Revolução na sala de cirurgia: Próteses de quadril inteligentes para melhor cicatrização!

Revolução na sala de cirurgia: Próteses de quadril inteligentes para melhor cicatrização!

A integração da inteligência artificial (IA) na medicina está a tornar-se cada vez mais importante, especialmente na melhoria das endopróteses da anca. Alto Universidade de Rostock Cerca de 274.000 implantes de endopróteses de quadril ocorreram na Alemanha em 2023. Essas cirurgias melhoram significativamente a qualidade de vida dos pacientes, mas existe o risco de os implantes se soltarem, exigindo revisões.

O foco da pesquisa é o Collaborative Research Center (SFB) 1270 “Eletricically Active ImplaNtatE – ELAINE” da Universidade de Rostock. Aqui, pesquisadores de diversas disciplinas como física, biologia, ciência dos materiais, engenharia elétrica e medicina trabalham juntos para melhorar a estabilidade das endopróteses de quadril. Prof. Dr.-Ing. Sascha Spors e sua equipe usam IA para examinar o afrouxamento precoce dos implantes. Para medir vibrações que indicam possíveis afrouxamentos, um cordão é instalado no interior da prótese.

O desafio técnico

Para ensinar à IA qual vibração é normal e qual indica afrouxamento são necessários cerca de 100.000 conjuntos de dados. O desafio é representar o que “soa diferente” em um algoritmo. O plano original era usar um sensor de aceleração externo, mas devido à interferência causada pelas oscilações do peso corporal, os pesquisadores agora optam por integrar sensores diretamente na endoprótese.

Outro aspecto inovador do projeto é o uso da tomografia de impedância elétrica para exibir graficamente as alterações na impedância elétrica dos tecidos. Este método pode fornecer informações sobre a condição do implante e dos tecidos circundantes. O SFB ELAINE, fundado em 2017 e atualmente no segundo período de financiamento, reuniu mais de 80 cientistas que trabalham em implantes eletricamente ativos para a regeneração de tecido ósseo e cartilaginoso.

Inovações em tecnologia de implantes

O SFB também se dedica à estimulação cerebral profunda para o tratamento do Parkinson e da distonia, bem como ao desenvolvimento de implantes autossuficientes e eletricamente ativos. Alto Saúde na Europa É necessário que os desenhos dos implantes sejam modificados para incorporar cerâmica piezoelétrica sem comprometer a estabilidade mecânica. Este desenvolvimento pode melhorar significativamente a qualidade de vida de pacientes de todas as idades.

Os pesquisadores da equipe de Rostock também utilizam tecnologia de coleta de energia para gerar energia elétrica na prótese de quadril. Essa energia poderia atuar como um sensor para monitorar a qualidade óssea e possível afrouxamento do implante. Um sistema de diagnóstico planejado deve registrar o nível de atividade do paciente; maior atividade leva a mais voltagem elétrica, o que pode fornecer informações adicionais sobre exercícios de reabilitação e carga do implante.

Daniel Klüß, um dos especialistas do projeto, destacou os riscos de pontos de ruptura pré-determinados em implantes de quadril. Ele planeja usar energia elétrica especificamente para estimular o crescimento ósseo, especialmente para pacientes que já passaram por múltiplas cirurgias de quadril. O financiamento do SFB da Fundação Alemã de Investigação (DFG) ascende a cerca de 24,1 milhões de euros, e o terceiro período de financiamento está previsto para começar em 2026.

A colaboração interdisciplinar e a utilização de tecnologia de ponta mostram que a investigação sobre articulações inteligentes da anca está num caminho promissor e poderá revolucionar tratamentos futuros.