Роботизированная копия позвоночника для планирования хирургического вмешательства

Ученые из Атлантического университета Флориды (США) с помощью 3D-принтера разработали копию части позвоночника человека, основанную на данных компьютерной томографии пациента. Конструкция, созданная специально для пациента, может быть закреплена и сочленена с помощью роботизированной платформы, а мягкий магнитный датчик позволяет исследователям измерять нагрузку на межпозвоночные диски при принятии позвоночником различных поз. Модель также позволяет ученым установить имплантат искусственного диска и измерить, как это влияет на движения и межпозвоночные нагрузки в позвоночнике. Эта технология может существенно помочь спинальным хирургам в планировании оперативных вмешательств.  

Информация о новой разработке была опубликована в журнале Sensors.

В настоящее время, принимая решение о рекомендации имплантации межпозвоночного диска, хирурги часто имеют очень ограниченную информацию, которой они могут руководствоваться при выборе. Эта информация обычно включает данные визуализации, которые могут не давать полной картины, и в настоящее время у хирургов нет реального способа точно оценить биомеханические эффекты рассматриваемого ими имплантата. Это может привести к печальным последствиям в виде поломки имплантата и повторных операций для исправления проблемы.

Новая технология позволяет хирургу создать копию позвоночника с учетом особенностей пациента на основе данных компьютерной томографии, а затем проверить, как движется и сочленяется структура позвоночника с установленным имплантатом искусственного диска. Роботизированная рука работает над сочленением копии, а мягкий магнитный датчик в сочетании с алгоритмами машинного обучения предоставляет данные о межпозвоночных нагрузках.

На данный момент роботизированная копия продемонстрировала потенциал в оценке пяти различных поз позвоночника (среднее разгибание, разгибание, центральное, среднее сгибание и сгибание), генерируя данные, которые могут выявить потенциальные проблемы с тем или иным имплантатом.

Новая система может помочь в определении того, какое устройство лучше всего подходит для операции или даже для сращения. После операции репликатор позвоночника также может помочь оценить, достаточно ли подвижности на прооперированном уровне, и, возможно, определить, нужно ли изменить программу реабилитации, чтобы предотвратить кальцификацию и последующую потерю предполагаемой подвижности.