Az orvosi tűmodell javítja a fiatal sebészek virtuális képzési platformjait

A kutatók által kifejlesztett matematikai modell Bristoli Egyetem javíthatja az orvosi tűhasználat pontosságát sebészeti szimulációkban. Az új modell, amely „a lehető leghasonlóbb” hatást produkálja a valós tűszúráshoz, javíthatja a fiatal sebészek képzését.

A minimálisan invazív sebészeti beavatkozásokat, amelyeket a bőrön keresztül elhelyezett tűkkel hajtanak végre, számos orvosi alkalmazásban alkalmazzák, beleértve a szövetbiopsziát, az epidurális érzéstelenítést, a brachyterápiát, az idegsebészetet és a mély agyi stimulációt. Ezeknek az eljárásoknak a sikere azonban nagymértékben függ a tű pontos behelyezésétől. A pontatlan behelyezés súlyos szövődményeket okozhat, például hamis negatív eredményt a biopsziában, vagy az egészséges szövetek véletlen megsemmisülését az ablációs eljárások során.

E kihívást jelentő műveletek elsajátítása érdekében a fiatal sebészek képzettek olyan sebészeti szimulátorok segítségével, amelyek vizuális és tapintható visszajelzést adnak. „A sebészeti szimuláció a modern orvosi gyakorlat szerves részét képezi” – magyarázza az első szerző és gépészmérnök Athanasios Martsopoulos az Bristol Robotics Laboratory. "Biztonságos környezetet kínál a sebészek számára a képzéshez, de keretet is kínál a sebészeti beavatkozások tervezéséhez, kutatásához és jobb megértéséhez."

Az ilyen szimulációk kulcsa azonban a lágy szövetek és a rugalmas orvosi tűk pontos modellezése, valamint a köztük lévő kölcsönhatási erők. Tanulmányukban Martsopoulos és munkatársai a kontinuummechanika technikái segítségével új modelleket dolgoztak ki a rugalmas orvosi tűkről – olyan anyagok deformációjának és erők átalakulásának tanulmányozásával, amelyeket nem diszkrét részecskék sorozataként, hanem folytonos részecskékként modelleztek. tömeg.

A kutatók arról számoltak be, hogy a megközelítés lehetővé tette számukra, hogy olyan modelltűket fejlesszenek ki a prosztata biopsziához és a brachyterápiához, amelyek nagyon pontosak és számításilag hatékonyabbak, mint korábbi társaik. Ez utóbbi minőséget a modellezés felesleges lépéseinek visszaszorításával érték el – magyarázza a csapat.

„A módszerek számítási hatékonysága, pontosságukkal kombinálva lehetővé teszi, hogy integrálhatók legyenek a fiatal sebészek képzését célzó sebészeti szimulációs környezetekbe” – mondja Martsopoulos. "A javasolt algoritmusok könnyen elérhetőek az ilyen szimulációs megoldásokkal való integrációhoz, és célja a vizuális és tapintási hűségük javítása."

A kezdeti vizsgálat befejeztével a kutatók most arra törekednek, hogy az új orvosi tűmodelleket kombinálják az emberi szövetek számításilag hatékony és pontos modelljeivel. Ez lehetővé teszi számukra a virtuális sebészeti műszerek dinamikájának modellezését egy „teljes funkcionalitású” sebészeti szimulációban.

A biopsziás tű biztonságosabbá teszi az agyműtétet

„Munkánk jövőbeni kiterjesztései lehetővé teszik a javasolt modell megvalósítását is a grafikus feldolgozó egység segítségével, a modell számítási hatékonyságának további javítását célozva” – teszik hozzá.

A csapat megjegyzi, hogy a modell amellett, hogy segíti a jövő sebészeinek képzését, javítja a sebészeti beavatkozások preoperatív tervezését és segíti a sebészeti robotok fejlesztését.

A tanulmány leírása a Dinamikus rendszerek matematikai és számítógépes modellezése.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/medical-needle-model-improves-virtual-training-platforms-for-junior-surgeons/