Эндоскопическое картографическое устройство, разработанное в течение десяти лет учеными Оклендского института биоинженерии, состоит из надувной сферы, покрытой датчиками, доставляемой в пищевод и способной измерять электрическую активность в кишечнике.
Точно так же аномальные электрические сигналы сердца могут вызвать серьезные проблемы с сердцем, исследования показали, что ошибочные биоэлектрические волны кишечника могут привести к болям в животе, тошноте, рвоте и вздутию живота.
Но зачастую врачи не могут выяснить, в чем проблема. Это потому, что электрическое напряжение кишечника не так сильно и его не так легко измерить, как сердечные волны; без хирургического вмешательства трудно узнать, есть ли у кого-то так называемый «аритмичный» кишечник, и если да, то в чем проблема.
Познакомьтесь с исследователем желудочно-кишечного тракта из Университета Окленда доктором Тимом Анджели-Гордоном, главой группы, разработавшей эндоскопическое сенсорное устройство.
Он говорит, что проект разрабатывался уже 10 лет, и завершение первых клинических испытаний на людях является огромным шагом вперед.
«Это решающий шаг, который приведет нас от инженерных и доклинических работ к реальным пациентам.
«Это очень сложно сделать, но это мечта, вершина биоинженерии».
В статье , опубликованной в журнале Device , подробно описаны результаты первоначального исследования 13 пациентов. По словам Анджели-Гордон, с тех пор были собраны дополнительные данные от 35 пациентов в Окленде и Крайстчерче.
«Мы все еще анализируем эти данные, но они выглядят очень многообещающе».
Питер Тремейн, аспирант и ведущий автор статьи, говорит, что следующим шагом будет использование данных двух клинических испытаний на людях для улучшения конструкции устройства.
В частности, он хочет улучшить фильтрацию электрического сигнала, чтобы врачи могли изолировать сигналы кишечника от конкурирующего «шума».
«Тело производит множество случайных электрических помех», — говорит Тремейн. А проблема в том, что сигналы желудка, по сравнению с сигналами сердца, по амплитуде гораздо ближе к этому случайному шуму.
Между тем, внешние вибрации, такие как вибрации оборудования или ходящих людей, также могут создавать помехи в электрических сигналах, говорит Тремейн.
«В рамках этой статьи нам удалось извлечь сигналы желудка из этого шума; теперь мы хотим отточить это еще больше».
Тим Анджели-Гордон с эндоскопическим датчиком кишечника. Предоставлено: Университет Окленда.
Анджели-Гордон говорит, что исследования на людях являются новейшим этапом многолетнего процесса, основанного на первоначальном открытии, сделанном в начале 1900-х годов, о том, что кишечник, как и сердце, управляется электрическими сигналами. Совсем недавно такие ученые, как Тим Анджели-Гордон из Оклендского института биоинженерии, изучали неисправную электрическую систему кишечника.
Проблема с ранними исследованиями заключалась в том, что из-за слабых сигналов желудка для диагностики кишечной аритмии требовалось открытое хирургическое вмешательство и наложение электродов на внешнюю часть желудка.
«Мы поняли, что если мы когда-нибудь захотим применить эти методы к более крупной группе пациентов, нам понадобятся минимально инвазивные варианты», — говорит Анджели-Гордон.
В 2022 году дочерняя компания ABI Alimetry получила зеленый свет от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США на версию электрокардиограммы (ЭКГ) для кишечника — инструмент для картирования желудка с высоким разрешением, который прикрепляется к внешней стороне брюшной полости и может сообщить врачам являются ли чьи-то электрические сигналы нормальными или нет.
Система желудочной алиметрии доступна в США, Великобритании и Новой Зеландии.
Эндоскопическая сенсорная система, которая является предметом новой исследовательской работы, продвигает диагностику еще на один шаг вперед, стремясь дать врачам более четкое представление о том, где именно происходит сбой в электрических сигналах.
«Изначально это позволяет нам зафиксировать, является ли биоэлектрическая активность аномальной; для пациентов может стать настоящим облегчением возможность точно определить, что не так с их кишечником. Затем мы посмотрим, как мы можем это исправить», — говорит Анджели-Гордон. .
Другая группа в Оклендском институте биоинженерии, которую также возглавляет доктор Анджели-Гордон, изучает, можно ли использовать абляцию (метод осторожного прижигания, используемый в сердце для блокировки нерегулярных электрических сигналов) эндоскопически для устранения проблем в кишечнике.
По словам Анджели-Гордон, первые результаты испытаний на животных очень обнадеживают, и команда продолжает развивать эту технологию, чтобы ее можно было использовать и в клинике.
По оценкам Анджели-Гордон, около трети пациентов, которые обращаются к врачу с симптомами, связанными с кишечником, имеют какие-либо электрические отклонения. Это может составить миллионы людей по всему миру.
Тем временем исследования показали, что «функциональная диспепсия» — проблемы с желудком, которые, по-видимому, не имеют структурного обоснования — страдают от 5% до 11% населения.
По словам Анджели-Гордон, пациенты иногда могут годами бороться за постановку диагноза. Некоторых даже направляют к психиатрам, потому что врачи в конечном итоге приходят к выводу, что все симптомы у них в голове.
Для них точная диагностика и лечение не могут появиться достаточно скоро, хотя Анджели-Гордон считает, что может пройти еще пять лет, прежде чем эндоскопическое устройство станет широко доступным в больницах по всему миру.
Исследования на людях являются важным первым шагом.
«Мы также рассматриваем варианты коммерциализации — думаем, как лучше всего развивать эту многообещающую технологию», — говорит он.
