मेडिकल सुई मॉडल जूनियर सर्जनों के लिए वर्चुअल ट्रेनिंग प्लेटफॉर्म में सुधार करता है

के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित एक गणितीय मॉडल यूनिवर्सिटी ऑफ ब्रिस्टल सर्जिकल सिमुलेशन में चिकित्सा सुई-उपयोग की सटीकता में सुधार हो सकता है। नया मॉडल, जो वास्तविक जीवन सुई वितरण के लिए "जितना संभव हो उतना समान" प्रभाव पैदा करता है, इसमें जूनियर सर्जनों के लिए प्रशिक्षण में सुधार करने की क्षमता है।

त्वचा के माध्यम से रखी गई सुइयों के माध्यम से दी जाने वाली न्यूनतम इनवेसिव सर्जिकल प्रक्रियाओं को चिकित्सा अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए नियोजित किया जाता है - जिसमें ऊतक बायोप्सी, एपिड्यूरल एनेस्थेसिया, ब्रैकीथेरेपी, न्यूरोसर्जरी और गहरी मस्तिष्क उत्तेजना शामिल हैं। हालाँकि, इन प्रक्रियाओं की सफलता सुई के सटीक स्थान पर अत्यधिक निर्भर है। गलत सम्मिलन से गंभीर जटिलताएँ पैदा होने की संभावना होती है, जैसे बायोप्सी में गलत नकारात्मक, उदाहरण के लिए, या उच्छेदन प्रक्रियाओं में स्वस्थ ऊतकों का आकस्मिक विनाश।

इन चुनौतीपूर्ण ऑपरेशनों में महारत हासिल करने में मदद के लिए, जूनियर सर्जनों को सर्जिकल सिमुलेटर का उपयोग करके प्रशिक्षित किया जा सकता है जो दृश्य और हैप्टिक फीडबैक प्रदान करते हैं। प्रथम लेखक और मैकेनिकल इंजीनियर बताते हैं, "सर्जिकल सिमुलेशन आधुनिक चिकित्सा पद्धतियों का एक अभिन्न अंग है।" अथानासिओस मार्टसोपोलोस का ब्रिस्टल रोबोटिक्स प्रयोगशाला. "यह न केवल सर्जनों को प्रशिक्षित करने के लिए एक सुरक्षित वातावरण प्रदान करता है, बल्कि योजना बनाने, शोध करने और सर्जिकल हस्तक्षेपों को बेहतर ढंग से समझने के लिए एक रूपरेखा भी प्रदान करता है।"

हालाँकि, ऐसे सिमुलेशन की कुंजी नरम ऊतकों और लचीली चिकित्सा सुइयों का सटीक मॉडलिंग है, साथ ही उनके बीच परस्पर क्रिया बल भी हैं। अपने अध्ययन में, मार्टसोपोलोस और उनके सहयोगियों ने सातत्य यांत्रिकी की तकनीकों का उपयोग करके लचीली चिकित्सा सुइयों के नए मॉडल विकसित किए - सामग्री के विरूपण और बलों के परिवर्तन का अध्ययन, जो कि अलग-अलग कणों की एक श्रृंखला के रूप में नहीं बल्कि एक निरंतर के रूप में तैयार किए गए हैं द्रव्यमान।

शोधकर्ताओं की रिपोर्ट है कि इस दृष्टिकोण ने उन्हें प्रोस्टेट बायोप्सी और ब्रैकीथेरेपी के लिए मॉडल सुइयां विकसित करने में सक्षम बनाया जो उनके पिछले समकक्षों की तुलना में अत्यधिक सटीक और अधिक कम्प्यूटेशनल रूप से कुशल हैं। टीम बताती है कि बाद की गुणवत्ता मॉडलिंग में अनावश्यक कदमों को कम करके हासिल की गई थी।

मार्टसोपोलोस कहते हैं, "तरीकों की कम्प्यूटेशनल दक्षता, उनकी सटीकता के साथ मिलकर, जूनियर सर्जनों के प्रशिक्षण के उद्देश्य से सर्जिकल सिमुलेशन वातावरण में उनके एकीकरण की अनुमति देती है।" "प्रस्तावित एल्गोरिदम ऐसे सिमुलेशन समाधानों के साथ एकीकरण के लिए आसानी से उपलब्ध हैं और उनका उद्देश्य उनकी दृश्य और हैप्टिक निष्ठा को बढ़ाना है।"

अपने प्रारंभिक अध्ययन के पूरा होने के साथ, शोधकर्ता अब चिकित्सा सुइयों के अपने नए मॉडल को मानव ऊतक के कम्प्यूटेशनल रूप से कुशल और सटीक मॉडल के साथ जोड़ना चाह रहे हैं। उन्होंने समझाया, यह उन्हें "पूरी तरह से चित्रित" सर्जिकल सिमुलेशन में आभासी सर्जिकल उपकरणों की गतिशीलता को मॉडल करने की अनुमति देगा।

बायोप्सी सुई मस्तिष्क की सर्जरी को सुरक्षित बनाती है

वे आगे कहते हैं, "हमारे काम के भविष्य के विस्तार से ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट की मदद से प्रस्तावित मॉडल के कार्यान्वयन की भी अनुमति मिलेगी, जिसका लक्ष्य मॉडल की कम्प्यूटेशनल दक्षता में और सुधार करना है।"

टीम का कहना है कि भविष्य के सर्जनों को प्रशिक्षित करने में मदद करने के साथ-साथ, मॉडल में सर्जिकल हस्तक्षेप की पूर्व-ऑपरेटिव योजना में सुधार करने और सर्जिकल रोबोट के विकास में मदद करने की भी क्षमता है।

अध्ययन में वर्णित है डायनामिकल सिस्टम की गणितीय और कंप्यूटर मॉडलिंग.

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/medical-needle-model-improves-virtual-training-platforms-for-junior-surgeons/