Modelul de ac medical îmbunătățește platformele virtuale de antrenament pentru chirurgii juniori

Un model matematic dezvoltat de cercetătorii de la Universitatea din Bristol poate îmbunătăți acuratețea utilizării acului medical în simulările chirurgicale. Noul model, care produce un efect despre care se spune că este „cât mai asemănător” cu livrarea acului în viața reală, are potențialul de a îmbunătăți pregătirea chirurgilor juniori.

Procedurile chirurgicale minim invazive aplicate prin ace introduse prin piele sunt utilizate pentru o gamă largă de aplicații medicale - inclusiv biopsie tisulară, anestezie epidurală, brahiterapie, neurochirurgie și stimulare profundă a creierului. Succesul acestor proceduri, însă, depinde în mare măsură de plasarea precisă a acului. Inserarea imprecisă are potențialul de a provoca complicații grave, cum ar fi fals negative la o biopsie, de exemplu, sau distrugerea accidentală a țesutului sănătos în procedurile de ablație.

Pentru a ajuta la stăpânirea acestor operații provocatoare, chirurgii juniori pot fi instruiți folosind simulatoare chirurgicale care oferă feedback vizual și haptic. „Simularea chirurgicală constituie o parte integrantă a practicilor medicale moderne”, explică primul autor și inginer mecanic. Athanasios Martsopoulos a Laboratorul de Robotică din Bristol. „Oferă un mediu sigur pentru care chirurgii să se antreneze, dar și un cadru pentru planificarea, cercetarea și o mai bună înțelegere a intervențiilor chirurgicale.”

Cheia pentru astfel de simulări este însă modelarea precisă a țesuturilor moi și a acelor medicale flexibile, precum și a forțelor de interacțiune dintre acestea. În studiul lor, Martsopoulos și colegii săi au dezvoltat noi modele de ace medicale flexibile folosind tehnici din mecanica continuu-ului - studiul deformării și al transformării forțelor prin materiale care sunt modelate nu ca o serie de particule discrete, ci ca un continuu. masa.

Cercetătorii raportează că abordarea le-a permis să dezvolte modele de ace pentru biopsia de prostată și brahiterapie, care sunt atât extrem de precise, cât și mai eficiente din punct de vedere computațional decât omologii lor anteriori. Această din urmă calitate a fost atinsă, explică echipa, prin reducerea introducerii de pași inutile în modelare.

„Eficiența computațională a metodelor, combinată cu acuratețea lor, permite integrarea lor în medii de simulare chirurgicală care vizează formarea chirurgilor juniori”, spune Martsopoulos. „Algoritmii propuși sunt ușor disponibili pentru integrarea cu astfel de soluții de simulare și urmăresc să-și îmbunătățească fidelitatea vizuală și haptică.”

Odată cu finalizarea studiului lor inițial, cercetătorii caută acum să combine noile lor modele de ace medicale cu modele eficiente și precise din punct de vedere computațional de țesut uman. Acest lucru, au explicat ei, le va permite să modeleze dinamica instrumentelor chirurgicale virtuale într-o simulare chirurgicală „completă”.

Acul de biopsie face operația pe creier mai sigură

„Extensiunile viitoare ale lucrării noastre vor permite, de asemenea, implementarea modelului propus cu ajutorul unității de procesare grafică, având ca scop îmbunătățirea în continuare a eficienței de calcul a modelului”, adaugă ei.

Pe lângă faptul că ajută la instruirea chirurgilor viitorului, observă echipa, modelul are și potențialul de a îmbunătăți planificarea preoperatorie a intervențiilor chirurgicale și de a ajuta la dezvoltarea roboților chirurgicali.

Studiul este descris în Modelarea matematică și computerizată a sistemelor dinamice.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/medical-needle-model-improves-virtual-training-platforms-for-junior-surgeons/