Бездротовий ультразвуковий моніторинг активності м’язів

Інженери з Каліфорнійського університету розробили портативний ультразвуковий пристрій, який забезпечує тривалий моніторинг активності м’язів. Науковці вважають, що нова розробка має великий потенціал у медичній сфері, а також розробці нового типу людино-машинного інтерфейсу.

Ультразвуковий сенсор кріпиться до шкіри клейкою основою та має джерело автономного живлення, дозволяючи відстежувати роботу м’язів з великою роздільною здатністю без будь-яких інвазивних процедур.

Прилад розміщений в гнучкому силіконовому корпусі й складається з трьох головних модулів: ультразвуковий датчик для генерації та приймання акустичних хвиль, записувальний модуль з WiFi для передачі даних на комп'ютер, джерело автономного живлення.

Ключовою інновацією приладу являється використання монокристалічного датчика, який ефективний при обстеженні глибоких шарів. Датчик випромінює ультразвукові хвилі та вловлює відбитий сигнал, який несе великий обсяг клінічної інформації. Для отримання додаткової інформації, науковці розробили програмне забезпечення з алгоритмами штучного інтелекту, яке дозволяє визначати сигнали з груп м'язів та ідентифікувати специфічні жести рук з високою точністю. 

Портативний ультразвуковий прилад може стати альтернативою сучасним методам обстеження, а саме електроміографії (ЕМГ). Цей метод передбачає застосування металевих електродів, що кріпляться до шкіри, для реєстрації активності м’язів. Попри те, що ЕМГ вважається сучасним клінічним стандартом, електроміографія має ряд серйозних недоліків – низька роздільна стадність, слабкі сигнали, неможливість тривалого спостереження. Наприклад, сигнали від кількох м’язових волокон часто змішуються разом, що ускладнює процес моніторингу.

Ультразвук забезпечує високу візуалізацію поверхневих та глибоких шарів, даючи повну картину роботи м'язів. Додаткові переваги - компактність, автономність, бездротовий зв'язок. Пацієнт може носити прилад протягом усього дня для довгого моніторингу.

При носінні на грудній клітці, пристрій може визначати товщину діафрагми з субміліметровою точністю. Товщина діафрагми використовується для оцінки її дисфункції, а також стану пацієнтів на штучній вентиляції легень. Аналізуючи рух м'язів, вчені також можуть визначити тип дихання, поверхневе чи глибоке. Це допоможе діагностувати різноманітну патологію дихальної системи - астма, пневмонія, хронічне обструктивне захворювання легень (ХОЛЗ) тощо. Під час тестування прилад успішно розрізнив здорових пацієнтів від пацієнтів з ХОЛЗ.

Один з учасників проєкту відмічає: «Завдяки відстеженню активності діафрагми, технологія допоможе спостерігати за пацієнтами з респіраторними захворюваннями, а також за пацієнтами на штучній вентиляції легень».

Крім того, дослідники успішно використали пристрій для реєстрації активності м’язів кисті та зап’ястка, що дозволило керувати роботизованою рукою та грати у віртуальну гру. 

При носінні на передпліччі пристрій забезпечує точне відстеження руху м’язів рук та зап’ястя. Система здатна розпізнавати різні жести рук, фіксує навіть легкі рухи зап’ястя та пальців із високою чутливістю. Керування роботизованою рукою показала відмінні результати - піпеткою вдалося набрати воду зі склянки. 

Успішно пройшло тестування й у віртуальній реальності. Рухи зап'ястка використовувалися для керування польотом віртуального птаха. Все це вказує на значні можливості пристрою в галузі протезування, віртуальних ігор та інших сферах, де необхідні інноваційні системи людино-машинного інтерфейсу. 

Зараз дослідники працюють над покращенням точності та енергоефективності, вдосконалюють програмне забезпечення та зменшують габарити приладу.

По матеріалах  appliedradiology.com

Переваги портативних МРТ систем в діагностиці інсультів

Візуалізація головного мозку являється ключовим фактором у виборі терапевтичної тактики при гострому інсульті та транзиторних ішемічних атаках. Основні цілі візуалізації - підтвердження діагнозу, визначення механізму розвитку патології, вибір метода лікування, прогнозування подальшого розвитку захворювання та виявлення ускладнень.

Магнітно-резонансна томографія, особливо режим дифузійно-зваженої магнітно-резонансної томографії, показує прекрасні результати, оскільки показує високу чутливість до зміни води в тканинах мозку. Ці зміни тяжко виявити за допомогою КТ томографії, особливо у перші часи після інсульту.

Але доступ до проведення МРТ сканування може бути обмежений декількома факторами. Один з них - присутність металевих імплантатів, які не сумісні з сильним магнітним полем стандартного МРТ томографа. Крім того, більшість пацієнтів відчувають приступи клаустрофобії, що веде до незапланованих рухів, й відповідно до погіршення візуалізації та затримки обстеження. І саме обстеження займає не менше 20-30 хвилин.

Одним із варіантів розв'язання проблеми обстеження пацієнтів з інсультів може бути використання мобільних низькопольних МРТ томографів в прийомних відділеннях та у відділеннях невідкладної медичної допомоги.

Група науковців з університету Глазго (Шотландія, Великобританія) дослідило потенціальні можливості мобільного МРТ томографа у пацієнтів з підозрою на гострий інсульт  та транзиторну ішемічну атаку.

Дослідження включало додаткове обстеження у відділенні невідкладної медичної допомоги для порівняння діагностичної точності та об'єму ураження при дифузійно-зваженому режимі. Для обстеження використовувався портативний ультранизькопольний МРТ-сканер Swoop, виробництва компанії Hyperfine (США), спеціально  розроблений для обстеження структур головного мозку безпосередньо біля ліжка хворого.

МРТ томограф розрахований всі групи населення, а саме на обстеження структур головного мозку, коли повноцінне обстеження не можливе.

Під час дослідження було проаналізовано час сканування, ефективність й специфічність діагностики, а також досвід пацієнтів при обстеженні тунельними МРТ й КТ томографами та низькопольним спеціалізованим МРТ.

Отримані дані показали, що МРТ Swoop були значно швидшою ніж звичайна МРТ з магнітним полем 1.5 Т. Середній час сканування на Swoop склав 2.5 годин, стандартне МРТ - 27.7 годин.

Система Swoop показали відмінні результати в діагностиці гострих інсультів, порівняно з КТ томографією, й хорошу специфічність в порівнянні зі звичайним МРТ скануванням.   

Крім того, майже всі пацієнти повідомили про позитивний досвід при обстеженні на низкопольній системі Swoop.

У звіті дослідницької групи зазначається: "Проміжні результати дослідження вказують на те, що портативна МРТ система являється багатообіцяючим інструментом в діагностиці гострого інсульту у відділення невідкладної медичної допомоги. Крім підвищення ефективності діагностики та доступності МРТ сканування, відбувається скорочення часу на обстеження дозволяє пришвидшити вибір оптимального лікування при інсульті ".

По матеріалах Medimaging

Неінвазивний тест для діагностики малярії

Малярія залишається викликом для сучасної системи охорони здоров’я, щорічно реєструється понад 250 мільйонів випадків зараження й 600 00 випадків смерті. Близько половини населення світу входить у групу ризику зараження малярією, включаючи такі вразливі групи, як вагітні жінки та діти. Саме ці групи мають найбільший відсоток тяжких форм захворювання й рівень смертності. 

Діагностика малярії проводиться на основі зразка цільної крові, при чому наявні методи тестування мають низьку ефективність. Нова неінвазивна технологія діагностики малярії при наданні першої медичної допомоги (POCT) показує великий потенціал у виявленні збудника та пришвидшення необхідного лікування. 

Група дослідників Єльської школи громадської охорони здоров'я (США) в кооперації з іншим науковими закладами розробила революційний неінвазивний тест, що може змінити підходи в діагностиці у країнах, що розвиваються, які сильно страждають від цієї хвороби, що передається комарами. 

Інноваційний тест не вимагає забору зразків крові, що робить його безпечнішим і доступнішим за теперішні методи. У ньому використовується пристрій під назвою Cytophone, ідентифікація заражених малярією клітин крові проводиться променями лазера й ультразвуку.

Невеликий зонд прикладається до кровоносної судини (вени на тильній стороні долоні) й на основі отриманих даних визначається збудник малярії у крові  

Здатність Cytophone неінвазивно діагностувати малярії базується на виявленні в еритроцитах продукту життєдіяльності плазмодію - гемозоїну або малярійного пігменту. Гемозоїн містить більше заліза ніж звичайний гемоглобін. Тому він поглинає більше світла лазерного променя, швидше нагрівається, демонструючи характерні магнітні й оптичні властивості, які реєструє Cytophone.

Для тестування приладу науковці перевірили 20 дорослих пацієнтів з Камеруну з симптомами малярії.  Cytophone успішно ідентифікував малярійний плазмодій Plasmodium falciparum, найпоширеніший й смертельний різновид збудника, а також виявив  менш небезпечні форми. 

Дослідження показало, що прилад показав високу чутливість, як до високого, так і до низького рівня плазмодію у крові, - чутливість склала 90%, специфічність - 69%. Отримані дані мало, чим відрізняються від показників сучасного лабораторного аналізу по зразку крові. Крім того, Cytophone успішно реєструє зменшення кількості збудника при лікуванні.

Результати дослідження опубліковані в Nature Communications.

По матеріалах онлайн ресурсу labmedica.com

Туберкульоз повернувся у топ смертельних інфекцій.

Всесвітня організація охорони здоров'я (ВООЗ) опублікувало нове статистичне дослідження, в якому говориться про виявлення 8.2 мільйонів нових випадків туберкульозу у 2023 році - найбільше число випадків з початку глобального моніторингу у 1995 році. 

Це суттєве збільшення порівняно з 7,5 мільйонами у 2022 році. При чому туберкульоз знову став головною причиною смерті від інфекційних захворювань у 2023 році, випередивши COVID-19

У глобальному звіті ВООЗ про туберкульоз за 2024 рік вказується на неоднозначний прогрес у глобальній боротьбі з цим захворюванням, підкреслюючи постійні проблеми, включаючи значне недофінансування.

Водночас рівень смертності, який пов’язаний із туберкульозом, зменшилася з 1,32 мільйона у 2022 році до 1,25 мільйона у 2023 році. Але загальна кількість людей, які захворіли на туберкульоз, зросла до 10,8 мільйона у 2023 році.

Захворювання найбільше вразило населення 30 країнах, включаючи Індію (26%), Індонезію (10%), Китай (6,8%), Філіппіни (6,8%) і Пакистан (6,3%). Це становить 56% випадків від  глобальних показників туберкульозу. Згідно зі звітом, 55% людей, які захворіли на туберкульоз, були чоловіками, 33% - жінками й 12% - дітьми та підлітками.

У 2023 році різниця між кількістю нових випадків туберкульозу й діагностованих знизився до 2.7 мільйонів, порівняно 4 мільйонами у 2020 та 2021 рокам. Така різниця пояснюється закінченням пандемії COVID-19 й повернення до програм боротьби з туберкульозом. Охоплення програм превентивного лікування туберкульозу людей з ВІЧ та побутовими контактами зростає.

Залишається гострою проблема мультирезистентної форми туберкульозу. Рівень успішного лікування мультирезистентного або рифампіцино резистентного туберкульозу досяг 68%. Але з 400 000 пацієнтів, у яких виявлена ця форма, лише  44% були проліковані у 2023 році.

Глобальне фінансування профілактики та лікування туберкульозу ще більше скоротилося у 2023 році та залишається значно нижчим запланованого. Країни з низьким і середнім рівнем доходу, на які припадає 98% тягаря туберкульозу, зіткнулися зі значною нестачею фінансування.

У всьому світі дослідження з туберкульозу залишаються серйозно недофінансованими. У 2022 році було профінансовано лише одну п’яту частину від 5 мільярдів доларів запланованих.

У звіті вперше представлені оцінки щодо відсотка стану сімей, які постраждали від туберкульозу. Вони стикаються зі значними витратами (понад 20% річного доходу сім’ї) для доступу до діагностики та лікування туберкульозу.

ВООЗ закликає збільшити зусилля по боротьбі з туберкульозом в рамках вже розроблених міжнародних програм.

Нова технологія капсульної ендоскопії.

За останні десятиліття капсульна ендоскопія (ендокапсула) зробила революцію в гастроентерології. Візуалізація слизової оболонки шлунково-кишкового такту проводиться за допомогою декількох мікро відеокамер, що вмонтовані у капсулу з джерелом світла.

Капсульна ендоскопія активно розвивається, з'являються нові технології й методи обстеження. Один з наочних прикладів - програми «Сонокапсула» (Sonopill) та «Автокапсула» (AutoCapsule), що розробляється науковцями з університету Глазго. В рамках програми планується створити ендокапсулу з ультразвуковим датчиком для візуалізації й можливістю поводити лікування.

Основна ціль розробки – підвищити діагностичну точність, покращити надання медичної допомоги, зменшити витрати на охорону здоров’я

Як же працює сонокапсула, і в чому відмінність й подібність від традиційної методики?

Подібність полягає в тому, що пацієнт ковтає ендокапсулу, яка подорожує шлунково-кишковим трактом, знімаючи й передаючи все на своєму шляху. Але інформація збирається не за допомогою відеокамер, а через лінійку ультразвукових сенсорів. Основна трудність полягала у розробці ультразвукового датчика, який би вміщався у капсулу довжиною не більше 3 см й діаметром до 1 см.

Додатковим поштовхом в розробці нового типу ендокапсули, стало використання програмного забезпечення з алгоритмами штучного інтелекту. В класичній капсульній ендоскопії вже давно використовують штучний інтелект (ШІ) для інтерпретації оптичних зображень.

В недалекому минулому лікарю-ендоскопісту потрібно було переглядати часами відео для визначення зони інтересу. Зараз програмне забезпечення допомагає визначати критичні ділянки, економлячи час й зусилля лікаря.

Проект "Автокапсула" сфокусований на терапевтичних можливостях ультразвуку, тобто доставки й активацію фармацевтичних препаратів в уражену ділянку.  У випадку успіху такого локалізованого лікування, це буде революційний крок в розвитку персоналізованої медицини. На додачу всього науковці розробляють систему зовнішнього управління капсулою 

На сьогодні йде вдосконалення електронних й механічних компонентів прототипу ендокапсули.

По матеріалах medica-tradefair.com

Штучний інтелект в діагностиці недостатності мітрального клапана.

Мітральний клапан один клапанів серця, який забезпечує фізіологічний тік крові з лівого передсердя до лівого шлуночка. Сам мітральний клапан належить до групи стулкових, тобто складається з двох стулок, які герметично  закриваються не дозволяючи току крові повертатися до передсердя.

Через вроджену ваду чи в результаті того, чи іншого захворювання відбувається порушення герметичності й з’являється зворотній тік крові (регургітація). Порушення току крові призводить до появи таких симптомів, як задишка, аритмія, тахікардія, набряки.

Визначення ступеня тяжкості мітральної недостатності являється критично важливим для вибору тактики лікування - зачекати та обмежитись медикаментозною терапією чи проводити хірургічне втручання по пластиці чи заміні клапана.

Підтвердження діагнозу й визначення ступеня тяжкості патології проводиться за допомогою УЗД серця трансторакально чи через стравохід. Широко застосовуються ультразвукові доплерівські методики та  3D/4D моделювання.

Нове програмне забезпечення, яке розроблене науковцями з Інституту серця Шмідта, призначене прискорити процес діагностики й вибору тактики лікування.

Для розробки нової програми з алгоритмами штучного інтелекту було використано дані 58 000 трансторакальних ехокардіограм – УЗД серця, яке використовувалось для загальної оцінки функцій серця, включаючи показники регургітації мітрального клапана.  

Тестування проводилось на 1800 пацієнтах Інституту серця Шмідта та 915 хворих зі Стенфордського медичного центру.

Результати показали, що модель ШІ продемонструвала високу точність у виявленні мітральної недостатності середнього й важкого ступенів. Після аналізу відео 50 000 досліджень серця штучний інтелект точно визначив найбільш важливі відео з погляду тяжкості регургітації.

Заступник директора Інституту серця Шмідта зазначає: «Нове програмне забезпечення дозволить покращити ідентифікацію пацієнтів з мітральною недостатністю, що стає все більш поширеною серед старіючого населення, та персоналізувати підхід до кожного пацієнта».

За останній період лікарі цього медичного закладу виконали понад 1500 роботизованих операцій з приводу лікування недостатності мітрального клапана зі 100% успіхом.

По матеріалах medimaging.net

Забрудненість навколишнього середовища та рівень серцево-судинних захворювань.

 Пестициди, тяжкі метали, мікро- й наночастички у грунті та інші речовини, шкідливі для навколишнього середовища, мають згубний вплив на стан здоров'я, включаючи стан серцево-судинної системи. 

У оглядовій науковій статті, опублікованій в Nature Reviews Cardiology, вивчався вплив забруднення грунтів та води на серцево-судинну систему людини. 

Одне з головних завчань цієї наукової роботи - привернути увагу кардіологів, до фактору забруднення навколишнього середовища при лікуванні й оцінці ризику розвитку серцево-судинних захворювань.  

 Ключові тезиси статті:  

• Захворювання, що пов'язані з хімічним забрудненням ґрунтів, води та повітря, являються причиною приблизно 9 мільйонів передчасних смертей щорічно (16% усіх смертей у світі), причому половина цих смертей від захворювання серцево-судинної системи. 
• Деградація ґрунтів загрожує здоров'ю щонайменше 3,2 мільярдів людей (40% населення світу), а понад два мільярди людей (25% населення світу) живуть у країнах, які страждають від забруднення води.
• Причинам забруднення навколишнього середовища являється вирубка лісів, зміна клімату, пилові бурі, перенаселення й урбанізація.
• Забруднення тяжкими металам, пестицидами, мікро- та наночастинками призводить до розвитку хвороб серцево-судинної системи, в основі яких лежить окислювальний стрес, запалення та порушення циркадних ритмів. 

Один з учасників проекту зазначає: "Шкода від забруднення грунтів для здоров'я не така очевидна, як від забрудненого повітря. Але з'являється все більше доказів того, що забрудненість грунтів та води завдають шкоди серцево-судинної системи через ключові обмінні механізми. Вони відіграють ключову роль атеросклерозі, сприяючи запальним процесам у судинах, збільшують окислювальний стрес, а також порушують природній циркадний ритм організму, що призводить до судинної (ендотеліальної) дисфункції. І як результат - стрімкий прогрес атеросклеротичних змін".

Потенційна небезпека від піднятого пилу повітря теж зростає. Наприклад збільшується кількість пилу з Сахари й інших пустель. Близько 770 тисяч смертей щорічно через захворювання серцево-судинної системи спричинені пиловим забрудненням. Загальне потепління клімату тільки збільшить цю тенденцію.  

На думку авторів дослідження контроль й зменшення забруднення навколишнього середовища являється одним із пунктів зниження рівня серцево-судинних захворювань. Ключовими елементами стратегії може бути зміна практики ведення сільського господарства, покращення фільтрації води, дотримання правил чистоти повітря. 

Одне з таких зусиль - рішення Європейської комісії про створення умов для нульового забруднення навколишнього середовища до 2050 року. Це допоможе не лише оздоровити еко систему, але й зменшити тягар серцево-судинних захворювань.

По матеріалах healthcare-in-europe.com

Заміна кульшового суглоба. Революційна інновація.

Заміна кульшового суглоба стала рутинною хірургічною процедурою і вважається експертами найефективнішим методом відновлення функцій суглобів. Згідно зі статистикою, хірургічне втручання дає позитивний результат у 85%, при чому у більшості випадків пацієнт повертається до звичного способу життя.

На сьогодні щорічно проводиться понад 2 мільйонів операцій по тотальній заміні суглобів й кількість їх постійно зростає через збільшення тривалості життя.

При підготовці до операції  хірург визначає об'єм та доступ при операційному втручанні, позиціювання ендопротеза на основі огляду пацієнта, даних КТ й МРТ томографії, програмного 3D моделювання. 

На сьогодні не існує технологій, які б могли видавати дані по локалізації ендопротеза під час операції в режимі реального часу. Натомість хірурги збалансовують суглоб на основі досвіду, «відчуттів» та анатомічних орієнтирів.

При невдалому встановленні необхідне додаткове хірургічне втручання - ревізійне ендопротезування, хірургічна операція направлена на заміну або корекцію ендопротеза.

Експерти мають надію, що нова, перша у своєму роді, технологія, яка розроблена науковцями Кембриджського університету, зможе трансформувати майбутні хірургічні операції по заміні суглобів. 

Хірургічний допоміжний смарт прилад являти собою тонку вкладку, у яку вбудовану гнучкі датчики, що працюють на мікрофлюїдній технології. 

Датчики вимірюють сили, що проходять через суглоб, допомагаючи хірургу оцінити та збалансувати м’які тканини для точного позиціювання імплантату.  Після вимірювання хірург визначає ідеальне положення імплантату, видаляє вкладку з датчиками й завершує операцію.

Враховуючи демографічні показники, а також збільшення оперативних втручань у молодших пацієнтів, імплантати повинні витримувати більші навантаження та служити довше, щоб уникнути ревізійних операцій й додаткових операційних утручань.

У команди є прототип пристрою, який пройшов перевірку в лабораторії та випробуваннях. Національний інститут досліджень охорони здоров’я та догляду (NIHR) виділив 1,4 мільйона фунтів стерлінгів для просування роботи над проектом. Керівник групи відмітив, що гроші підуть дослідження, які допоможуть вивести технологію «з лабораторії в клініку».

По матеріалах healthcare-in-europe

Рак нирок. Можливості скринінгових програм.

Дослідження показують, що комбінація скринінгу раку легень й раку нирок у курців допоможе виявити недіагностовані форми злоякісних новоутворень. 

Раннє виявлення онкологічних захворювань дає більші шанси на одужання завдяки ефективному лікуванню – хірургічному втручанню, хіміотерапії тощо. Для цього створюються спеціальні скринінгові програми. В мамології регулярне проведення мамографії для виявлення раку молочних залоз тощо. 

Проте деякі форми злоякісних новоутворень зустрічаються відносно рідко й широкі скринінгові програми не окупають себе. До них відноситься і рак нирок. Це захворювання займає 9 місце серед чоловіків та 14 серед жінок по розповсюдженості й цілком виліковний на ранніх стадіях. При чому у 9 з 10 пацієнтів не спостерігається ніяких симптомів на початковому етапі.

У Великобританії нещодавно схвали скринінгову програму для курців, які входять у групу ризику рака легень. Програма включає в себе регулярне проведення комп'ютерної томографії (КТ легень).

Оскільки рак легень й нирок мають спільні фактори ризику, науковці Йоркширського центру боротьби з раком сумісно з Кембриджським університетом провели дослідження. Його основна ціль, дати відповідь на запитання - Чи доцільно проводити скринінг раку нирок разом з раком легень? Результати дослідження були опубліковані в European Urology.

Один з дослідників зазначає: «Рак нирок виліковний, коли виявлений на ранніх стадіях, але здебільшого це мовчазна хвороба, яку важко помітити. Також ми знаємо, що курці, які мають підвищений ризик раку легень, мають значний ризик розвитку раку нирок. Тому є сенс перевірити, чи можливо шукати два захворювання одночасно».

КТ черевної порожнини була запропоновано 4019 пацієнтам-курцям, тобто людям, що курили у певний період свого життя. Вік учасників дослідження складав від 55 до 80 років. Всі вони брали участь у профілактичних обстеженнях з приводу раку легень в період з травня 2021 по жовтень 2022 року.

93% пацієнтів (9 з 10) прийняли пропозицію додаткового обстеження. У переважній більшості (64%) не було виявлено жодної патології органів черевної порожнини. Результати обстеження 20% учасників потребувало детальнішого фахового обстеження знімків, але без додаткових обстежень. І лише 15% потребувало призначення додаткових процедур.

У кожного 20 учасника (5.3%) були виявлені серйозні захворювання на КТ знімку черевної порожнини – не лише рак нирок, але й рак інших органів черевної порожнини, аневризму черевної аорти, камені в нирках.

Науковець додав: «Ми використали наявне скринінгове дослідження для «підключення» додаткового тестування. Пацієнти оптимально підходили до проведення декількох скринінгових тестів, що допомогло нам виявити серйозну патологію у кожного двадцятого учасника, які мали реальну перспективу втрати життя чи значне зниження його якості»

Однією з проблем скринінгових програм являється "хибнопозитивний результат" тобто позитивний результат без наявності патології, який не потребує лікування, але часто тягне за собою вартісні та травматичні обстеження. 

У цьому обстежені у 25% випадків був зафіксований хибно позитивний результат. Але оскільки скринінг носив мульти дисциплінарний характер, що дозволило залучити вузьких спеціалістів, то лише у 8.5% випадків було призначено додаткові обстеження.

Керівник проєкту відмічає: "Оскільки рак нирки часто діагностують на пізніх стадіях, коли можливості медицини обмежені, то потрібно розглянути можливість додати КТ черевної порожнини до наявних профілактичних програм. Це дасть можливість врятувати тисячі життів".

По матеріалах healthcare-in-europe

Інноваційний медичний пластир - міцна фіксація, безболісне і легке видалення

Науковців Фрайбурзького університету, Німеччина, розробили новий термочутливий полімер, який можна використовувати в якості матеріалу для медичного пластиру. 

Новий пластир забезпечує надійну фіксацію, а при необхідності легко й безболісно видаляється не залишаючи слідів. Інноваційна розробка допоможе у покращені догляду за опіковими ранами, а також за пацієнтами з чутливою шкірою. 

Ідея подібного полімеру виникла в рамках проекту, основна ціль якого була розробка матеріалу для регенеративної медицини, що використовувати при 3D та 4D друкуванні. У цьому випадку матеріал повинен були не лише пластичний, але й змінюватися під дією зовнішніх факторів, у цьому випадку - температури.

Це і призвело до створення полімеру, який пристосовується до рани при нормальній температурі тіла, але легко й безболісно видаляється при охолодженні. На сьогодні існують багато різновидів медичних пластирів, але біологічно сумісних полімерів з функцією "з’єднання/роз’єднання"практично не використовується. 

Полімер чутливий до температури. При температурі тіла полімерні ланцюги зливаються й покриття твердіє на рані. Але якщо охолодити полімер нижче нуля градусів протягом 30 секунд, то полімерні з'єднання кристалізуються й пластир можна безболісно зняти без будь-якого сліду.

В основі нової розробки лежить властивість полівінілацетату в комбінації з ефірами жирних кислот створюють співполімери, які "липнуть" при температурі тіла й "відлипають" при охолодженні.

Полімер наноситься на краї пластира вручну або за допомогою 3D друку. Як тільки пластир притискається до тіла, полімер реагує з темпом тіла й міцно фіксується, як звичайний пластир.

Вже розроблений функціонуючий прототип, який протестований в лабораторії. А також проведено невелике клінічне дослідження, яке показало ефективність нового медичного пластиру. Зараз науковці пропонуємо компаніям, які спеціалізуються на виробництві матеріалів по догляду за ранами, розробку для тестування. 

Відгуки медичних працівників також позитивні, особливо від тих, хто працює в опіковій медицині й пластичній хірургії.

По матеріалах medica-tradefair.com

 

Навігаційна система для підвищення точності люмбальної пункції.

Люмбальна або спинномозкова пункція -  рутинна малоінвазивна процедура, яка полягає у введені в спинномозковий канал голки та забору ліквору, рідини, що оточує спинний й головний мозок.

Її призначають для діагностики широкого ряду серйозних неврологічних захворювань, таких як менінгіт й енцефаліт, а також при проведенні анестезії (спінальна анестезія) чи хіміотерапії. У більшості випадків лікарі проводять процедуру у "сліпу". Вони покладаються тактильне відчуття зазору між двома хребцями й в цей проміжок вводять голку.

У літніх пацієнтів, а також у пацієнтів з надмірною вагою, процедура може ускладнюватися. При надмірній вазі анатомічні орієнтири неможливо знайти, а у старшому віці труднощів додають дегенеративні зміни у хребті.

Невдалі спроби пункції викликають стійкий больовий синдром, кровотечу, забруднення ліквору, що може призвести до неправильного діагнозу, а надалі може виникнути міжхребцева грижа.

Для розв'язання цієї проблеми науковці Інституту Джона Гопкінса  в співпраці з компанією Clear Guide Medical інноваційну систему навігації, яка відображає хід голки під час проведення люмбальних пункцій.

На сьогодні існують схожі технології в діагностичному ультразвуку. У провідних виробників УЗД апаратів подібні технології мають назву Fusion. Тобто "злиття" (fusion, англ. - злиття) декількох режимів візуалізації на одному приладі, і переваги одного методу доповнюють та компенсують недоліки іншого.  

При технології ультразвукової навігації візуалізується обрана анатомічна ділянка в режимі реального часу. Водночас на екрані монітора УЗД сканера відображається результати МРТ чи КТ дослідження того самого регіону з прив'язкою до певного маркера.  

На сьогодні методи ультразвукової навігації широко застосовується у різних клінічних галузях при малоінвазивних втручаннях, де потрібно чітко локалізувати анатомічну ділянку й провести детальну візуалізацію ходу голки.

Наприклад в урології при забору гістологічних зразків при підозрі на новоутворенні передміхурової залози чи проведенні курсу брахітерапії.

Розроблена навігаційна система складається з портативного ультразвукового датчика, що кріпиться біля хребта, комп'ютера, програмного забезпечення з візуалізації опорно-рухового апарата та прилад віртуальної реальності, яка накладає рух голки на анатомічну ділянку.

Система успішно пройшла попередні випробування на фантомі. Показник успіху при першому введенні голки становив 89%.

По матеріалах  medimaging.net

КТ відкриває секрети старовинного музичного інструменту

Комп'ютерна томографія - один з найпоширеніших діагностичних радіологічних методів, що використовується практично у всіх клінічних галузях.

Об'ємне пошарове зображення формується на основі даних отриманих тонким рентгенівським  променем. Джерело опромінення обертається навколо пацієнта, а з протилежного боку розташований детектор, який вловлює змінений промінь.

Крім медицини, комп'ютерна томографія застосовується в археології, антропології, дозволяючи створювати цифрові копії, вивчати внутрішню структуру об'єкта тощо.

Нещодавно була відкрита нова сфера застосування КТ технологій. На цей раз вчені досліджували особливості внутрішньої будови музичного інструмента, а саме 175 річного контрабаса. Дослідження проводилось в медичному центрі університету Пенсільванії, США.

Струнний музичний інструмент був створений у 19 столітті вже майже зі зниклого британського ясеня. Це дерево широко використовувалося у Вікторіанську та Едвардіанську епохи для виготовлення меблів.

Один з учасників проєкту відмічає, що основна ціль дослідження отримати максимум інформації про деревину - її щільність, структуру та інші характеристики. Це буде корисним для реставрації, відновлення, та навіть допоможе створювати нові інструменти, що за своїм звучанням не будуть гірші за своїх попередників.

При фінальному скануванні було виявлено чіткі зрізи річних кілець на деревині, що допоможе визначити його вік й коли воно було зрублене. Також знімки будуть надіслані спеціалістам з дендрохронології, науковцям які вивчаю річні кільця дерев. Учасники проєкту мають надію, що вони додадуть ще щось до наявної інформації.

Сам інструмент належить Філадельфійського оркестру й застрахований на суму 200 000 доларів.

Більш розгорнутий репортаж на ресурсі - whyy.org

По матеріалам AuntMinnieEurope.com

Рання діагностика серцево-судинних захворювань на основі штучного інтелекту

 

Група науковців з технологічного університету Граца розробили новий метод ранньої діагностики серцево-судинних захворювань на доклінічній стадії.

Програмне забезпечення з алгоритмами штучного інтелекту проводить аналіз електричного поля, й на основі отриманих даних проводиться діагностика й передбачення подальшого розвитку патології. Використання цієї технології дозволить підвищити точність діагностики й зменшити кількість інтервенційних процедур.

Серцево-судинні захворювання являються найпоширенішою причиною смертні у всьому світі. Патологія часто діагностується в гострій стадії, коли необхідно проводити негайне лікування.

 

В рамках проекту «Механізми, моделювання й симуляція аортальних захворювань» була розроблена нова технологія «Артеріоскоп» для діагностики серцево-судинних захворювань на ранніх стадіях. Вона ґрунтується на аналізі зміні електричного поля серця й судинної системи.

 

Один з розробників пояснює: «Ключовий принцип – будь-яке захворювання змінює функціонування всього механізму серцево-судинної системи, що, своєю чергою, веде до певних зміни зовнішнього електричного поля. Це перш за все стосується таких хвороб, як атеросклероз, розшарування аорти, аневризми, вади серцевих клапанів тощо».

 

Технологія базується на аналізі електричних, оптичних й біоінмендансних сигналів, які реєструються при ЕКГ чи смарт-годинниками з функціями ЕКГ, вимірювання тиску тощо. Отримані дані аналізуються програмним забезпеченням з алгоритмами штучного інтелекту, котрі виявляють зміни, що можуть бути симптомами серцево-судинних захворювань.

Для створення симуляційної моделі використовувалися реальні клінічні дані й показники серцево-судинної системи. По отриманим даним визначається ступінь жорсткості аорти, ранній симптом внутрішньої оболонки аорти. Точність діагностики склала понад 90%. Потім створюється електронний близнюк, що повністю моделює стан аорти, а далі - передбачується перебіг захворювання. 

   

Успіх дослідження пояснюється тісною співпрацею між фізиками й інженерами-електриками. Комбінація цих дисциплін дозволило виявити чіткий взаємозв’язок між механічним зміна в серцево-судинні системі та змінами в електричному полі.

Нова розробка дозволить розширити можливості терапевтичного лікування захворювань судин й серця, завдяки ранній діагностиці, та відстрочити чи навіть заміти інвазивні операції.

Науковці продовжують працювати над підвищенням точності симуляціної моделі й можливості використання технології «Артеріоскоп» в клінічній практиці.

 

По матеріалам medica-tradefair

Інноваційні технології медичного моніторингу в режимі реального часу.

 

Завдяки використанню інноваційних сенсорів моніторинг пацієнтів фундаментально покращився. Постійне й точне вимірювання життєвоважливих показників забезпечує ретельне спостереження й дозволяє виявляти проблеми зі здоров’ям на ранніх стадіях.

Крім того різноманіття форм сенсорів і рішень не лише підвищує ефективність надання медичної допомоги, але й покращують якість життя пацієнтів. Наступні приклади показують, як нові розробки можуть поліпшити медичний моніторинг в різних клінічних галузях.

Самозарядний МРТ сенсор для покращення якості візуалізації.

Американське хімічне товариство представило самозарядний сенсор, який спеціально розроблений для оптимізації МРТ обстежень. Трибоелектричний наногенератор виробляє електроенергію через тертя між полімерами, якої достатньо для живлення сенсора. Так конструкція дуже важлива, оскільки дає можливість уникнути використання металічних елементів, котрі несумісні з МРТ томографією.

Сенсор зменшує необхідність утручань лікаря-радіолога під час обстеження, та покращує якість візуалізації завдяки пониженню рівня артефактів від рухів під час обстеження.

Він збільшує контрастність в режимі реального часу, дозволяє чіткіше відображати структури біологічних тканин. Це дає можливість краще ідентифікувати пухлини й запальні процеси в обраних ділянках.

Сенсор для вимірювання кисню

Ще одне рішення для медичного моніторингу представив Інститут фізичних вимірювань Фраунгофера. Сенсор вимірює рівень кисню у повітрі, що видихає пацієнт. Зазвичай, концентрація рівня кисню у крові вимірюється пульсоксиметром. Розроблений кисневий сенсор може інтегруватися в кисневу маску чи інтубаційну трубку.

Датчик використовує оптичний метод вимірювання з використанням флуоресцентної речовини. Кисень послаблює світіння, надаючи точні показники рівня кисню в режимі реального часу. Це надає медичним працівникам швидко й ефективно реагувати на зміну стану пацієнта.

 

Підошовний сенсор для діабетиків.

 

Німецька компанія Thorsis розробила сенсор-підошву спеціально для діабетиків. Температурні смартдатчики вимірюють й реєструють підвищення температури на різних ділянках стопи. Локальне підвищення температури означає початок запального процесу й виступає маркером подальшого розвитку серйозних ускладнень.

Розробник зазначає: "Якщо ми зможемо уникнути двох третин ускладнень, то це вже буде успіх. Лише в одній Німеччині відбувається 35 000 ампутацій стопи через діабет й сенсорні розлади. В комбінації з технологіями телемедицини, підошовний сенсор спростить спостереження за цією групою пацієнтів та зменшить ризик ампутації".

Ультразвуковий сенсор з програмним забезпеченням на основі ШІ.

Портативний ультразвуковий датчик належить до принципово нової генерації ультразвукових сенсорів, так званих CMUT (Ємнісні мікрооброблені ультразвукові трансдюсери). 

Ці датчики мають відносну невисоку ціну, мають мініатюрні розміри й високу чутливість. Систему датчиків планують використовувати для виявлення тромбозу глибоких вен на ранніх стадіях та тривалого моніторингу.

 

Цей невеликий перелік показує, як нові технології постійно розширюють можливості різнопланових датчиків у моніторингу здоров’я та ключових показників.

Все ці розробки поступово переводять всю медицину на якісно новий рівень - підвищуючи ефективність лікування й діагностики, виробляючи індивідуальний підхід до кожного пацієнта, покращуючи якість життя.

По матеріалах medica-tradefair.com

Можливості радіоміки в діагностиці раку щитоподібної залози.

 

Рак щитоподібної залози займає від 1 до 3% у загальній структурі онкологічної патології, водночас - це одна з найпоширеніших пухлин ендокринної системи. При чому рівень захворювання постійно зростає через забрудненість навколишнього середовища й неправильний спосіб життя.

 

При ранній й точній діагностиці (рак 1-2 ступеня) й своєчасному лікуванні, показники виживання у 5-ти річний період складають близько 100%. Однак у майже половині випадків діагноз встановлюється на більш пізніх стадіях, тому залишається актуальною проблема своєчасної діагностики, як самої пухлини так і залучення прилеглих лімфатичних вузлів.

 

Діагноз ставиться на основі анамнезу, фізикального обстеження, УЗД щитоподібної залози й позитивного гістологічного зразка. І хоча ультразвукове обстеження являється найпоширенішим методом, він має свої обмеження.

 

Сучасні інноваційні технології, зокрема радіоміка, можуть кардинально змінити ситуацію в цій галузі, забезпечуючи точну діагностику вже при першому обстежені.

 

У науковій статі, опублікованій на онлайн ресурсі Academic Radiology, проводиться аналіз клінічних досліджень з використання радіоміки, її переваги й недоліки, перспективи застосування.

 

УЗД щитоподібної залози й радіоміка

 

Ультразвук широко використовується для діагностики раку щитоподібної залози завдяки візуалізації в режимі реального часу, доступності, відсутності іонізаційного навантаження.

 

Однак його чутливість, особливо при виявленні злоякісного процесу в лімфатичних вузлах у центральній ділянці шиї, є недостатньою, що призводить до додаткових травматичних обстежень - тонкоголкової аспіраційної біопсії тощо.

 

Ситуацію може виправити радіоміка, одним із напрямів діагностичної візуалізації, що поєднує в собі радіологію, математичне моделювання та програмне забезпечення з алгоритмами штучного інтелекту. Основним поняттям радіоміки являються біомаркери зображень, що вираховуються на основі аналізу текстури цифрових зображень.

 

Тобто радіоміка перетворює стандартні медичні зображення у багатовимірні дані, вирізняючи деталі, які недоступні для людського ока - текстуру й форму тканин тощо. Ці дані можна аналізувати за допомогою штучного інтелекту для трактування клінічних результатів.

 

Інтеграція технологій радіоміки з ультразвуковим обстеженням допоможе краще діагностувати рак щитоподібної залози й передбачити ймовірність ураження лімфатичних вузлів, зменшуючи потребу в інвазивних процедурах і покращуючи передопераційне планування. Однак аналіз клінічних даних показує, щоб ця технологія стала стандартним інструментом діагностики, потрібно розв'язати ряд проблем.
 

Радіоміка. Обмеження в застосуванні.

 

Однією з головних перепон для провадження радіоміки в клінічну практику являється відсутність стандартів в ультразвукових протоколах. Різні ультразвукові апарат, налаштування, протоколи видають зображення різної якості, що значно впливає на побудову коректних моделей. Крім того, регіон інтересу (ROI) на ультразвуковому зображенні часто обирається лікарем-сонологом, породжуючи велику варіативність.

 

Ще одна проблема полягає в складності самих радіомічних моделей. Технологія генерує багато інформації, яка може не мати клінічної цінності. Це може привести до того, що статистична модель буде працювати в лабораторних умовах, але при широкому клінічному застосуванні буде здавати збої.

Висновок

Інтеграція радіоміки з діагностичним ультразвуком має великі перспективи для підвищення точності виявлення раку щитоподібної залози та метастазів у лімфатичних вузлах, пропонуючи неінвазивну альтернативу традиційним методам діагностики. Однак технологія все ще перебуває на початковій стадії і має значні проблеми.

Але з огляду на триваючі дослідження та технологічний прогрес, радіоміка ймовірно скоро стане рутинним інструментом діагностики раку щитоподібної залози, покращуючи результати лікування і зменшуючи потребу в інвазивних процедурах.

По матеріалах healthmanagement.org

NanoEcho - точна діагностика раку прямої кишки

 

Магнітномоторна ультразвукова система NanoEcho дозволяє точно діагностувати поширення ракової пухлини на навколишні лімфатичні вузли, що дає можливість виробити індивідуальний терапевтичний план й зменшити рівень надмірного лікування пацієнтів з раком прямої кишки.

Рак прямої кишки займає 3 місце серед онкологічних колоректальних захворювань та 2 місце після раку молочних залоз у жінок й рак передміхурової залози у чоловіків. Щороку по всьому світу фіксується 600 тисяч нових випадків злоякісних новоутворень прямої кишки. І ці цифри будуть зростати через старіння населення й поширення малорухливого способу життя.

Раннє виявлення та точна діагностика патології являється ключовим фактором у лікуванні й збереженні якості життя. Особливо важливим при раку прямої кишки виявити поширеність злоякісного процесу на прилеглі лімфатичні вузли.

Для гарантованого видалення всіх злоякісних тканин, у більшості пацієнтів з раком прямої кишки на ранній стадії, проводять об'ємне хірургічне втручання з встановленням постійної стоми.

Але дослідження показують, що подібна операція необхідна лише в одному випадку з 10, оскільки рак не розповсюдився на прилеглі лімфатичні вузли й малоінвазивного втручання було б достатньо. На сьогодні не існує єдиного методу для реєстрації поширення раку прямої кишки.

Прилад NanoEcho розроблений для зменшення рівня надмірного хірургічного втручання, завдяки розрізненню здорової й патологічної тканини. Препарат з наночастинки на основі оксиду заліза вводять біля пухлини в якості контрастного агента. Оксид заліза гарно всмоктуються в лімфатичну систему, і по його поширенню можна відрізнити здорові й патологічні тканини. 

Потім ультразвуковий датчик з інтегрованим ротаційним магнітом вводиться у пряму кишку. Під дією магнітного поля наночастинки починають рухатися. За допомогою ультразвуку проводиться візуалізація руху в режимі реального часу. За кількістю накопичення наночасточок проводиться диференціальна діагностика.

Краща діагностика для пацієнта означає більш індивідуальний підхід в лікуванні, більшу ефективність й менший рівень побічних ефектів. Особливо це важливо для пацієнтів з раком прямої кишки 1-2 стадії. Цю групу легко виявити при профілактичних скринінгових програмах.

Прилад NanoEcho спеціально розроблений для зростаючих потреб сучасної медицини в точній діагностиці раку прямої кишки та його розповсюдження на лімфатичну систему.

Пацієнтам з цим онкологічним захворюванням поставлять правильний діагноз, проведуть оптимальне індивідуальне лікування, яке зекономить ресурси, зменшить фінансові витрати, підвищать якість життя пацієнтів.

Система NanoEcho складається зі спеціалізованого програмного забезпечення, ультразвукового сканера з датчиком, в який інтегрований магніт, та ін'єкційний розчин з наночастинками.

 Також розробники вважають, що застосування інноваційного приладу може не обмежитись діагностикою раку прямої кишки, технологія має великий потенціал в діагностиці раку простати, атеросклеротичних блішок тощо.

Система знаходить на стадії клінічного випробування, вихід на комерційний ринок планується у 2026 році.

По матеріалам: healthcare-in-europe.com 

Сайт виробника: nanoecho.se

Віртуальний аватар пацієнта від Philips

 

В європейських медичних закладах тестується новий спосіб спостереження за життєвоважливими показниками пацієнта -  віртуальний аватар. Він відображає основні дані у спрощений спосіб, за допомогою кольорів, форм та анімації.

У сучасних моніторах пацієнта (приліжковий монітор пацієнта, мультипараметричний монітор), що використовується в операційних, палатах інтенсивної терапії тощо, в середньому відображається 12 параметрів в графічному і цифровому варіантах. Лікар не може відразу сприйняти всю інформацію, що викликає затримку в прийняті правильного рішення.

Віртуальний аватар пацієнта (Virtual Patient Avatar) перетворює потік життєвоважливої інформації в набір візуальних образів, що дозволяє швидше виявити можливі проблеми й правильно прийняти рішення.

Подібне рішення використовують в авіації, де висновки складних розрахунків представляються у графічній формі. Це допомагає пілотам швидше орієнтуватися й прийняти правильне рішення.

 По матеріалам medica-tradefair.com

УЗД пацієнтів з ожирінням. Переваги матричних датчиків

 

УЗД органів черевної порожнини являється головним діагностичним інструментом, який рекомендують використовувати при встановленні попереднього діагнозу. 

Порівняно з іншими методами візуалізації, такі як комп'ютерна томографія (КТ) та магнітно-резонансна томографія (МРТ), ультразвукове обстеження відносно дешеве, доступне, без іонізаційного навантаження, і його можна проводити в необмеженій кількості.

До недоліків цього метода відносять велику залежність від професіоналізму лікаря-сонолога, обмеженість в обстеженні деяких органів тощо. Також точність цього метода ставиться під сумнів при обстеженні пацієнтів з ожирінням через погіршення якості візуалізації.

У клінічному досліджені, що було проведено в медичному центрі Лейпцизького університету при підтримці Інституту дослідження метаболізму, ожиріння та судин імені Гельмгольца, вивчалася проблема  низької якості візуалізація при УЗД печінки й нирок у пацієнтів з надлишковою вагою й можливість покращення ситуації за допомогою сучасних технологій, зокрема монокристалічних матричних УЗД датчиків.

Результати дослідження були опубліковані в журналі Scientific Reports.

Ультразвукові матричні датчики мають покращені характеристики в передачі, приймання й обробці сигналу, що забезпечує більше проникнення в біологічні тканини, дозволяючи проводити діагностику з більшою точністю у пацієнтів, що входять у групу ризику. Ефективність матричних датчиків при обстежені пацієнтів з надлишковою вагою науково ще не було доведено.

Поточне наукове дослідження показує, що використання монокристалічний датчиків збільшує якість візуалізації й вірогідність обстеження.

У дослідженні брали участь 40 пацієнтів, що проходили УЗД обстеження органів черевної порожнини 3 різним датчиками: стандартним датчиком та 2 монокристалічними матричними датчиками. Печінку й праву нирку обстежували пацієнтам з різним ступенем ожиріння, а якість ультразвукової візуалізації вимірювали в балах.

Керівник проекту відмічає: "Отримані дані вказують, що медичні центри, що спеціалізуються на лікування пацієнтів з ожирінням, повинні оснащуватися ультразвуковими апаратами з матричними датчиками. Також слід зауважити, що не дивлячись на те, матричні датчики покращують візуалізації у цих пацієнтів, її якість далека від подібних обстежень у пацієнтів з нормальною вагою".

"Тому ожиріння залишається проблемою не лише як причина вторинних захворювань, включаючи метаболічні захворювання печінки, а й обмеження у виборі діагностичних методів".

 У наступному дослідженні планується дослідити ефективність матричних датчиків при використанні спеціалізованих технологій - вимірювання жорсткості тканин печінки (елестографія) й жирового переродження.

По матеріалах онлайн ресурсу healthcare-in-europe.com