Model medicinske igle izboljšuje virtualne platforme za usposabljanje mlajših kirurgov

Matematični model, ki so ga razvili raziskovalci na Univerza v Bristolu lahko izboljša natančnost uporabe medicinske igle v kirurških simulacijah. Novi model, ki ustvarja učinek, za katerega pravijo, da je "čimbolj podoben" dajanju igle v resničnem življenju, lahko izboljša usposabljanje mlajših kirurgov.

Minimalno invazivni kirurški posegi, ki se izvajajo z iglami, vstavljenimi skozi kožo, se uporabljajo za širok spekter medicinskih aplikacij – vključno z biopsijo tkiv, epiduralno anestezijo, brahiterapijo, nevrokirurgijo in globoko možgansko stimulacijo. Uspeh teh postopkov pa je močno odvisen od natančne namestitve igle. Nenatančna vstavitev lahko povzroči resne zaplete, kot so na primer lažno negativni rezultati biopsije ali nenamerno uničenje zdravega tkiva pri postopkih ablacije.

Za pomoč pri obvladovanju teh zahtevnih operacij se lahko mladi kirurgi usposobijo z uporabo kirurških simulatorjev, ki zagotavljajo vizualne in haptične povratne informacije. "Kirurška simulacija je sestavni del sodobne medicinske prakse," pojasnjuje prvi avtor in strojni inženir Athanasios Martsopoulos od Bristolski laboratorij za robotiko. "Nudi varno okolje za urjenje kirurgov, pa tudi okvir za načrtovanje, raziskovanje in boljše razumevanje kirurških posegov."

Ključno pri takšnih simulacijah pa je natančno modeliranje mehkih tkiv in upogljivih medicinskih igel ter interakcijskih sil med njimi. Martsopoulos in njegovi sodelavci so v svoji študiji razvili nove modele upogljivih medicinskih igel z uporabo tehnik iz mehanike kontinuuma – študije deformacije in transformacije sil skozi materiale, ki niso modelirani kot niz diskretnih delcev, temveč kot neprekinjeni masa.

Raziskovalci poročajo, da jim je pristop omogočil razvoj modelnih igel za biopsijo prostate in brahiterapijo, ki so zelo natančne in računalniško bolj učinkovite od svojih prejšnjih primerkov. Slednja kakovost je bila dosežena, pojasnjuje ekipa, z zmanjšanjem vnosa nepotrebnih korakov v modeliranje.

"Računalniška učinkovitost metod v kombinaciji z njihovo natančnostjo omogoča njihovo integracijo v kirurška simulacijska okolja, namenjena usposabljanju mlajših kirurgov," pravi Martsopoulos. "Predlagani algoritmi so na voljo za integracijo s takšnimi simulacijskimi rešitvami in želijo povečati njihovo vizualno in haptično zvestobo."

Ko je njihova začetna študija končana, si raziskovalci zdaj prizadevajo združiti svoje nove modele medicinskih igel z računalniško učinkovitimi in natančnimi modeli človeškega tkiva. To jim bo, kot so pojasnili, omogočilo modeliranje dinamike virtualnih kirurških instrumentov v "popolnoma opremljeni" kirurški simulaciji.

Biopsijska igla naredi operacijo možganov varnejšo

"Prihodnje razširitve našega dela bodo omogočile tudi implementacijo predlaganega modela s pomočjo grafične procesne enote, s ciljem nadaljnjega izboljšanja računalniške učinkovitosti modela," dodajajo.

Poleg pomoči pri usposabljanju kirurgov prihodnosti, ugotavlja skupina, ima model tudi potencial za izboljšanje predoperativnega načrtovanja kirurških posegov in pomoč pri razvoju kirurških robotov.

Študija je opisana v Matematično in računalniško modeliranje dinamičnih sistemov.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/medical-needle-model-improves-virtual-training-platforms-for-junior-surgeons/