211service.com
Lepsze niż gapienie się: czujniki pomagają w operacjach wymiany stawów
Liczba operacji wymiany stawu kolanowego i biodrowego rośnie wraz z rosnącą populacją osób w wieku 60 lat i starszych. Czujniki ADI ulepszają urządzenia, które pomagają w nawigacji chirurgicznej za mniej niż tradycyjne wspomagane komputerowo systemy chirurgiczne i dokładniej niż metody ręczne. 18 stycznia 2017
we współpracy z NAZWA
Wraz ze wzrostem liczby osób w wieku 60 lat i starszych rośnie potrzeba operacji wymiany stawów. Według Amerykańskich Centrów Kontroli Chorób co roku w samych Stanach Zjednoczonych przeprowadza się około miliona operacji wymiany stawu kolanowego i biodrowego.
Ponieważ ludzie żyją dłużej, związane z wiekiem pogorszenie stanu ich stawów często wymaga interwencji medycznej. Badania pokazują, że oczekuje się, że liczba takich operacji, już w fazie wzrostu, będzie drastycznie wzrastać: Oczekuje się, że liczba endoprotez stawu biodrowego wzrośnie [prawie trzykrotnie] w ciągu 20 lat od 2005 do 2025 roku, wraz z liczbą endoprotez stawu kolanowego wzrost o ponad 650 procent w tym samym okresie, zgodnie z badaniem przedstawionym na ostatnim dorocznym spotkaniu Amerykańskiej Akademii Chirurgów Ortopedycznych.
Konkluzja: Wykładniczo wzrosła również potrzeba wykonywania operacji zastępczych, które są dokładne, wydajne i opłacalne. Aby sprostać temu zapotrzebowaniu, OrthAlign, Inc., firma zajmująca się technologią medyczną, opracowała jednorazowe urządzenie wielkości dłoni wyposażone w czujniki firmy Analog Devices, Inc. (ADI). Chirurdzy mogą korzystać z urządzenia, aby pomóc im poruszać się podczas operacji oraz szybciej i dokładniej ustawiać stawy biodrowe i kolanowe w tych coraz częstszych, ale wciąż trudnych operacjach.
Urządzenia OrthAlign dostarczają zespołom chirurgicznym dane w czasie rzeczywistym i informacje zwrotne na temat pozycjonowania i ponownego wyrównania stawów, bez potrzeby poświęcania przez zespoły dodatkowego czasu lub dodatkowego wysiłku. Pomagają poprawić precyzję chirurgiczną przy jednoczesnym obniżeniu kosztów, co przekłada się na znaczne korzyści zarówno dla szybko rosnącej populacji pacjentów wymagających wymiany stawu biodrowego lub kolanowego, jak i całego systemu opieki zdrowotnej.
Pomysł polegał na opracowaniu czegoś, co utrzyma dokładność nawigacji [chirurgicznej], ale będzie szybkie, proste i łatwe w użyciu, mówi chirurg ortopeda David J. Mayman, który wykorzystuje tę technologię w swojej pracy w nowojorskim Szpital Chirurgii Specjalnej.
Poprawa wyników chirurgicznych
Zazwyczaj takie wymiany wymagają chirurgów, którzy wyrównują kolano lub biodro, wprowadzając pręt i ręcznie oceniając jego ustawienie za pomocą prowadnic mechanicznych. Inna metoda polega na zastosowaniu chirurgii wspomaganej komputerowo (CAS), w której chirurdzy wykorzystują komputerowe systemy śledzenia lub urządzenia zrobotyzowane, aby poprawić swój widok i zwiększyć dokładność zabiegu. Wyzwanie: Tradycyjne systemy CAS, choć dość dokładne, mogą zajmować dużo miejsca w sali operacyjnej. Zazwyczaj są również drogie, z cenami o wartości wielu milionów dolarów.
To, co odróżnia urządzenia OrthAlign od tradycyjnych systemów CAS, to stosunkowo niewielkie rozmiary urządzeń, które zawierają technologię wykrywania mikroelektromechanicznego systemu ADI iSensor (MEMS). Rodziny technologii OrthAlign Plus i KneeAlign firmy zapewniają zaawansowane możliwości nawigacji i wykrywania z tych urządzeń, bezproblemowo integrując je z przepływem pracy chirurga. W dziedzinie, w której precyzja ma fundamentalne znaczenie dla pomyślnych wyników, urządzenia OrthAlign spełniają, a nawet przewyższają wszystkie standardy osiowania, a nie tylko przewyższają konwencjonalne prowadnice mechaniczne pod względem wydajności, ale także dorównują precyzji systemów CAS — a wszystko to przy niższych kosztach, zgodnie z Firma.
Zamiast włączać do swoich rozwiązań nawigację opartą na kamerach — co zwiększyłoby koszty i rozmiary chirurgicznego systemu nawigacyjnego — zespół projektowy OrthAlign stosuje technologię inercyjnej jednostki pomiarowej (IMU) ADI iSensor MEMS. Na przykład w przypadku wymiany stawu kolanowego IMU pozwala ortopedowi w ciągu kilku sekund określić środek obrotu kości udowej pacjenta. Gdy kolano pacjenta jest wprawiane w ruch, MEMS IMU pozwala szybko podejmować decyzje i działać z większą precyzją.
Czujniki ADI stosowane w urządzeniach to te same IMU, które są używane w wielu innych produktach, od pocisków kierowanych po drony.
W przypadku produktów OrthAlign używamy technologii znanych ludziom ze smartfonów, a nawet technologii wojskowych, takich jak naprowadzanie dronów i pocisków – mówi Jonathan Nielsen, dyrektor ds. rozwoju produktów w OrthAlign. Używamy akcelerometrów i żyroskopów, obu rodzajów czujników bezwładnościowych, które, gdy mają znacznie wysoką wydajność i w połączeniu z przetwarzaniem czujnika, naprawdę umożliwiają zastosowanie takich aplikacji jak nasze.
Technologie ADI, które są częścią urządzeń chirurgicznych OrthAlign, zostały po raz pierwszy zastosowane w przemyśle motoryzacyjnym około 30 lat temu, pierwotnie do wykrywania warunków niezbędnych do wyzwalania poduszek powietrznych. Jak mówi Bob Scannell, menedżer ds. rozwoju biznesu w ADI’s Inertial MEMS Products, około dziesięć lat temu ADI zaczęło repozycjonować swoją technologię bezwładnościową do szerszego zastosowania w innych branżach.
Ze względu na możliwości pierwotnie napędzane przez świat motoryzacyjny, byliśmy w stanie opracować dość unikalną bazę technologiczną z wysokowydajnymi czujnikami przy stosunkowo niskich kosztach, mówi Scannell. Kiedy skupiliśmy się na bazie zastosowań przemysłowych, wartość naszej technologii w obliczu pojawiającej się potrzeby wykrywania precyzyjnego ruchu w złożonych i krytycznych dla bezpieczeństwa warunkach szybko stała się oczywista, a także przyczyniła się do jeszcze szybszych postępów w wysokowydajnych czujnikach bezwładnościowych.
Współpraca prowadząca do precyzji i innowacji
ADI ściśle współpracowało z OrthAlign, aby dostarczać produkty, które nie tylko umożliwią realizację wizji projektowej firmy, ale także szybciej trafią na rynek. Zespół projektowy ADI iSensor MEMS IMU był aktywnie zaangażowany w fazę rozwoju OrthAlign, analizując dane i dostarczając wgląd w strojenie i interpretację danych z czujników, a także przeprowadzając dodatkowe testy kwalifikacyjne specyficzne dla aplikacji. To pozwoliło firmie OrthAlign skoncentrować wszystkie swoje wysiłki na przetwarzaniu zaplecza i ogólnej integracji systemu.
ADI iSensor MEMS IMU zaprojektowany w rozwiązaniu OrthAlign zapewnia pomiary w zakresie sześciu stopni swobody za pomocą trzech akcelerometrów i trzech żyroskopów, które wykrywają odpowiednio ruch liniowy i ruch kątowy. ADI iSensor MEMS IMU jest w stanie precyzyjnie śledzić ruch instrumentu we wszystkich osiach, nawet w wymagających warunkach pracy, dzięki opatentowanym technikom wykrywania, które są również skuteczne w odrzucaniu niepożądanego ruchu, takiego jak wibracje, wstrząsy i wpływy grawitacyjne.
Kompaktowe urządzenie ADI iSensor MEMS IMU zapewnia dostęp do kalibrowanych temperaturowo i dynamicznie skompensowanych danych z czujników za pośrednictwem standardowego interfejsu cyfrowego szeregowego interfejsu peryferyjnego (SPI) i umożliwia użytkownikowi cyfrowe dostrojenie filtrowania i przetwarzania czujnika w celu dostosowania do wielu zastosowań scenariusze.
Jako chirurdzy nie lubimy niespodzianek. Fajnie jest być na sali operacyjnej i mieć przed sobą numery z urządzenia, mówi Mayman. Jako chirurg nie ma nic gorszego niż oglądanie pooperacyjnego prześwietlenia i myślenie: „Och, to nie to, co myślałem, że robię”. – Wiem, że to prawda.
Aby dowiedzieć się więcej o urządzeniach analogowych, odwiedź analog.com . Aby dowiedzieć się więcej o OrthAlign, odwiedź orthalign.com .