新型机器人小肠内镜实现诊疗一体化

美国麻省理工学院的工程师开发出一种新型机器人小肠内镜。它能像蛇一样在狭窄的小肠内灵活穿行，借助特殊涂层抓附肠道内壁，还能完成成像检查、药物递送、组织取样和息肉切除等操作，为小肠疾病的诊断与治疗提供了新工具。相关研究发表于新一期《科学机器人》杂志。

小肠长约6至7米，直径仅约2.5厘米，深藏于人体内部。与胃和结肠相比，医生更难直接检查小肠。传统的双气囊小肠镜需要交替给两个气囊充气和放气，逐步将内镜送入肠道。这种方法操作繁琐，检查过程也比较缓慢。

为让小肠检查更灵活，科学家从蛇的运动方式中寻找灵感，设计出一种管状软体机器人。蛇在蜿蜒前行时，会交替收缩身体两侧的肌肉，改变前进方向。受此启发，科学家设计了能够控制机器人运动的多功能驱动器。每个驱动器内部都有4个腔室，可以按照不同组合充气，使管状机器人伸长，或向任意方向弯曲。

在湿滑的肠道内壁上保持稳定，是机器人前进的另一项挑战。为此，科学家在机器人头部和尾部安装了可交替充气、放气的锚定气囊，并为其覆盖特殊纹理套筒。这种套筒借鉴了“切纸折纸术”，在气囊膨胀之前，涂层表面保持平整；当气囊膨胀、涂层受到拉伸时，三维针状结构便会凸起。这些针状结构就像蛇的鳞片，能增强机器人与肠道内壁之间的摩擦力，帮助其稳定前进，同时还能避免过度拉伸脆弱的肠道组织。

这款机器人不仅能在肠道内移动，还能执行多种诊疗操作。它配备了摄像头、药物喷洒装置和组织夹具，可用于肠道内部情况成像、递送药物、获取活检样本及切除小息肉。机器人通过线缆与体外控制设备相连，医生可利用控制器引导它穿过狭窄通道、绕过急弯。根据设计，它既能经口腔进入人体，也能经直肠进入人体。

动物实验显示，该机器人能在小肠内行进约2米。团队还验证了其摄像、药物喷洒和组织夹具等功能，希望最终开发出能更加自动化检查小肠的系统。