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