Lekarze badają „wizjer”, który pomoże w wymianie stawu kolanowego za 1/10 ceny produktów importowanych

[reklama_1]

Urządzenie opracowane przez grupę lekarzy i inżynierów z uniwersytetu VinUni jest niczym teleskop, który pomaga w wymianie stawu kolanowego osiągnąć precyzyjne rezultaty, przy cenie stanowiącej zaledwie 1/10 w porównaniu do podobnych produktów na świecie .

Dr Pham Trung Hieu i jego współpracownicy z grupy VinUni 3D Lab, Centrum Badań nad Technologią 3D w Medycynie Uniwersytetu VinUni, z powodzeniem opracowali spersonalizowane urządzenie do nawigacji chirurgicznej (PSI), które może wskazywać pozycję podczas operacji wymiany stawu z dokładnością do 98%. Badania te właśnie zdobyły drugą nagrodę w konkursie Science Initiative 2023 organizowanym przez VnExpress .

Urządzenie pomaga chirurgom wykonywać nacięcia kości podczas operacji zgodnie z zaprogramowanym planem, zwiększając precyzję wszczepiania sztucznych stawów, a tym samym optymalizując skuteczność i bezpieczeństwo operacji u pacjentów. W Wietnamie nigdy nie prowadzono badań nad zastosowaniem PSI w endoprotezoplastyce stawów.

BSCK II Pham Trung Hieu otrzymał drugą nagrodę za swój produkt – urządzenie do nawigacji chirurgicznej w endoprotezoplastyce stawu kolanowego. Zdjęcie: Giang Huy — BSCK II Pham Trung Hieu otrzymał drugą nagrodę za swój produkt – urządzenie do nawigacji chirurgicznej w endoprotezoplastyce stawu kolanowego. Zdjęcie: *Giang Huy*

Dr Hieu powiedział, że podczas operacji leczenia i rekonstrukcji uszkodzonych struktur kostno-stawowych konieczne jest wsparcie precyzyjnych systemów nawigacyjnych, ponieważ układ kostno-stawowy to złożony, dynamiczny układ równowagi w przestrzeni trójwymiarowej. Umieszczenie sztucznego stawu w nieprawidłowej, optymalnej pozycji może prowadzić do zmian osi ruchu ciała, wpływając na mobilność pooperacyjną, a także powodując długotrwały ból lub skracając żywotność sztucznego stawu.

Sztuczne stawy i towarzyszące im urządzenia naprowadzające są obecnie importowane i projektowane tak, aby pasowały do ciała Europejczyków i Amerykanów. Niedopasowanie wietnamskiej struktury kostnej do tych instrumentów może również wpływać na precyzyjne umiejscowienie implantów, zmniejszając skuteczność leczenia, a nawet prowadzić do powikłań, jeśli chirurg nie ma doświadczenia.

W przypadku korzystania z innych systemów pozycjonowania, takich jak Robot czy Nawigacja, jest to często zbyt skomplikowane, wydłuża czas operacji i wymaga bardzo wysokich nakładów inwestycyjnych, przez co nie są one dostosowane do warunków, w jakich żyje większość ludności Wietnamu.

„Zespół opracował koncepcję spersonalizowanego urządzenia do naprowadzania operacji, wydrukowanego z biokompatybilnych materiałów 3D, które może bezpiecznie stykać się z tkanką pacjenta, zapewniając dokładność i bezpieczeństwo w porównaniu z obecnie dostępnymi urządzeniami, przy niższych kosztach produkcji” – powiedział dr Hieu.

Spersonalizowane urządzenie do prowadzenia operacji w chirurgii całkowitej endoprotezoplastyki stawu kolanowego. Zdjęcie: Centrum Technologii 3D w Medycynie, Uniwersytet VinUni — Spersonalizowane urządzenie do prowadzenia operacji w chirurgii całkowitej endoprotezoplastyki stawu kolanowego. Zdjęcie: *Centrum Technologii 3D w Medycynie, Uniwersytet VinUni*

Zespół badawczy spędził ponad rok na opracowywaniu optymalnych projektów oraz testowaniu i testowaniu setek prototypów, zanim stworzył finalny produkt PSI. Projekty te zostały opracowane w oparciu o dane dotyczące struktury kości, zeskanowane za pomocą tomografii komputerowej lub rezonansu magnetycznego i uformowane tak, aby pasowały do prawidłowego ułożenia kości każdego pacjenta.

Dzięki temu urządzeniu chirurg musi jedynie wyraźnie naświetlić obszar poddawany zabiegowi i użyć około 2-3 małych, drukowanych w 3D urządzeń, aby precyzyjnie określić położenie każdego wycinka kości. Wcześniej chirurg musiał używać około 30 narzędzi mechanicznych, aby pomóc w pośredniej, złożonej lokalizacji poprzez inne punkty orientacyjne na kończynie.

Ponadto, w tym badaniu zespół wykorzystał technologię druku 3D do wydrukowania modeli stawów kolanowych pacjenta. Wydrukowane modele anatomiczne pomagają chirurgom, wykorzystującym chirurgiczne urządzenia naprowadzające, przeprowadzać formalne symulacje przedoperacyjne, a także szkolić młodych lekarzy, którzy rozpoczynają naukę endoprotezoplastyki stawów.

W każdym przypadku lekarze przeprowadzają operację dwukrotnie. Przed operacją pracują na modelu anatomicznym połączonym z narzędziem naprowadzającym, a następnie przeprowadzają zabieg na pacjencie za pomocą zaprojektowanej tacki tnącej PSI.

Cały proces, od otrzymania informacji do wykonania gotowej formy do cięcia, trwa średnio zaledwie 3 dni (najwcześniej 2 dni), a jego koszt stanowi zaledwie 1/10 ceny podobnych produktów na świecie.

Zespół z powodzeniem wykonał blisko 50 całkowitych endoprotezoplastyk stawu kolanowego, 40 endoprotezoplastyk stawu biodrowego oraz setki innych endoprotezoplastyk stawów i korekcji kości, wykorzystując technologię druku 3D do tworzenia spersonalizowanych urządzeń do prowadzenia zabiegów chirurgicznych w systemie opieki zdrowotnej Vinmec. Technologia ta jest również wykorzystywana do tworzenia form nosowych dla dzieci z rozszczepem podniebienia, modeli anatomicznych wspomagających personalizację stentów interwencyjnych w przypadku złożonych chorób układu krążenia, a także trójwymiarowych form tytanowych łat do ubytków kości czaszki.

Grupa lekarzy i inżynierów z Centrum Badań Technologii 3D w Medycynie Uniwersytetu VinUni. Zdjęcie: NVCC — Grupa lekarzy i inżynierów z Centrum Badań Technologii 3D w Medycynie Uniwersytetu VinUni. Zdjęcie: *NVCC*

W rozmowie z VnExpress, profesor dr Tran Trung Dung, dyrektor Centrum Ortopedii Traumatycznej i Medycyny Sportowej w Vinmec Healthcare System, powiedział, że spersonalizowane leczenie w medycynie to światowy trend, w którym rozwój chirurgicznych urządzeń naprowadzających przyczyni się do optymalizacji efektywności chirurgicznej. Wcześniej doświadczony chirurg mógł osiągnąć pożądaną maksymalną dokładność operacji na poziomie około 90%, ale dzięki chirurgicznym urządzeniom naprowadzającym dokładność ta może sięgać 98%. „Technologia nawigacji jest jak «wizjer», który może pomóc w poprawie dokładności, odgrywając ważną rolę w zwiększaniu wskaźnika powodzenia operacji” – powiedział profesor Dung.

Rozwiązanie zespołu dr. Hieu i laboratorium VinUni 3D Lab spotkało się z uznaniem profesora Dunga, ponieważ nowa technologia pozwala tworzyć „rysunki” o parametrach dostosowanych do naturalnych parametrów anatomicznych pacjenta z precyzją i dokładnością, skracając tym samym czas operacji. „Technologia druku 3D do tworzenia spersonalizowanych form do cięcia ma również znaczenie standaryzacji, pomagając w tworzeniu produktów, które w niedalekiej przyszłości będą mogły trafić do masowej produkcji, dostosowanej do cech charakterystycznych Wietnamczyków” – powiedział.

Dodał, że wdrożenie urządzeń do prowadzenia operacji chirurgicznych w placówkach na całym świecie zajmuje obecnie około 3-6 tygodni, a ich koszt wynosi około 3000 dolarów. Jednak dzięki nowej technologii druku 3D czas ten skraca się do zaledwie około 2 dni, a koszt wynosi zaledwie kilka milionów VND. Profesor Dung ma nadzieję, że w kolejnym etapie VinUni 3D Lab ujednolici swoje produkty w wielu innych zastosowaniach chirurgicznych, aby pomóc lekarzom zwiększyć efektywność operacji, a jednocześnie umożliwić większej liczbie pacjentów w kraju korzystanie z zaawansowanej nauki i technologii na świecie.

Dzieląc się swoją radością po ceremonii wręczenia nagród, dr Hieu powiedział, że to był plac zabaw dla zespołu, gdzie mogli wymieniać się doświadczeniami i uczyć się od siebie nawzajem, prezentować produkty, a jednocześnie sędziowie o wysokich kwalifikacjach zawodowych wyrażali swoje opinie, pomagając w dalszym ulepszaniu produktu. „Mam nadzieję, że produkt trafi do wielu użytkowników, zwłaszcza pacjentów, którzy przeszli operację wymiany stawów i urazy ortopedyczne. Będzie to produkt o lepszej jakości i bardziej przystępnej cenie” – powiedział.

W drugim roku swojego istnienia Konkurs Inicjatyw Naukowych VnExpress 2023 ma na celu stworzenie placu zabaw dla miłośników nauki i technologii. Konkurs skierowany jest do naukowców zawodowych i niezawodowych poniżej 40. roku życia, którzy chcą szukać inicjatyw, rozwiązań i kontaktów przyspieszających wdrażanie postępów w nauce i technologii.