Цифрове моделювання в лікуванні травм колінного суглоба

Вчені Фраунгоферського інституту цифрової медицини MEVIS (Німеччина) отримали наукову премію в галузі ортопедії за розробку цифрової симуляційної моделі колінного суглоба. 

Цифрова модель допоможе в розробці індивідуального плану лікування травм хрестоподібної зв'язки коліна та запобігати довгостроковим проблемам, таких як остеоартрит.

Травми коліна являється найпоширенішою травмою нижніх кінцівок. Стабілізація колінного суглоба та контроль руху коліна вперед і назад відбувається за рахунок системи хрестоподібних зв'язок. Особливо важливу роль відіграє передня хрестоподібна зв'язка. Відновлення цієї зв'язки після травми є складним, оскільки позиціювання та натяг зв’язки значно впливають на рухливість коліна.

До тепер лікування та хірургічні операції проводилися на основі статистичних радіологічних знімків, хоча більшість скарг виникають при русі. В рамках проекту PLANK  (планування та навігація для індивідуального лікування травм хрестоподібної зв'язки) науковці розробили метод, який дозволяє точніше планувати лікування за допомогою динамічного моделювання.

Цифрова симуляція дозволяє лікарям визначити оптимальну фіксацію хрестоподібної зв’язки. Один з учасників проекту зазначає: "Завдяки нашій системі, операції на колінному суглобі можуть стати індивідуальними для кожного пацієнта. А це дозволить підвищить ефективність лікування, а у довгостроковій перспективі уникнути вторинних проблем, таких як пошкодження хряща"

 Цифрова симуляція базується на 3D-моделі колінного суглоба. Для створення моделі використовуються статистичні МРТ знімки колінного суглоба. На їх основі проводять сегментацію анатомічних структур з проектуванням тиску та напруги. Симуляція дозволяє лікарям повністю зосередитися на уражених структурах й проаналізувати рух, напругу та розподіл тиску.

Ефективність цифрової симуляції була підтверджена в експерименті за участю 11 здорових добровольців. МРТ обстеження колінного суглоба проводились під різним навантаженням. Моделювання показало похибку у 2 мм та 1 градус порівняно з контрольним положенням тіла. 

Експерти вважать, що симуляційна модель може використовуватися не лише при лікуванні хрестоподібної зв'язки коліна, але й при постановці імплантатів, лікування переломів тощо.

По матеріалах medica-tradefair.com

ARTHUR. Автоматизована ультразвукова система для ревматології.

Повністю автоматизована ультразвукова сканувальна система в комбінації з програмним забезпеченням зі штучним інтелектом (ШІ) довела свою ефективність у виявлені ступені запального процесу у суглобах кисті у пацієнтів з ревматоїдним артритом.

Система розроблена данською компанією ROPCA та включає в себе ультразвуковий сканер, роботизований модуль ARTHUR (рухома роботизована консоль з системою позиціювання кисті) та програмний модуль DIANA. Система сканує 11 суглобів на кисті, аналізує отримані дані й діагностує активність процесу.

Класифікація ступня ревматоїдного артриту проводиться згідно стандартам Європейського альянсу ревматологічних асоціацій (EULAR). Система пройшла отримала всі дозвільні документи й зараз успішно використовується в 6 європейських ревматологічних клініках.

На сьогодні у стаціонарних УЗД сканерів високого класу, які оснащені ультразвуковими високочастотними датчиками від 20 МГц та спеціалізованими технологіями, дозволяють отримувати чіткі й контрастні зображення дрібних суглобів та реєструвати процеси запалення.

Але залежність від класу ультразвукового апарату, його комплектації, професійності сонолога знижує ефективність та діагностичну точність. Тому створення спеціалізованих автоматизованих систем являється одним з рішення розв’язанням цієї проблеми.

Схожа ситуація склалась в мамології, що призвело до появи на ринку спеціалізованих автоматизованих УЗД систем (ABUS), які використовують для скринінгу молочних залоз з приводу злоякісних новоутворень.   

Представник компанії розробника зазначає: «Автоматична система може допомогти ревматологам у ранньому виявлені та моніторингу захворювань суглобів запального характеру. Система може встановлюватися у віддалених населених пунктах з відсутністю спеціалізованою медичною допомогою та діагностувати патологію за допомогою телемедициною».

«Слід зауважити, що рівень захворюваності суглобів постійно зростає, а кваліфікованих спеціалістів не вистачає. Тому нам, вже сьогодні, потрібні помічники - надійні інструменти скринінгу. Він зможе негайно дати відповідь, чи у пацієнта з болем в руках ревматоїдний артрит чи остеоартрит, в не чекати декілька місяців для встановлення попереднього діагнозу».

Більшість експертів позитивно сприйняли нову розробку. Провідний ревматолог Вашингтонського університету, США, говорить: «Значною перевагою буде те, що перед візитом до ревматолога пацієнт зможе пройти УЗД обстеження на ARTHUR зі звітом DIANA, а також здати аналіз крові на ревмопроби. Це збереже час для встановлення діагнозу й полегшить моніторинг захворювання».

По матеріалах Medscape