In vivo-utvärdering av en mjuk optisk sensor för blödningsdetektion vid koloskopi

Varför det är viktigt att upptäcka dolda blödningar

Koloskopi har blivit ett rutinmässigt test för att hitta och avlägsna tidiga tecken på kolorektal cancer och andra tarmproblem. Men verktyget som räddar liv kan i sällsynta fall orsaka blödning eller små rivsår i tarmväggen. Eftersom kameran bara ser vad som är direkt framför dess spets kan blödningar som börjar precis bakom den förbises tills långt senare. Denna studie undersöker en mjuk, ljusbaserad sensor som träs på en standardkoloskop och tyst övervakar den omgivande vätskan efter tecken på blod, med målet att göra undersökningen säkrare utan att sakta ner läkarnas arbete.

Tillsats som är skonsam för ett vanligt test

Forskarna konstruerade ett tunt, flexibelt hölje som sitter runt koloskopet strax bakom dess spets. Inbäddade i detta hölje finns små ljusledare som lyser med grönt och infrarött ljus över en smal kanal som kontinuerligt sampelar vätska från insidan av tjocktarmen. Under normala förhållanden passerar båda färgerna ljus genom kanalen med endast små förluster. När blod blandas i vätskan absorberas det gröna ljuset starkt medan det infraröda ljuset påverkas mycket mindre. Genom att jämföra hur mycket varje färg dämpas kan systemet avgöra om sensorn mött blod snarare än vanlig matsmältningsvätska eller kortvariga mekaniska störningar.

Att testa sensorn i levande vävnad

Tidigare arbete visade att sensorn kunde detektera artificiella blodblandningar i delar av kohjärta utanför kroppen. I den nya studien tog teamet ett steg närmare verklig användning genom att testa enheten i levande grisar, vars tarmar liknar människors. Två erfarna endoskopiker utförde upprepade koloskopier i två grisar. Varje session började med standardkoloskopi utan enheten, följt av procedurer med höljet påsatt men utan blödning, och slutligen procedurer där blödning medvetet skapades inne i tarmen. Läkarnas navigering från ändtarmen till en bestämd punkt i distala kolon gav sensorn möjlighet att dra in vätska medan dess elektronik spårade ljussignalerna i realtid.

Hur väl den upptäckte blod utan att sakta ner läkarna

I tio procedurer där blödning förekom upptäckte sensorn blod varje gång, vilket ger en sensitivitet på 100 %. Den gjorde det med en total noggrannhet på 92 %, en precision på 83 % och en specificitet på 87 %, vilket innebär att falsklarm var relativt ovanliga. Två falska positiva uppstod när små klumpar av avföring och slem kom in i sensorn och kortvarigt efterliknade blodets optiska effekt; författarna föreslår att ett enkelt filter vid vätskeingången kan minska detta problem. Viktigt för patienter och kliniker var att det extra höljet inte märkbart förändrade hur lång tid det tog att föra koloskopet till målpunkten. Navigeringstiderna med och utan enheten var mycket lika, och statistiska tester fann ingen meningsfull skillnad.

Arbetsbelastning, säkerhet och robusthet i operationssalen

Utöver hastighet ville teamet veta om den extra hårdvaran gjorde proceduren svårare eller mer riskfylld för endoskopikerna. Med hjälp av det standardiserade frågeformuläret NASA TLX bedömde läkarna mental ansträngning, fysisk ansträngning, tidspress, frustration och känsla av prestation efter körningar med och utan sensorn. De övergripande arbetsbelastningspoängen låg nära varandra, och ett permutationstest visade ingen signifikant skillnad, vilket tyder på att enheten kan införlivas utan att överbelasta användarna. Under flera timmars upprepade koloskopier inspekterades grisarnas tarmar för oväntade revor eller blödningar, och inga sådana kopplades till sensorn. Höljet, dess ljusledare och den anslutna tuben förblev på plats och fungerade under hela försöket, trots tillfälliga igensättningar av slem som lätt rensades bort genom spolning.

Från djurförsök mot säkrare mänskliga undersökningar

Sammantaget visar fynden att ett mjukt, ljusbaserat hölje kan läggas till ett standardkoloskop för att upptäcka blödning precis utanför kamerans synfält, utan att sakta ner navigeringen eller märkbart öka läkarens arbetsbelastning i en levande djurmodell. Författarna ser detta som ett viktigt steg mot studier på människor, men noterar att större studier, tillägg av filter för att minska falsklarm och förfining med medicinska material fortfarande behövs. Om dessa nästa steg lyckas kan framtida koloskopier tyst få ett extra ”par ögon” i form av en osynlig, realtidsbloddetektor som hjälper läkare att fånga komplikationer tidigare och göra ett vida använt cancerscreeningtest ännu säkrare.

Citering: Gerald, A., Palkawong-Na-Ayuddhaya, K., Bono, V.D. et al. In vivo evaluation of a soft optical sensor for bleeding detection in colonoscopy. Sci Rep 16, 13671 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43768-2

Nyckelord: koloskopi, blödningsdetektion, optisk sensor, mikrofluidisk enhet, screening för kolorektal cancer