con los colonoscopios convencionales, persiste el problema del tiempo de inserción elevado o de la colonoscopia incompleta.

Los endoscopios con balón, que permiten la inserción asistida, se han utilizado clínicamente18,19. Se inserta un endoscopio con balón fijando el tracto intestinal que se mueve libremente usando un globo inflado y operando el endoscopio hacia adelante y hacia atrás a través de un tubo exterior. Este endoscopio se utiliza a menudo para el diagnóstico de enfermedades del intestino delgado20 y se ha investigado su uso en colonoscopia21. Un estudio informó que la colonoscopia total era posible utilizando un endoscopio de doble balón (DBE) en pacientes que previamente se habían sometido a colonoscopias incompletas21. Esto implica que la DBE tiene potencial como tecnología clave para simplificar los procedimientos de colonoscopia estándar. Sin embargo, los DBE convencionales enfrentan ciertos desafíos derivados de la ausencia de una función de curvatura en la punta del tubo exterior y la falta de un mecanismo eléctrico de empuje/tracción para el endoscopio: (i) Cuando el tracto intestinal está muy curvado, como se muestra en Fig. 1A, la fuerza durante la inserción se transmite sólo en la dirección coaxial incluso si la punta del colonoscopio está curvada en la dirección de la inserción. Por lo tanto, el tracto intestinal continúa estirándose debido a operaciones simples como doblar la punta y empujar o tirar del endoscopio. (ii) A menudo se necesitan dos personas para realizar la colonoscopia porque el funcionamiento del endoscopio y el tubo exterior es complicado.

(A) Problemas asociados con los endoscopios convencionales de doble balón (B) Principio de inserción del dispositivo basado en nuestra hipótesis. (a) La punta del dispositivo llega a la curva del colon. (b) El tubo exterior se dobla para ajustar la dirección de inserción. (c) El tracto intestinal se fija mediante el globo adherido al tubo exterior. (d) Se empuja el tubo interior hacia afuera. (e) El tracto intestinal se fija mediante el globo adherido al tubo interior. (f) El tubo exterior se empuja hacia afuera y el tubo interior se retrae.

Para superar los problemas antes mencionados, proponemos un endoscopio robótico basado en el DBE. Los tubos exterior e interior del dispositivo propuesto se manipulan de forma independiente y pueden funcionar eléctricamente mediante un controlador. Más específicamente, la flexión de los tubos exterior e interior, la tracción y el empuje del tubo interior y el inflado y desinflado de cada globo se pueden realizar utilizando un controlador. El mecanismo del dispositivo propuesto se caracteriza por que la punta del tubo interior se empuja fuera del eje según la dirección de la punta del tubo exterior. Se espera que esta técnica de inserción evite que el tracto intestinal se estire demasiado durante el procedimiento. Empujando y tirando del tubo exterior con una mano y operando el controlador con la otra, una sola persona puede realizar la colonoscopia. Por lo tanto, se espera que el movimiento endoscópico propuesto simplifique la inserción y, además, la inserción automática durante los procedimientos endoscópicos generales, como la detección y la vigilancia.

Hasta donde sabemos, hasta el momento no se ha informado en la literatura sobre un dispositivo con un doble globo controlable eléctricamente y un tubo de doble curvatura, y persiste la necesidad de un método de inserción fácil para un colon muy curvado. En este estudio se desarrolló el endoscopio robótico que puede realizar las operaciones antes mencionadas y se demostró su inserción exitosa en un modelo de colon.

La Figura 2A muestra el dispositivo desarrollado. Se confirmó la capacidad del controlador para controlar la flexión de los tubos exterior e interior, el inflado y desinflado de los globos unidos a los tubos exterior e interior, y empujar y tirar del tubo interior (consulte el vídeo complementario S1 en línea). La longitud y el diámetro de la porción del tubo exterior destinada a la inserción son aproximadamente 114 cm y 17,0 mm, respectivamente. Los ángulos máximos de flexión de los tubos exterior e interior fueron de aproximadamente 90 y 180°, respectivamente. Como se muestra en la Fig. 2Ba, utilizando el dispositivo propuesto se logra la flexión en forma de S que no se puede lograr manipulando un DBE convencional. Como se muestra en la Fig. 2Bb, los globos se inflan hasta un diámetro de aproximadamente 7 cm, que es suficiente para la fijación intestinal. Además, las puntas de los tubos exterior e interior son capaces de levantar una carga máxima de 200 y 50 g, respectivamente, como se muestra en la figura 2Bc,d. La flexión de los tubos exterior e interior se restringió mediante tracción de alambre cuando los servomotores permanecieron fijados a la base y las secciones flexibles del tubo estaban muy dobladas. Sin embargo, cambiar la posición de los servomotores permite que las secciones de flexión se doblen hacia arriba, hacia abajo, hacia la izquierda y hacia la derecha incluso cuando las secciones flexibles están muy dobladas, como se muestra en la Fig. 4.

(A) Dispositivo ensamblado. (B) Movimiento y carga útil del dispositivo. (a) Flexión en forma de S. (b) Doble inflado del globo. (c) Carga útil del tubo exterior. (d) Carga útil del tubo interior.

La Figura 1B ilustra la inserción del dispositivo según nuestra hipótesis. El tubo interior se colocó inicialmente dentro del tubo exterior, y los mecanismos de bloqueo/liberación de los tubos interior y exterior se configuraron para liberar y bloquear, respectivamente. La Figura 3 ilustra la primera ronda del experimento de inserción. El dispositivo se insertó manualmente desde el lado anorrectal (Fig. 3A) y se pasó a través del recto empujando y manipulando la punta del tubo externo (Fig. 3B). La inserción en el colon sigmoide es difícil manipulando y doblando únicamente el tubo externo porque el tracto intestinal está muy doblado. Por lo tanto, la punta del tubo exterior se colocó en la dirección de inserción, el tubo exterior se fijó al tracto intestinal mediante un globo y la punta del tubo interior se empujó hacia afuera. Durante el empuje, el mecanismo de bloqueo/liberación del tubo interior se fijó para bloquearse y se manipuló la flexión del tubo interior para evitar incidir en los pliegues de la pared del canal (Fig. 3C). Este procedimiento permitió que el dispositivo llegara al colon descendente sin estirar demasiado la pared del modelo de colon (Fig. 3D). Para lograr esto, se infló el globo adherido al tubo interno y se empujó el tubo externo hacia adelante hasta la posición en la que se insertó el tubo interno, y se devolvió el dispositivo al estado inicial (Fig. 3E). Posteriormente, se empujó todo el dispositivo y la punta alcanzó el colon descendente (Fig. 3F). A continuación, se empujó la punta del tubo interior hacia afuera para llegar al colon transverso (Fig. 3G). El tubo exterior se volvió a colocar en su estado inicial (Fig. 3H). Finalmente, la punta alcanzó el ciego debido al empuje del tubo interior al doblar y manipular el tubo exterior (Fig. 3I). Empujar el tubo interior requirió doblar y manipular la punta para pasar a través de los pliegues del modelo de colon.

Inserción del dispositivo en el modelo de colon (Caso 1); línea blanca: tubo interior, línea verde: tubo exterior, círculo blanco: inflado del globo adherido al tubo interior, círculo verde: inflado del globo adherido al tubo exterior. (A) La punta del dispositivo se inserta en el ano. (B) El tubo exterior llega a la entrada del colon sigmoide. (C) El tubo interno se empuja hacia afuera para pasar a través del colon sigmoide. (D) El globo adherido al tubo interno se infla para fijar el colon descendente. (E) Estado inicial del dispositivo en el colon descendente. (F) El tubo exterior llega a la entrada del colon transverso. (G) El globo adherido al tubo interno se infla para fijar el colon transverso. (H) El tubo exterior llega a la entrada del colon ascendente. (I): La punta del tubo interior llega al ciego en 340 s.

En tres experimentos de inserción, se siguió un procedimiento similar para lograr la inserción total en el ciego del modelo de colon (consulte el video complementario S2 en línea). Los tiempos de inserción al ciego se muestran en la Tabla 1. El tiempo promedio requerido para pasar a través del colon sigmoide, que está muy curvado, fue de aproximadamente 43 s, y el tiempo promedio para llegar al ciego fue de aproximadamente 442 s.

Para la inserción en el modelo de colon, el diámetro exterior máximo del dispositivo debe ser inferior a 20 mm. En este estudio, se moldeó utilizando una impresora 3D un DBE con un diámetro exterior máximo de 14 mm y tubos exterior e interior que pueden doblarse de forma independiente y son accionados eléctricamente. Por tanto, el mecanismo del dispositivo desarrollado se puede verificar utilizando el modelo de colon. Los experimentos confirmaron que la punta de cada tubo se puede doblar sin la interferencia de cables y fundas, el inflado y desinflado de los globos y el tirar y empujar del tubo interior. Además, el tubo interior se puede doblar de manera efectiva y el globo se puede inflar/desinflar de manera eficiente, incluso cuando el tubo exterior experimenta una flexión significativa. Aunque las cargas útiles de los tubos interior y exterior fueron de 50 y 200 g, respectivamente, el peso del dispositivo se considera suficiente para moverse a través de los distintos pliegues de la luz debido al peso del modelo de colon, que contiene aproximadamente 42 pliegues. , pesaba 379 g. Por tanto, estas estructuras lograron todos los comportamientos diseñados. Ningún estudio previo ha verificado la inserción de una estructura de dispositivo de este tipo en un modelo de colon, y este estudio contribuirá al desarrollo futuro de robots para colonoscopia.

En investigaciones avanzadas, se ha informado que la inserción en el modelo de colon se investigó utilizando colonoscopios robóticos desarrollados14,22. Sin embargo, se han centrado en validar el funcionamiento del mecanismo de desarrollo; por lo tanto, el modelo de colon fue reemplazado por materiales simples como una envoltura plástica14,22 o arreglos simples del tracto intestinal obtenidos de un fantasma abdominal23. Sin embargo, estos experimentos difieren de la colonoscopia clínica y se desconoce si estos dispositivos pueden atravesar el tracto intestinal flexible que está muy curvado. En este estudio, se utilizó un modelo de colon disponible comercialmente utilizado para el entrenamiento en colonoscopia para simular la disposición clínica del tracto intestinal utilizando caucho de silicona como material flexible.

La prueba de inserción indicó que la punta del tubo interior puede seguir la forma del modelo de colon controlando la dirección de la punta del tubo exterior. La forma del modelo de colon casi no cambió antes y después de la inserción, lo que sugiere que nuestro movimiento hipotético permite una inserción segura sin estirar demasiado el colon. Además, el sistema desarrollado es intuitivo ya que puede operarse electrónicamente con un controlador y un operador no médico puede navegar la punta del dispositivo hasta el ciego sin la supervisión de un endoscopista. Por tanto, la curva de aprendizaje del dispositivo desarrollado en este estudio para el control de la inserción del colonoscopio es significativamente menor que la de los sistemas de colonoscopia convencionales.

Además, la inserción se probó solo en un caso (Caso 1) en este estudio, y en el futuro se debe investigar la inserción en modelos de colon con diferentes formas. La dificultad de inserción en modelos de colon con otras formas aumenta porque el dispositivo puede encontrar varias estructuras muy dobladas en el área del colon sigmoide. En particular, en los experimentos también se analizó la necesidad de enderezar el colon, que es un paso importante en la colonoscopia convencional. Sin embargo, si se optimizan el ángulo de flexión y el radio mínimo de la parte de flexión, se puede esperar una colonoscopia total debido al movimiento descrito en la figura 1B.

El propósito de este estudio fue determinar si la punta del dispositivo podría alcanzar el ciego del modelo de colon con una forma clínicamente similar sin estirarse demasiado; por lo tanto, se utilizó un modelo de colon translúcido para confirmar la ubicación de la punta desde arriba. Sin embargo, discernir externamente los pliegues del modelo de colon sin una cámara endoscópica puede resultar complicado. En algunos casos, particularmente cuando la flexión del colon es más fuerte que la del colon sigmoide en el Caso 1 en los ángulos hepático y esplénico ubicados en ambos extremos del colon transverso, la punta del tubo interno puede incidir en los pliegues cuando se extrae el tubo debido a una La cámara no ha sido instalada en la punta del prototipo. Se necesitaron aproximadamente 442 s para llegar al ciego. Yang et al.23 informaron que el tiempo de inserción cecal fue de 354 ± 264 s para la colonoscopia clínica. Por lo tanto, el tiempo objetivo debe estar dentro del tiempo de inserción cecal para cualquier disposición de colon. Dado que el tiempo de inserción cecal del modelo de colon disminuyó con el número de intentos en esta prueba, se espera que el tiempo de inserción se reduzca con operaciones repetidas. Esto sugiere que el tiempo de inserción cecal se puede acortar para evitar los pliegues del modelo de colon visualizando la cavidad hueca de la luz utilizando una cámara. Aunque la inserción podría realizarse sin una cámara utilizando el modelo de colon transparente en este experimento, se requiere suficiente experiencia en colonoscopia para reconocer la dirección de inserción dentro del tracto intestinal para uso clínico. Por lo tanto, las funciones de navegación de imágenes, como la detección de la dirección de inserción combinada con el aprendizaje automático, como informaron Jiang et al.24, son necesarias para que la colonoscopia la realice incluso un principiante. Aunque la cámara no se implementó en este prototipo, el tubo interior se diseñó asumiendo que se incluirá una cámara de dimensiones iguales a 1 mm2 (Osiris M Camera, Optasensor GmbH, Alemania) y múltiples fibras ópticas de 0,5 mm de diámetro como guías de luz. . Estos elementos se pueden agregar para verificación en el futuro. Se requiere que el operador que utiliza el dispositivo propuesto empuje y tire del tubo flexible sujetándolo durante la inserción. Sin embargo, para automatizar completamente el proceso de inserción, se debe agregar una función mecánica como un robot continuo25,26 o un brazo robótico27.

En la versión actual de este dispositivo, no se han implementado medidas de seguridad para evitar daños al tracto intestinal, ya que se utiliza un modelo de colon. Sin embargo, existe un riesgo potencial de perforación debido a la dilatación con balón o la extrusión del tubo interno durante el procedimiento. Para mitigar este riesgo, es fundamental incorporar una función de retroalimentación que monitorice la tensión del cable durante el doblado, la presión del globo y la fuerza ejercida al empujar y tirar del tubo flexible. Estos requisitos de detección pueden satisfacerse utilizando un tensiómetro28 y conjuntos de sensores táctiles29. Además, reconocer con precisión la forma del endoscopio insertado y la posición de su punta es crucial para garantizar la seguridad y navegar en la dirección de inserción. Para mejorar la seguridad, se podría introducir un sistema como la Unidad de Detección de la Posición del Endoscopio (UPD), que proporciona una imagen en 3D de la forma y posición del endoscopio dentro del cuerpo30. La incorporación de estas funciones en futuras versiones del dispositivo podría permitir que incluso los principiantes y las enfermeras realicen procedimientos de colonoscopia totales, como detección y vigilancia, mediante una inserción parcial o totalmente automática.

Sin embargo, existen ciertas limitaciones a considerar. El dispositivo puede no ser adecuado para casos de endoscopia de emergencia debido a su forma y funcionamiento diferentes en comparación con los endoscopios convencionales. Además, puede resultar más complicado abordar complicaciones ocasionales, como hemorragia o perforación, en comparación con los endoscopios convencionales. Para manejar estas situaciones es necesario incluir un puerto para fórceps que permita el uso de instrumentos endoscópicos convencionales.

En conclusión, el dispositivo desarrollado en este estudio puede llegar al ciego desde el ano del modelo de colon sin estirar demasiado el modelo y puede ser operado por un solo operador no médico. Esto sugiere que el prototipo propuesto puede facilitar una colonoscopia cómoda.

Se desarrollaron cámaras de aire exterior e interior con globos acoplados, que pueden manipularse eléctricamente. El marco del tubo exterior estaba compuesto por dos tipos de piezas flexibles fabricadas con una resina fotocurable (Graypro, Formlabs Co., EE. UU.), una impresora 3D (Form 3, Formlabs Co., EE. UU.) y una bobina (L041, Accurate Inc. , Japón) con un diámetro exterior (OD) de 10 mm, que se pasará a través de las piezas como se muestra en la Fig. 4A. Las piezas de la sección de flexión se ensamblaron para que tuvieran un diámetro de 13,5 mm y una longitud total de aproximadamente 79 mm, y las piezas impresas en 3D (piezas de color azul claro en la Fig. 4A) se ensamblaron y se doblaron utilizando tracción de alambre31. Las partes de la sección del tubo flexible se ensamblaron con piezas impresas en 3D (piezas de color gris en la Fig. 4A), que se giran 90 grados y encajan entre sí. Los cables (SB-036-50M, Osaka Coat Rope Co., Ltd., Japón) se pasaron a través de una funda (TUF-100-AWG-26-10M, Chukoh Chemical Industries, Ltd., Japón) fuera de la sección del tubo flexible. y dispuestos en forma de espiral para evitar interferencias entre sí durante el doblado. El marco de la sección del tubo flexible y la funda se recubrieron con cloruro de vinilo. El movimiento de flexión se ilustra en la Fig. 4B. La sección de flexión se cubrió con una doble capa de caucho de látex (Latex tube, Fuji Latex Co., Ltd., Japón) y un tubo de aire (TUF-100-AWG-17-10M, Chukoh Chemical Industries, Ltd., Japón). ) se colocó entre las capas para inflar y desinflar la capa como un globo, como se muestra en la Fig. 4C. Como se muestra en la Fig. 4D, el tubo interior consta de un tubo flexible y secciones de flexión. La sección de flexión se ensambla utilizando piezas impresas en 3D con un diámetro exterior de 6 mm (piezas de color naranja en la Fig. 4D) que tienen orificios pasantes para cables y una bobina (L006, Accurate Inc., Japón) con un diámetro exterior de 3 mm. interior para aumentar la rigidez. La sección de tubo flexible tiene una bobina con un diámetro exterior de 6 mm, un tubo de aire (TUF-100-AWG-17-10M, Chukoh Chemical Industries, Ltd., Japón) y cuatro fundas (TUF-100-AWG-26- 10M, Chukoh Chemical Industries, Ltd., Japón) para pasar los cables. El movimiento de flexión se ilustra en la Fig. 4E. Toda la longitud del tubo está cubierta con goma (Pencil Balloon, Suzuki Latex Co., Ltd., Japón) y la sección de flexión tiene un globo (Latex Balloon, Fuji Latex Co., Ltd., Japón), como se muestra en la Fig. 4F. La unión del tubo flexible y la parte doblada tiene un orificio de aire y se conecta un tubo de aire para inflar y desinflar el globo adjunto.

(A) Segmento del tubo exterior diseñado para su inserción. (B) Componentes impresos en 3D y movimiento de flexión en la sección de flexión del tubo exterior. (C) Tubo exterior completamente ensamblado. (D) Segmento del tubo interior diseñado para su inserción. (E) Componentes impresos en 3D y movimiento de flexión en la sección de flexión del tubo interior. (F) Tubo interior completamente ensamblado.

Los impulsores de los tubos exterior e interior constan de tres servomotores que cuentan con una polea de tracción arriba/abajo e izquierda/derecha (DS3218 (270° ver.), Goolsky, China), así como el mecanismo de bloqueo/liberación (FR5311M, FEETECH RC Model Co. Ltd., China). Como se muestra en la Fig. 5A, el mecanismo de bloqueo/liberación puede posicionar los servomotores que tienen una polea deslizante para equilibrar el tirón ejercido sobre el cable y la fuerza reactiva de los resortes en el riel. El movimiento puede liberar la fijación mediante la tensión del alambre cuando se dobla la sección flexible. Los marcos de las estructuras básicas se construyen utilizando una impresora 3D, como se muestra en la Fig. 5B. Además, las bases de los tubos exterior e interior se conectan mediante un servomotor lineal con una carrera de 140 mm (Actuonix L16, Actuonix Motion Devices Inc., Canadá). Como se muestra en la Fig. 6A, el eje se extiende inicialmente por completo y la punta del tubo interior se introduce en el tubo exterior. Al acortar el eje, el tubo interior se empuja hacia afuera desde la punta del tubo exterior, como se muestra en la Fig. 6B. En este estudio se verificaron estas operaciones y se investigaron las capacidades de carga máxima de las secciones de flexión.

(A) Diseño esquemático del mecanismo de bloqueo/liberación para el posicionamiento del servomotor. (B) Movimiento del servomotor.

Mecanismo de tracción y empuje del tubo interior mediante servomotor lineal. (A) Movimiento de empuje. (B) Movimiento de tracción.

Para controlar todos los accionamientos eléctricos, los motores y los interruptores de relé se conectaron a un Arduino Mega 2560 R3, como se muestra en la Fig. 7A, y se diseñó el controlador, como se muestra en la Fig. 7B. La longitud del eje del servomotor lineal (0–140 mm) y los ángulos de desplazamiento (0–180º) de todos los servomotores para impulsar el movimiento de flexión se determinaron utilizando el valor de resistencia de la resistencia variable de tipo deslizante (RS6011Y19004, ALPS ALPINE CO ., LTD., Japón). La resistencia variable que controlaba el movimiento horizontal estaba conectada a la perilla de otra resistencia variable que controlaba el movimiento vertical. En consecuencia, la flexión vertical y horizontal se logró mediante un solo pomo. Los estados de bloqueo y libre se asignaron leyendo el interruptor de palanca ON/OFF como una señal digital y se establece el ángulo de desplazamiento (0 o 40º) del servomotor. El inflado y desinflado de cada globo se controló mediante interruptores de botón blanco y negro, respectivamente, y estos, a su vez, se controlaron mediante interruptores de relé que abren o cierran válvulas solenoides conectadas a un compresor (ACP-10A, Takagi Co., Ltd. , Japón) y bomba de vacío (DA-40S, ULVAC KIKO, Inc., Japón).

Desarrollo del sistema de control del dispositivo (A) Arquitectura general del dispositivo. (B) Controlador del dispositivo.

Para verificar la inserción del dispositivo desarrollado en un modelo de colon, se utilizó un modelo de colon translúcido (modelo de entrenamiento de colonoscopio, KYOTO KAGAKU Co., LTD, Japón). El colon se colocó en la forma del Caso 1 y se utilizó lubricante durante la inserción. Un ingeniero (no médico) operó el dispositivo verificando la posición de la punta del dispositivo directamente desde la parte superior del modelo de colonoscopio transparente. Esta operación de inserción se repitió tres veces.

Los conjuntos de datos generados en este estudio están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

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Este estudio fue apoyado por JSPS KAKENHI (Subvención número: 21K127120) y el Fondo de Investigación y Desarrollo del Centro Nacional del Cáncer (Subvención número: 31-A-11).

Centro de Ensayos Clínicos y de Investigación en Oncología Exploratoria, Centro Nacional del Cáncer, 6-5-1, Kashiwanoha, Kashiwa, Chiba, 277-8577, Japón

Toshihiro Takamatsu y Hiroaki Ikematsu

Instituto de Investigación de Ciencias Biomédicas, Universidad de Ciencias de Tokio, Noda, Chiba, Japón

Toshihiro Takamatsu y Hiroshi Takemura

Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Ciencias de Tokio, Noda, Chiba, Japón

Yuto Endo, Ryodai Fukushima, Tatsuki Yasue y Hiroshi Takemura

Departamento de Gastroenterología y Endoscopia, Hospital del Centro Nacional del Cáncer del Este, Kashiwa, Chiba, Japón

Kensuke Shinmura y Hiroaki Ikematsu

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TT, HT, KS y HI diseñaron y realizaron la investigación. YE diseñó los modelos 3D. TY adquirió la propiedad fundamental. YE y RF realizaron el experimento del modelo de colon. TT redactó el manuscrito. Todos los autores revisaron el manuscrito.

Correspondencia a Toshihiro Takamatsu.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Takamatsu, T., Endo, Y., Fukushima, R. et al. Endoscopio robótico con doble balón y tubo de doble curvatura para colonoscopia. Representante científico 13, 10494 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-37566-3

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Recibido: 14 de enero de 2023

Aceptado: 23 de junio de 2023

Publicado: 28 de junio de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-37566-3

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