Revolución en el quirófano: ¡Prótesis de cadera inteligentes para una mejor curación!

Revolución en el quirófano: ¡Prótesis de cadera inteligentes para una mejor curación!

La integración de la inteligencia artificial (IA) en la medicina es cada vez más importante, especialmente en la mejora de las endoprótesis de cadera. Alto Universidad de Rostock En 2023 se realizaron en Alemania alrededor de 274.000 implantes de endoprótesis de cadera. Estas cirugías mejoran significativamente la calidad de vida de los pacientes, pero existe el riesgo de que los implantes se aflojen y requieran revisiones.

El foco de la investigación es el Centro de Investigación Colaborativa (SFB) 1270 “Electrically Active ImplaNtatE – ELAINE” de la Universidad de Rostock. Aquí investigadores de diversas disciplinas, como la física, la biología, la ciencia de los materiales, la ingeniería eléctrica y la medicina, trabajan juntos para mejorar la estabilidad de las endoprótesis de cadera. Prof. Dr.-Ing. Sascha Spors y su equipo utilizan la IA para examinar el aflojamiento temprano de los implantes. Para medir las vibraciones que indican un posible aflojamiento, se instala una cuenta en el interior de la prótesis.

El desafío técnico

Para enseñar a la IA qué vibración es normal y cuál indica un aflojamiento se necesitan alrededor de 100.000 conjuntos de datos. El desafío es representar lo que “suena diferente” en un algoritmo. El plan original era utilizar un sensor de aceleración externo, pero debido a las interferencias causadas por las fluctuaciones del peso corporal, los investigadores ahora están optando por integrar sensores directamente en la endoprótesis.

Otro aspecto innovador del proyecto es el uso de la tomografía de impedancia eléctrica para mostrar gráficamente los cambios en la impedancia eléctrica en los tejidos. Este método puede proporcionar información sobre el estado del implante y los tejidos circundantes. El SFB ELAINE, fundado en 2017 y que actualmente se encuentra en su segundo período de financiación, ha reunido a más de 80 científicos que trabajan en implantes eléctricamente activos para la regeneración del tejido óseo y cartilaginoso.

Innovaciones en tecnología de implantes

La SFB también se dedica a la estimulación cerebral profunda para el tratamiento del Parkinson y la distonía, así como al desarrollo de implantes autosuficientes y eléctricamente activos. Alto Atención sanitaria en Europa Es necesario modificar los diseños de los implantes para incorporar piezocerámicas sin comprometer la estabilidad mecánica. Este desarrollo podría mejorar significativamente la calidad de vida de pacientes de todas las edades.

Los investigadores del equipo de Rostock también utilizan tecnología de recolección de energía para generar energía eléctrica en la prótesis de cadera. Esta energía podría actuar como un sensor para controlar la calidad del hueso y el posible aflojamiento del implante. Un sistema de diagnóstico planificado debe registrar el nivel de actividad del paciente; Una mayor actividad genera más voltaje eléctrico, lo que puede proporcionar información adicional sobre los ejercicios de rehabilitación y la carga del implante.

Daniel Klüß, uno de los expertos del proyecto, destacó los riesgos de los puntos de rotura predeterminados en los implantes de cadera. Planea utilizar energía eléctrica específicamente para estimular el crecimiento óseo, especialmente en pacientes que ya han tenido múltiples cirugías de cadera. La financiación del SFB por parte de la Fundación Alemana de Investigación (DFG) asciende a unos 24,1 millones de euros y el tercer período de financiación está previsto que comience en 2026.

La colaboración interdisciplinaria y el uso de tecnología de punta muestran que la investigación sobre articulaciones inteligentes de la cadera va por un camino prometedor y podría revolucionar los tratamientos futuros.