Análisis y caracterización del comportamiento del sistema de traslación del dispositivo Endoworm: inflado del balón y traslación a través de modelos anatómicos

Abstract

[ES] El intestino delgado es un órgano esencial del sistema digestivo encargado de absorber los nutrientes de los alimentos. Sin embargo, el diagnóstico y tratamiento de las patologías por el que se ve afectado es complejo debido a su difícil acceso. Las enteroscopias son el procedimiento más habitual para este fin, permitiendo a los médicos visualizar el intestino delgado y posibilitando el acceso al intestino delgado de forma mínimamente invasiva. El objeto de estudio de este trabajo es analizar y caracterizar los modelos actuales de sondas enteroscópicas del dispositivo Endoworm 4.0. Este se compone de dos sistemas: el dispositivo de control y las sondas enteroscópicas. Las segundas constituyen el dispositivo neumático de traslación basado en un enteroscopio de doble balón (DBE) que se compone a su vez de ocho cavidades, 6 de expansión axial (CEA) y dos de expansión radial (CER) o balones. Estas sondas pueden ser dispuestas de dos formas distintas (configuración normal y simplificada), permitiendo el avance y anclaje del endoscopio por el intestino delgado. Se realiza a un análisis del hinchado las cavidades de expansión radial toroidales basándose en técnicas de medición por imagen, en hinchado libre (sin restricciones) e hinchado dentro de intestino artificial (con restricciones). Además, se realiza un análisis de la fuerza máxima de agarre entre los balones y la luz del intestino artificial. Así mismo, un estudio comparativo entre tipologías de sonda basado en los ensayos de replegado, de avance libre y de avance asistido. Tras estos ensayos se ha podido constatar una mejora en el rendimiento, tanto de los balones individualmente como de las sondas enteroscópicas, debido a las últimas mejoras realizadas en el prototipo.

[EN] The small intestine is an essential organ of the digestive system responsible for absorbing nutrients from food. However, the diagnosis and treatment of the pathologies that affect it is complex due to its difficult accessibility. Enteroscopies are the most common procedure for this purpose, allowing physicians to visualise the small bowel and enabling access to the small intestine in a minimally invasive manner. The aim of this study is to analyse and characterise the current models of enteroscopic probes of the Endoworm device 4.0. This consists of two systems: the control device and the enteroscopic probes. The latter constitute the pneumatic translation device based on a double balloon enteroscope (DBE) which in turn consists of eight cavities, six axial expansion cavities (AEC) and two radial expansion cavities (REC) or balloons. These probes can be arranged in two different ways (normal and simplified configuration), allowing the endoscope to be advanced and anchored in the small intestine. An analysis of the swelling of the toroidal radial expansion cavities is performed based on image measurement techniques, in free swelling (unrestricted) and swelling inside the artificial intestine (restricted). In addition, an analysis of the maximum grip force between the balloons and the lumen of the artificial intestine is performed. In addition, a comparative study between probe typologies based on folding, free advancement and assisted advancement tests was carried out. After these tests, it has been possible to confirm an improvement in performance of both the individual balloons and the enteroscopic probes due to the latest improvements made to the prototype.

[CAT] L'intestí prim és un órgan essencial del sistema digestiu encarregat d'absorbir els nutrients dels aliments. No obstant això, el diagnòstic i tractament de les patologies pel qual es veu afectat és complex a causa del seu difícil accés. Les enteroscopies són el procediment més habitual per a aquest fi, permetent als metges visualitzar l'intestí prim i possibilitant l'accés a l'intestí prim de forma mínimament invasiva. L'objecte d'estudi d'aquest treball és analitzar i caracteritzar els models actuals de sondes enteroscòpiques del dispositiu Endoworm 4.0. Aquest es compon de dos sistemes: el dispositiu de control i les sondes enteroscòpiques. Les segones constitueixen el dispositiu pneumàtic de translació basat en un enteroscopi de doble pilota (DBE) que es compon al seu torn de huit cavitats, 6 d'expansió axial (CEA) i dues d'expansió radial (CER) o pilotes. Aquestes sondes poden ser disposades de dues formes diferents (configuració estàndard i simplificada), permetent l'avanç i ancoratge de l'endoscopi per l'intestí prim. Es realitza a una anàlisi de l'unflat les cavitats d'expansió radial toroidals basant-se en tècniques de mesurament per imatge, en unflat lliure (sense restriccions) i unflat dins d'intestí artificial (amb restriccions). A més, es realitza una anàlisi de la força màxima d'agarre entre les pilotes i la llum de l’intestí artificial. Així mateix, un estudi comparatiu entre tipologies de sonda basat en els assajos de replegat, d'avanç lliure i d'avanç assistit. Després d'aquests assajos s'ha pogut constatar una millora en el rendiment, tant de les pilotes individualment com de les sondes enteroscòpiques a causa de les últimes millores realitzades en el prototip.