Ingenjörer har visat att det är tekniskt möjligt att styra en liten robotkapsel inuti tjocktarmen för att ta mikro-ultraljudsbilder.

Känd som en Sonopill, enheten kan en dag ersätta behovet för patienter att genomgå en endoskopisk undersökning, där ett halvstyvt omfång förs in i tarmen-en invasiv procedur som kan vara smärtsam.

Mikro-ultraljudsbilder har också fördelen att de bättre kan identifiera vissa typer av cellförändringar i samband med cancer.

Sonopillen är kulmen på ett decennium av forskning av ett internationellt konsortium av ingenjörer och forskare. Resultaten av deras förstudie publiceras idag (19 juni) i tidskriften Vetenskapsrobotik .

Konsortiet har utvecklat en teknik som kallas intelligent magnetisk manipulation. Baserat på principen att magneter kan attrahera och stöta bort varandra, en serie magneter på en robotarm som passerar över patienten interagerar med en magnet inuti kapseln, försiktigt manövrera den genom tjocktarmen.

De magnetiska krafterna som används är ofarliga och kan passera genom mänsklig vävnad, eliminerar behovet av en fysisk koppling mellan robotarmen och kapseln.

Ett artificiellt intelligenssystem (AI) säkerställer att den släta kapseln kan placera sig rätt mot tarmväggen för att få mikro-ultraljudsbilder av bästa kvalitet. Förstudien visade också om kapseln skulle lossna, AI-systemet kan navigera tillbaka till önskad plats.

Professor Pietro Valdastri, som innehar ordförandeskapet i Robotics and Autonomous Systems vid University of Leeds och var senior författare till tidningen, sa:"Tekniken har potential att förändra hur läkare genomför undersökningar av mag-tarmkanalen.

"Tidigare studier visade att mikroultraljud kunde fånga högupplösta bilder och visualisera små lesioner i de ytliga lagren av tarmen, ge värdefull information om tidiga tecken på sjukdom.

"Med denna studie, vi visar att intelligent magnetisk manipulation är en effektiv teknik för att vägleda en mikro-ultraljudskapsel för att utföra riktad avbildning djupt inne i människokroppen.

"Plattformen kan när som helst lokalisera positionen för Sonopill och justera den externa drivmagneten för att utföra en diagnostisk skanning samtidigt som den håller en högkvalitativ ultraljudssignal. Denna upptäckt har potential att möjliggöra smärtfri diagnos via ett mikro-ultraljudspiller i hela mag-tarmkanalen."

Sandy Cochran, Professor i ultraljudsmaterial och -system vid University of Glasgow och ledande forskare, sa:"Vi är verkligen glada över resultaten av denna genomförbarhetsstudie. Med en ökande efterfrågan på endoskopier, det är viktigare än någonsin att kunna leverera en exakt, målinriktad, och kostnadseffektiv behandling som är bekväm för patienter.

"I dag, vi är ett steg närmare att leverera det.

"Vi hoppas att inom en snar framtid, Sonopillen kommer att vara tillgänglig för alla patienter som en del av regelbundna medicinska kontroller, effektivt fånga allvarliga sjukdomar i ett tidigt skede och övervaka hälsan hos allas matsmältningssystem."

Sonopill är en liten kapsel - med en diameter på 21 mm och längd på 39 mm, vilket ingenjörerna säger kan skalas ner. Kapseln innehåller en mikro ultraljudsgivare, en LED-lampa, kamera och magnet.

En mycket liten flexibel kabel är bunden till kapseln som också passerar in i kroppen via ändtarmen och skickar ultraljudsbilder tillbaka till en dator i undersökningsrummet.

Genomförbarhetstesterna utfördes på laboratoriemodeller och i djurstudier med grisar.

Sjukdomar i mag-tarmkanalen står för cirka 8 miljoner dödsfall per år över hela världen, inklusive vissa tarmcancer som är kopplade till hög dödlighet.