计算机模拟技术的突破可能会减少髋关节、膝关节或脊柱植入手术患者的并发症和更好的手术结果。
欧洲的外科医生每年要做90万例髋关节、膝关节和脊柱植入手术。植入手术是医学科学中最显著的进步之一。这样的行动使数以百万计的欧洲人恢复了更大的流动性,并极大地改善了生活质量。
种植手术也是医疗实践中成功率最高的手术之一,其结果可靠、可预测,并发症极少。但这并非没有复杂性。
“大约10%的手术有并发症,通常需要新的植入物或进一步的手术,”Ing医生解释说。Ruben Lafuente是西班牙IT咨询公司adaptivesl的技术经理,也是OrthoSim项目的协调人。“这意味着增加痛苦和不便,消耗人力资源,当然也很昂贵。”
接下来是欧盟资助的OrthoSim项目。研究人员称,原本是为了开发一种骨科手术规划工具,OrthoSim开发了一个平台,可以显著降低术后并发症的风险,同时也为测试新的植入设备提供了一种手段。在不久的将来,该平台将为一种新的外科训练工具提供基础。
模拟的接口
OrthoSim平台是一个使用计算机软件创建解剖和植入模拟的系统。模拟模型是基于两个领先的欧洲生物力学研究中心的工作。
Lafuente解释说:“我们的腰椎区域模型是巴黎国家高等艺术学院生物技术实验室20多年研究的结果。”“它得到了西班牙Biomecánica瓦伦西亚研究所提供的腰椎植入模型的加强和补充。”
这些模型被结合起来,为人工植入物和活体组织之间的界面提供了可靠的模拟,为外科医生提供了重要的术前信息。
Lafuente说:“有了这项服务,外科医生或植入物工程师可以有效地召集任何矫形外科领域最优秀人员的专业知识,生物力学模拟可以为患者护理提供新的见解。”
更好的是,该工具可以用于研究新的植入设备的适用性,并有助于在早期阶段查明设计中的任何问题。
拉富特指出:“植入体设计者有机会在最初测试他们的新设计,而不需要真正的植入体。”“这将意味着在早期阶段更好的植入体设计,削减成本和研究时间,并在早期改善结果。”
解决集成问题
这些模型被链接在一起,并托管在一个在线服务中。将各种模型和算法集成到一个统一的平台上是计算机科学中一个难以解决的难题。
拉富特说:“我们必须非常努力地让协议正确,我们也花了很多时间开发用户界面。”“我们想让这项服务使用起来尽可能简单。”
OrthoSim项目于去年3月结束,研究团队成功地结合了项目的各个元素。从那时起,合作伙伴就一直在进一步开发服务,并正在寻求资金支持。
拉富特说:“最初我们有一个腰椎植入模型,但在过去的几个月里,我们几乎完成了一个验证过的髋关节植入模型。”“我们相信,一旦我们完成了完善的膝关节植入模型,我们将有一套非常强大的工具提供给外科医生。”
但是拉富特警告说,为健康市场开发新产品本身就是一项非常艰巨的任务。
他说:“质量保证和验证问题在卫生保健导向产品中非常重要,将需要更多的工作。”
工作还在继续。一个名为OrthoTraining的后续项目正在进一步发展OrthoSim工具集。在未来两年内,OrthoTraining的研究人员计划基于OrthoSim的工作开发一种外科训练工具。
拉富特说:“这将加强对学生的培训,这将意味着新合格的外科医生将得到更好的培训和增强的技能。”“这将改善欧洲公民的医疗服务和生活质量。”
OrthoSim由欧盟的eTEN项目资助,用于市场验证和实施。
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