Устройство, разработанное группой врачей и инженеров из Университета VinUni, похоже на телескоп, который помогает добиться точных результатов при замене коленного сустава, при этом его стоимость составляет всего 1/10 от стоимости аналогичных продуктов в мире.
Доктор Фам Чунг Хьеу и его коллеги из группы VinUni 3D Lab, Центра исследований 3D-технологий в медицине, Университета VinUni, успешно разработали персонализированное хирургическое навигационное устройство (PSI), которое может сориентировать положение при операции по замене сустава с точностью до 98%. Исследование только что завоевало вторую премию на конкурсе Science Initiative 2023, организованном VnExpress .
Устройство помогает хирургам делать разрезы костей во время операции в соответствии с запрограммированным планом, помогая повысить точность установки искусственного сустава для оптимизации эффективности и безопасности операции для пациентов. Во Вьетнаме никогда не проводилось исследований по применению ИСИ при эндопротезировании суставов.
Фам Трунг Хьеу, участник BSCK II, был удостоен второй премии за разработку хирургического направляющего устройства для замены коленного сустава. Фото: Джанг Хуэй
Доктор Хиеу отметил, что при проведении операций по лечению и восстановлению поврежденных костно-суставных структур необходима поддержка высокоточных навигационных средств, поскольку костно-суставная система представляет собой сложную динамическую систему равновесия в трехмерном пространстве. Неправильная установка искусственного сустава может привести к изменению оси движения тела, что повлияет на подвижность в послеоперационный период, а также вызвать длительную боль или сократить срок службы искусственного сустава в организме.
Искусственные суставы и сопутствующие навигационные средства в настоящее время импортируются и проектируются с учетом особенностей европейского и американского организма. Несоответствие между структурой вьетнамской кости и этими инструментами также может повлиять на точность размещения имплантатов, снижая эффективность лечения и даже приводя к осложнениям, если хирург не имеет достаточного опыта.
Использование других систем позиционирования, таких как роботизированные или навигационные, часто слишком сложно, увеличивает время операции и требует чрезвычайно высоких инвестиционных затрат, что не совсем подходит для условий большинства населения Вьетнама.
«Команда разработала идею персонализированного хирургического направляющего устройства, напечатанного с использованием биосовместимых 3D-материалов, которое может безопасно контактировать с тканями пациента, достигая точности и безопасности по сравнению с имеющимися в настоящее время устройствами при более низкой стоимости производства», - сказал доктор Хиеу.
Персонализированное хирургическое направляющее устройство при операции по полной замене коленного сустава. Фото: Центр 3D-технологий в медицине, университет VinUni
Команде потребовалось больше года, чтобы рассчитать оптимальные конструкции, провести тестовую печать и поэкспериментировать с сотнями моделей продукции, прежде чем создать окончательный продукт PSI. Эти конструкции изготавливаются на основе данных о структуре костей и суставов, полученных с помощью КТ или МРТ, и формуются с учетом правильного положения костей каждого пациента.
Благодаря этому устройству хирургу нужно лишь четко обозначить область, которую предстоит оперировать, и использовать около 2–3 небольших 3D-печатных устройств для точного определения положения каждого среза кости. Раньше хирургам приходилось использовать более 30 механических инструментов, чтобы провести опосредованную сложную локацию через другие ориентиры на конечности.
Кроме того, в этом исследовании группа также использовала технологию 3D-печати для создания моделей коленных суставов пациента. Печатные анатомические модели помогают хирургам, использующим хирургические направляющие устройства, проводить формальное предоперационное моделирование, а также помогают обучать молодых врачей, начинающих изучать эндопротезирование суставов.
Таким образом, в каждом случае врачи проводят операцию дважды. Перед операцией мы выполним операцию на анатомической модели в сочетании с направляющим устройством, а затем проведем настоящую операцию на пациенте с использованием разработанного режущего лотка PSI.
Весь процесс от получения информации до изготовления готовой формы для вырубки занимает в среднем всего 3 дня (максимум 2 дня) при стоимости всего в 1/10 по сравнению с аналогичными продуктами в мире.
Команда успешно выполнила около 50 операций по полной замене коленного сустава, а также 40 операций по замене тазобедренного сустава и сотни других операций по замене суставов и выравниванию костей с использованием технологии 3D-печати для создания персонализированных хирургических направляющих устройств в системе здравоохранения Vinmec. Эта технология также применяется для создания носовых слепков для детей с расщелиной неба, анатомических моделей, помогающих персонализировать интервенционные стенты для сложных сердечно-сосудистых случаев, или 3D-титановых заплат для дефектов костей черепа...
Группа врачей и инженеров из Центра исследований 3D-технологий в медицине Университета VinUni. Фото: NVCC
Профессор, доктор Чан Трунг Дунг, директор Центра ортопедии и спортивной медицины Vinmec Healthcare System, в беседе с VnExpress отметил, что персонализированное лечение в медицине является мировой тенденцией, в рамках которой разработка хирургических навигаторов будет способствовать оптимизации эффективности хирургических вмешательств. Раньше опытный хирург мог достичь желаемой максимальной точности хирургического вмешательства около 90%, но с помощью хирургических направляющих устройств точность может приближаться к 98%. «Технология навигации подобна «скопу», который может помочь повысить точность и играет важную роль в повышении успешности хирургических операций», — сказал профессор Дунг.
Решение команды доктора Хьеу и VinUni 3D Lab было высоко оценено профессором Дунгом, поскольку новая технология позволяет создать «чертеж» с параметрами, подходящими под естественные анатомические особенности пациента с точностью для каждого человека, тем самым сокращая время операции. «Технология 3D-печати для создания персонализированных форм для резки также имеет значение стандартизации, помогая создавать продукты, которые можно будет запустить в массовое производство, соответствующие особенностям вьетнамского народа в ближайшем будущем», - сказал он.
Он добавил, что изготовление хирургических направляющих устройств в отделениях по всему миру в настоящее время занимает около 3–6 недель и стоит около 3000 долларов США. Однако благодаря новой технологии 3D-печати время сократилось всего до 2 дней, а стоимость составила всего несколько миллионов донгов. Профессор Дунг надеется, что на следующем этапе VinUni 3D Lab стандартизирует свою продукцию во многих других хирургических приложениях, чтобы помочь врачам повысить эффективность хирургических операций, и в то же время надеется помочь большему количеству отечественных пациентов воспользоваться преимуществами передовой науки и технологий в мире.
Поделившись своей радостью после церемонии награждения, доктор Хиеу сказал, что это была игровая площадка для команды, где можно было обмениваться опытом и учиться друг у друга, знакомить участников с продукцией, и в то же время судьи с высокой профессиональной квалификацией давали свои мнения, чтобы помочь улучшить продукт еще больше. «Я надеюсь, что продукт найдет множество пользователей, особенно пациентов, которым предстоит перенести операцию по замене суставов и ортопедические травмы, которые получат улучшенный продукт по более приемлемой цене», — сказал он.
На второй год своего существования конкурс научных инициатив VnExpress 2023 надеется создать игровую площадку для тех, кто любит науку и технологии; Предназначено для профессиональных и непрофессиональных ученых в возрасте до 40 лет для поиска инициатив, решений и связей, способствующих ускорению внедрения научных и технологических достижений.
Нху Куинх
Ссылка на источник
Комментарий (0)