Revoluție în sala de operație: proteze inteligente de șold pentru o vindecare mai bună!

Revoluție în sala de operație: proteze inteligente de șold pentru o vindecare mai bună!

Integrarea inteligenței artificiale (IA) în medicină devine din ce în ce mai importantă, în special în îmbunătățirea endoprotezelor de șold. Tare Universitatea din Rostock Aproximativ 274.000 de implanturi de endoproteză de șold au avut loc în Germania în 2023. Aceste intervenții chirurgicale îmbunătățesc semnificativ calitatea vieții pacienților, dar există riscul ca implanturile să se slăbească, necesitând revizuiri.

Obiectivul cercetării este Centrul de Cercetare Colaborativă (SFB) 1270 „ImplaNtatE Eletric Active – ELAINE” de la Universitatea din Rostock. Aici, cercetători din diverse discipline precum fizica, biologia, știința materialelor, inginerie electrică și medicină lucrează împreună pentru a îmbunătăți stabilitatea endoprotezelor de șold. prof. dr.-ing. Sascha Spors și echipa sa folosesc inteligența artificială pentru a examina slăbirea timpurie a implanturilor. Pentru a măsura vibrațiile care indică o posibilă slăbire, în interiorul protezei este instalată un talon.

Provocarea tehnică

Pentru a învăța AI care vibrație este normală și care indică slăbire necesită aproximativ 100.000 de seturi de date. Provocarea este de a reprezenta ceea ce „suna diferit” într-un algoritm. Planul inițial era folosirea unui senzor de accelerație extern, dar din cauza interferenței cauzate de fluctuațiile greutății corporale, cercetătorii adoptă acum abordarea integrării senzorilor direct în endoproteză.

Un alt aspect inovator al proiectului este utilizarea tomografiei cu impedanță electrică pentru a afișa grafic modificările impedanței electrice în țesuturi. Această metodă poate oferi informații despre starea implantului și a țesuturilor înconjurătoare. SFB ELAINE, care a fost fondată în 2017 și se află în prezent la a doua perioadă de finanțare, a reunit peste 80 de oameni de știință care lucrează la implanturi active electric pentru regenerarea țesutului osos și cartilajului.

Inovații în tehnologia implanturilor

SFB este, de asemenea, dedicat stimulării profunde a creierului pentru tratamentul Parkinsonului și distoniei, precum și dezvoltării de implanturi autosuficiente și active electric. Tare Asistența medicală în Europa Este necesar ca modelele implanturilor să fie modificate pentru a încorpora piezoceramica fără a compromite stabilitatea mecanică. Această dezvoltare ar putea îmbunătăți semnificativ calitatea vieții pacienților de toate vârstele.

Cercetătorii echipei Rostock folosesc, de asemenea, tehnologia de recoltare a energiei pentru a genera energie electrică în proteza de șold. Această energie ar putea acționa ca un senzor pentru a monitoriza calitatea osului și posibila slăbire a implantului. Un sistem de diagnosticare planificat ar trebui să înregistreze nivelul de activitate al pacientului; o activitate mai mare duce la mai multă tensiune electrică, ceea ce poate oferi informații suplimentare asupra exercițiilor de reabilitare și a încărcării implantului.

Daniel Klüß, unul dintre experții proiectului, a evidențiat riscurile unor puncte de rupere predeterminate în implanturile de șold. El plănuiește să folosească energia electrică în mod special pentru a stimula creșterea osoasă, în special pentru pacienții care au suferit deja operații multiple la șold. Finanțarea SFB de la Fundația Germană pentru Cercetare (DFG) se ridică la aproximativ 24,1 milioane de euro, iar cea de-a treia perioadă de finanțare este programată să înceapă în 2026.

Colaborarea interdisciplinară și utilizarea tehnologiei de ultimă generație arată că cercetarea articulațiilor inteligente ale șoldului se află pe o cale promițătoare și ar putea revoluționa tratamentele viitoare.