Медицинская карта
Плохой врач лечит болезнь, хороший - причину болезни.
  • гепатит
  • Недели беременности

    Беременность по неделям

  • Сколько живут с диагнозом рак
  • Как рыбий жир может уменьшить воспаление

Трехмерный робот-близнец позвоночника и датчик предлагают новый способ предварительного просмотра хирургических вмешательств

2022-02-17 15:37:16

Дегенеративное заболевание диска поражает около 40 процентов людей в возрасте 40 лет, увеличиваясь примерно до 80 процентов среди людей в возрасте 80 лет и старше. Заболевание, представляющее собой повреждение одного или нескольких межпозвонковых дисков позвоночника, часто лечится хирургическим путем с помощью имплантатов шейных дисков.


Чтобы определить, является ли пациент кандидатом на имплантацию шейного диска, хирурги должны полагаться в первую очередь на результаты диагностических исследований без какого-либо ввода биомеханических данных для оптимизации типа протеза. Иногда это может привести к осложнениям и отторжению имплантата.


Для решения этих проблем Эрик Энгеберг из Атлантического университета Флориды, доктор философии, старший автор исследования, и исследователи из Колледжа инженерии и компьютерных наук в сотрудничестве с Фрэнком Врионисом, доктором медицины, старшим автором исследования и директором Институт неврологии Маркуса, входящий в состав Baptist Health, создал новую роботизированную копию человеческого позвоночника, чтобы хирурги могли предварительно оценить результаты хирургических вмешательств до операции.


Исследователи разработали 3D-печатную копию позвоночника, модифицированную для включения искусственного дискового имплантата и оснащенную массивом магнитно-мягких датчиков. Центр Института неврологии Маркуса находится в кампусе региональной больницы Бока-Ратон, а вспомогательные помещения - в больнице Бетесда в Бойнтон-Бич и Дирфилд-Бич.


Модель роботизированного позвоночника для конкретного пациента была основана на компьютерной томографии позвоночника человека. Модифицированный искусственный диск был «имплантирован» в копию шейного отдела позвоночника, а мягкий магнит был встроен в копию позвонка. Роботизированная рука сгибала и разгибала копию шейного отдела позвоночника, в то время как межпозвонковые нагрузки контролировались с помощью массива мягких магнитных датчиков для классификации положения позвоночника с помощью четырех различных алгоритмов машинного обучения. Алгоритмы классифицировали амплитуду и места приложения внешних нагрузок. Затем исследователи сравнили возможности алгоритмов для классификации пяти различных положений роботизированной копии человеческого позвоночника (центральное, среднее сгибание, сгибание, среднее разгибание и разгибание).


Результаты исследования, опубликованные в журнале Sensors , показали, что система магнитно-мягких датчиков обладает высокой способностью классифицировать пять различных положений позвоночника со 100-процентной точностью, что может быть предиктором различных проблем с позвоночником, с которыми сталкиваются люди. опыт. Эти результаты показывают, что интеграция массива магнитомягких датчиков в искусственный диск, «имплантированный», роботизированная копия позвоночника, может генерировать физиологически значимые данные перед инвазивными операциями, которые можно использовать до операции для оценки пригодности конкретного вмешательства для конкретных пациентов.


«Метод гибких магнитных датчиков — это новый метод создания мягких и растяжимых магнитов путем смешивания силикона с магнитным порошком», — сказал Энгеберг, профессор кафедры океанологии и машиностроения Колледжа инженерии и компьютерных наук, член Центра исследований FAU. Сложные системы и науки о мозге в Научном колледже Чарльза Э. Шмидта и член Института мозга Стайлза-Николсона FAU. «Эти датчики недороги, высокочувствительны и легко интегрируются в роботизированные системы, поскольку с мягкой средой можно манипулировать разными формами и размерами».

Оставьте комментарии и отзывы!

Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.

(обязательно)