Hoewel de innovatieve robot, ofwel de IRIS, nog in ontwikkeling is zijn de eerste testresultaten met een siliconenborst veelbelovend. George Jenkinson, hoofdauteur van het onderzoek, vertelt: “Tot nu toe hebben we al het benodigde voorwerk gedaan. We hebben aangetoond dat ons robotsysteem de behendigheid heeft die nodig is om een klinisch borstonderzoek uit te voeren. We hopen dat het systeem in de toekomst kan helpen bij het vroegtijdig diagnosticeren van kanker.”

Sensortechnologie

Het onderzoeksteam werkte aan dit project als onderdeel van ARTEMIS, dat gefinancierd werd door Cancer Research UK en ondersteund door EPSRC. Het resultaat van hun werk werd gepresenteerd in het paper getiteld ‘A robotIc Radial palpatIon mechaniSm for breast examination (IRIS)’ door George Jenkinson en zijn collega’s. Het onderzoeksteam bestaat verder uit postdoctorale en undergraduate studenten, die werden geleid door Dr. Antonia Tzemanaki van Bristol Robotics Laboratory.

De IRIS manipulator heeft de unieke mogelijkheid om specifieke krachten toe te passen die vergelijkbaar zijn met de krachten die menselijke zorgverleners gebruiken tijdens klinisch borstonderzoek met de hand. Bovendien kan het apparaat, dankzij geavanceerde sensortechnologie, knobbels detecteren op grotere diepten dan voorheen mogelijk was. Dit opent de deur naar meer mogelijkheden tot vroegdiagnostiek. Een zo vroeg mogelijke diagnose van borstkanker is belangrijk omdat de ziekte in het beginstadium gemiddeld genomen aanzienlijk beter kan worden behandeld. Dit blijkt onder meer uit onderzoek aan de LUMC waar AI wordt ingezet om vroege stadia van borstkanker steeds beter op maat te kunnen behandelen.

Veilig klinisch borstonderzoek

De nieuwe robot kan vooral ingezet worden voor vroegdiagnostiek. Het zou vrouwen de mogelijkheid kunnen bieden om veilige elektronische klinische borstonderzoeken (KBO’s) te ondergaan op gemakkelijk toegankelijke locaties, zoals apotheken en gezondheidscentra. Deze elektronische KBO’s zouden niet alleen veilig en accuraat zijn, maar kunnen  ook bijdragen aan het vergemakkelijken van de monitoring van de borstgezondheid.

Het belang van precisie, herhaalbaarheid en nauwkeurigheid in KBO’s kan niet worden overschat, omdat deze factoren van vitaal belang zijn voor het waarborgen van gunstige resultaten voor patiënten. De nieuwe robot kan in de toekomst een waardevolle aanvulling te zijn op de gereedschapskist van medische professionals die KBO’s uitvoeren.

George Jenkinson, de hoofdauteur van het onderzoek:  “Er zijn tegenstrijdige ideeën over hoe nuttig het uitvoeren van KBO’s is voor de gezondheidsresultaten van de bevolking. Over het algemeen wordt aangenomen dat als het goed wordt uitgevoerd, het een zeer nuttige en weinig risicovolle diagnostische techniek kan zijn.”

De afgelopen tien jaar een aanzienlijke vooruitgang geboekt op het gebied van manipulatie- en sensortechnologie. Hierdoor zijn we nu in een betere positie om gespecialiseerde robots te ontwikkelen die de behendigheid hebben om realistische borstgroottes en -vormen te onderzoeken. Bovendien kan de technologie nu goed worden gecombineerd met andere bestaande technieken, zoals echografie.

Siliconen borst en digitale replica

Om de IRIS manipulator te ontwikkelen, maakte het team gebruik van geavanceerde technologieën zoals 3D-printen en Computer Numerical Control (CNC) technieken. Ze voerden zowel laboratoriumexperimenten als gesimuleerde experimenten uit op een siliconen borst en de digitale replica ervan, gemodelleerd naar de borst van een vrijwilliger.

De simulaties waren essentieel om duizenden palpaties uit te voeren en verschillende hypothetische scenario’s te testen. Hiermee konden ze bijvoorbeeld berekenen welke efficiëntieverschillen optreden bij het gebruik van twee, drie of vier sensoren tegelijkertijd. In het laboratorium voerden ze experimenten uit op de siliconen borst om te bewijzen dat de simulaties accuraat waren en om de krachten te meten die in de praktijk worden toegepast.

George Jenkinson denkt dat de robot een verrijking kan zijn voor de goed gevulde diagnostische gereedschapskist die er al is. “Op deze manier kunnen we een grote hoeveelheid gegevens genereren die nuttig kunnen zijn bij het identificeren van trends die weer kunnen helpen bij het vroegtijdig diagnosticeren van borstkanker.”

Robot uitrusten met AI

Een van de voordelen van de robot is dat het mogelijk een laag-risico manier biedt om gezondheidsgegevens objectief vast te leggen. Deze gegevens kunnen worden gebruikt om opeenvolgende borstonderzoeken gemakkelijker te vergelijken, of ze kunnen worden opgenomen in informatiepakketten die naar specialisten worden gestuurd als patiënten zijn doorverwezen voor verder onderzoek.

Het volgende doel van het onderzoeksteam is om de KBO-technieken van professionals te combineren met kunstmatige intelligentie (AI) en de robot met nog meer sensoren uit te rusten.  Hierdoor kunnen ze de effectiviteit van het hele systeem bij het identificeren van mogelijke kankerrisico’s beoordelen. Het uiteindelijke doel is om de IRIS manipulator en de sensoren zo geavanceerd te maken, dat ze knobbels nauwkeuriger en dieper kunnen detecteren dan mogelijk is met menselijke handen.