پزشکان در حال تحقیق روی «منظره یاب» برای پشتیبانی از تعویض مفصل زانو با قیمتی معادل یک دهم محصولات وارداتی هستند

این دستگاه که توسط گروهی از پزشکان و مهندسان دانشگاه VinUni ساخته شده است، مانند تلسکوپی است که به جراحی تعویض مفصل زانو کمک می‌کند تا با هزینه‌ای تنها یک دهم محصولات مشابه در جهان ، به نتایج دقیقی دست یابد.

دکتر فام ترونگ هیو و همکارانش در گروه آزمایشگاه سه‌بعدی وین‌یونی، مرکز تحقیقات فناوری سه‌بعدی در پزشکی، دانشگاه وین‌یونی، با موفقیت یک دستگاه ناوبری جراحی شخصی‌سازی‌شده (PSI) را توسعه داده‌اند که می‌تواند موقعیت جراحی تعویض مفصل را با دقت تا ۹۸٪ هدایت کند. این تحقیق به تازگی جایزه دوم را در طرح علمی ۲۰۲۳ که توسط VnExpress برگزار شده است، کسب کرده است.

این دستگاه به جراحان کمک می‌کند تا برش‌های استخوانی را در حین جراحی طبق برنامه‌ی برنامه‌ریزی‌شده انجام دهند و به افزایش دقت قرارگیری مفصل مصنوعی برای بهینه‌سازی اثربخشی و ایمنی جراحی برای بیماران کمک کند. در ویتنام، هرگز تحقیقی در مورد کاربرد PSI در جراحی تعویض مفصل انجام نشده است.

جایزه دوم به BSCK II Pham Trung Hieu برای محصولش، یک دستگاه ناوبری جراحی برای تعویض مفصل زانو، اهدا شد. عکس: Giang Huy — جایزه دوم به BSCK II Pham Trung Hieu برای محصولش، یک دستگاه ناوبری جراحی برای تعویض مفصل زانو، اهدا شد. عکس: *Giang Huy*

دکتر هیو گفت که هنگام انجام جراحی‌ها برای درمان و بازسازی ساختارهای آسیب‌دیده استخوان و مفصل، لازم است از ابزارهای ناوبری با دقت بالا پشتیبانی شود، زیرا سیستم استخوان و مفصل یک سیستم تعادل پویای پیچیده در فضای سه‌بعدی است. قرار دادن مفصل مصنوعی در موقعیت بهینه نادرست می‌تواند منجر به تغییر در محور حرکت بدن شود، بر تحرک پس از عمل تأثیر بگذارد و همچنین باعث درد طولانی‌مدت یا کاهش طول عمر مفصل مصنوعی در بدن شود.

مفاصل مصنوعی و دستگاه‌های هدایت همراه در حال حاضر وارداتی هستند و متناسب با بدن اروپایی و آمریکایی طراحی شده‌اند. عدم تطابق بین ساختار استخوان ویتنامی و این ابزارها همچنین می‌تواند بر قرارگیری دقیق ایمپلنت‌ها تأثیر بگذارد، اثربخشی درمان را کاهش دهد و حتی در صورت عدم تجربه جراح، می‌تواند منجر به عوارض شود.

اگر از سیستم‌های موقعیت‌یابی دیگری مانند ربات یا ناوبری استفاده شود، اغلب بسیار پیچیده است، زمان جراحی را طولانی می‌کند و به هزینه‌های سرمایه‌گذاری بسیار بالایی نیاز دارد که برای شرایط اکثر جمعیت ویتنام واقعاً مناسب نیست.

دکتر هیو گفت: «این تیم ایده یک دستگاه هدایت جراحی شخصی‌سازی‌شده را که با مواد سه‌بعدی زیست‌سازگار چاپ شده است، توسعه داد که می‌تواند با خیال راحت با بافت بیمار تماس پیدا کند و در مقایسه با دستگاه‌های موجود فعلی، با هزینه تولید پایین‌تر، به دقت و ایمنی دست یابد.»

دستگاه هدایت جراحی شخصی‌سازی‌شده در جراحی تعویض کامل زانو. عکس: مرکز فناوری سه‌بعدی در پزشکی، دانشگاه VinUni — دستگاه هدایت جراحی شخصی‌سازی‌شده در جراحی تعویض کامل زانو. عکس: *مرکز فناوری سه‌بعدی در پزشکی، دانشگاه VinUni*

تیم تحقیقاتی بیش از یک سال را صرف محاسبه طرح‌های بهینه و آزمایش و بررسی صدها نمونه اولیه قبل از ایجاد محصول نهایی PSI کرد. این طرح‌ها بر اساس داده‌های ساختار استخوان، اسکن شده از اسکن‌های سی‌تی‌اسکن یا ام‌آر‌آی ساخته شده و برای قرار گرفتن در موقعیت‌های صحیح استخوان هر بیمار قالب‌گیری شدند.

به لطف این دستگاه، جراح فقط باید ناحیه مورد عمل را به وضوح در معرض دید قرار دهد و از حدود ۲-۳ دستگاه کوچک چاپ سه‌بعدی برای تعیین دقیق موقعیت هر برش استخوان استفاده کند. پیش از این، جراح مجبور بود از حدود ۳۰ ابزار مکانیکی برای کمک به مکان‌یابی غیرمستقیم و پیچیده از طریق سایر نشانه‌های روی اندام استفاده کند.

علاوه بر این، در این مطالعه، تیم تحقیقاتی از فناوری چاپ سه‌بعدی برای چاپ مدل‌هایی از مفاصل زانوی خود بیمار نیز استفاده کرد. مدل‌های آناتومیکی چاپ‌شده به جراحانی که از دستگاه‌های هدایت جراحی استفاده می‌کنند، کمک می‌کند تا شبیه‌سازی‌های رسمی قبل از عمل را انجام دهند و همچنین به آموزش پزشکان جوانی که شروع به یادگیری در مورد تعویض مفصل می‌کنند، کمک می‌کند.

بنابراین، برای هر مورد، پزشکان دو بار عمل جراحی انجام می‌دهند. قبل از جراحی، آنها روی یک مدل آناتومیک همراه با یک ابزار کمکی کار می‌کنند، سپس عمل جراحی واقعی را روی بیمار با سینی برش PSI طراحی شده انجام می‌دهند.

کل فرآیند از دریافت اطلاعات تا تکمیل قالب برش نهایی، به طور متوسط تنها ۳ روز (در بهترین حالت ۲ روز) طول می‌کشد و هزینه آن تنها ۱/۱۰ در مقایسه با محصولات مشابه در جهان است.

این تیم با موفقیت نزدیک به ۵۰ عمل تعویض کامل زانو و همچنین ۴۰ عمل تعویض مفصل ران و صدها عمل تعویض مفصل و تنظیم استخوان دیگر را با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی برای دستگاه‌های هدایت جراحی شخصی‌سازی‌شده در سیستم مراقبت‌های بهداشتی Vinmec انجام داده است. این فناوری همچنین برای ایجاد قالب‌های بینی برای کودکان مبتلا به شکاف کام، مدل‌های آناتومیکی برای کمک به شخصی‌سازی استنت‌های مداخله‌ای برای بیماری‌های قلبی عروقی پیچیده یا قالب‌های وصله تیتانیومی سه‌بعدی برای نقص‌های استخوان جمجمه استفاده می‌شود...

گروهی از پزشکان و مهندسان از مرکز تحقیقات فناوری سه‌بعدی در پزشکی، دانشگاه VinUni. عکس: NVCC — گروهی از پزشکان و مهندسان از مرکز تحقیقات فناوری سه‌بعدی در پزشکی، دانشگاه VinUni. عکس: *NVCC*

پروفسور دکتر تران ترانگ دونگ، مدیر مرکز ترومای ارتوپدی و پزشکی ورزشی، سیستم مراقبت‌های بهداشتی وینمیک، در مصاحبه با VnExpress گفت که درمان شخصی‌سازی‌شده در پزشکی یک روند جهانی است که در آن توسعه دستگاه‌های هدایت جراحی به بهینه‌سازی کارایی جراحی کمک خواهد کرد. پیش از این، یک جراح باتجربه می‌توانست به حداکثر دقت مطلوب برای جراحی در حدود ۹۰٪ دست یابد، اما با دستگاه‌های هدایت جراحی، دقت می‌تواند به ۹۸٪ نزدیک شود. پروفسور دونگ گفت: «فناوری ناوبری مانند یک «منظره یاب» است که می‌تواند به بهبود دقت کمک کند و نقش مهمی در افزایش میزان موفقیت جراحی ایفا کند.»

راه حل تیم دکتر هیو و آزمایشگاه سه بعدی VinUni بسیار مورد استقبال پروفسور دانگ قرار گرفت زیرا این فناوری جدید به ایجاد "نقشه‌هایی" با پارامترهای مناسب برای پارامترهای آناتومیکی طبیعی بیمار با دقت برای هر فرد کمک می‌کند و در نتیجه زمان جراحی را کوتاه می‌کند. وی گفت: "فناوری چاپ سه بعدی برای ایجاد قالب‌های برش شخصی‌سازی شده همچنین به معنای استانداردسازی است و به ایجاد محصولاتی کمک می‌کند که می‌توانند در آینده نزدیک به تولید انبوه برسند و مناسب با ویژگی‌های مردم ویتنام باشند."

او افزود که تولید دستگاه‌های هدایت جراحی در واحدهای مختلف در سراسر جهان در حال حاضر حدود ۳ تا ۶ هفته طول می‌کشد و حدود ۳۰۰۰ دلار هزینه دارد. اما با فناوری جدید چاپ سه‌بعدی، این زمان به حدود ۲ روز و با هزینه‌ای تنها چند میلیون دونگ کاهش یافته است. پروفسور دانگ امیدوار است که در مرحله بعدی، آزمایشگاه سه‌بعدی وین یونی محصولات خود را در بسیاری از کاربردهای جراحی دیگر استانداردسازی کند تا به پزشکان در بهبود کارایی جراحی کمک کند و در عین حال، به بیماران بیشتری در کشور کمک کند تا از علم و فناوری پیشرفته در جهان بهره‌مند شوند.

دکتر هیو پس از مراسم اهدای جایزه، با ابراز خوشحالی از این مراسم، گفت که این مراسم، بستری برای تبادل نظر و یادگیری اعضای تیم از یکدیگر، معرفی محصولات و در عین حال، ارائه نظرات داوران با صلاحیت حرفه‌ای بالا برای بهبود بیشتر محصول بود. وی گفت: «امیدوارم این محصول برای بسیاری از کاربران، به ویژه بیمارانی که باید تحت عمل جراحی تعویض مفصل و آسیب‌های ارتوپدی قرار گیرند، ارائه شود و یک محصول بهبود یافته برتر با هزینه مناسب‌تر وجود داشته باشد.»

مسابقه ابتکارات علمی ۲۰۲۳ VnExpress در دومین سال برگزاری خود، امیدوار است زمینه‌ای برای علاقه‌مندان به علم و فناوری ایجاد کند؛ این مسابقه دانشمندان حرفه‌ای و غیرحرفه‌ای زیر ۴۰ سال را هدف قرار می‌دهد تا به دنبال ابتکارات، راه‌حل‌ها و ارتباطاتی برای تسریع کاربرد پیشرفت‌ها در علم و فناوری باشند.