У методов магнитно-резонансной и компьютерной томографии скоро появится роботизированный кузен, способный наблюдать за происходящим в организме пациентов в процессе движения.
Группа ученых из университета Флориды (США) занята проектировкой робота, способного испускать рентгеновское излучение и получать видеоизображение областей ортопедических повреждений во время выполнения пациентами различных действий: ходьбы, поднятия по ступенькам, смены положения с сидячего на стоячее или даже физических упражнений, например, размахивания бейсбольной битой.
Целью автора и руководителя проекта Скотта Банкса, специализирующегося на механической и авиационно-космической технике, является улучшение ортопедической диагностики. Он считает, что сопоставление традиционных статических изображений поврежденных костей, мышц и суставов с компьютеризированным подвижным изображением изменений, происходящих в них в процессе нормальной физической активности, сможет существенно облегчить задачу хирургов-ортопедов. Врачи смогут ставить более точные диагнозы, что приведет к назначению наиболее эффективных методов терапии и лучшим результатам лечения. Кроме того, использование нового метода позволит более адекватно оценивать успехи и неудачи проведенных операций.
До сих пор диагностика повреждений опорно-двигательного аппарата производится пальпаторно или с помощью статической рентгенодиагностики, магнитно-резонансного исследования и компьютерной томографии. В наиболее оснащенных центрах возможно также получение рентгеновского видео, но оно обеспечивает наблюдение за очень ограниченным диапазоном движений внутри контролируемой лабораторной установки.
В большинстве случаев перечисленные методы достаточно эффективны, но существует ряд состояний, неприятные проявления которых развиваются как раз во время движения. К таким заболеваниям относятся повреждения коленной чашечки и плечевого сустава. В некоторых случаях для установления диагноза пациентов приходится даже оперировать.
После операции основным способом получения информации о том, прошло ли вмешательство успешно или нанесло суставу дополнительный урон, являются ощущения самого пациента. Возможно, разрабатываемое Банксом устройство приведет к существенному прогрессу в этой области.
Новый прибор будет состоять из двух роботов. Один робот будет прицельно испускать рентгеновские лучи, а в другой будет вмонтирован датчик, формирующий изображение.
Для изготовления своего первого детища – робота, записывающего видеоизображение - разработчики использовали серийно выпускаемого робота, имеющего механическую руку длиной два метра и используемого в качестве ассистента при проведении операций, а также модифицированную ими кремниевую микросхему. Рука робота может перемещаться вслед за движениями наблюдаемого сустава, как бы прикрывая его.
В окончательном варианте в двигающуюся за суставом руку робота будет встроено легковесное оборудование, испускающее рентгеновские лучи. Одновременно датчик, встроенный в руку второго робота, будет фиксировать движущееся изображение и записывать его в виде микрофильма. Роботы будут зафиксированы на стационарных базах, но конструкция позволит человеку свободно двигаться в зоне их действия. Возможно, со временем будут разработаны и мобильные роботы на колёсах, способные к перемещению вслед за пациентом.
Сейчас, в условиях эксперимента, единственный робот держит обычную видеокамеру. К обследуемой части тела предполагаемого пациента крепится светодиод. С помощью светодиода, нескольких камер, расположенных в разных местах комнаты, и компьютера осуществляется управление роботом, который фокусируется на указываемом ему суставе и отслеживает его движения (см. рис.).
К сожалению, пока изобретателям не удалось добиться достаточно высокой точности отслеживания перемещений метки, необходимой для получения рентгеновского ролика. Эта проблема является одной из самых важных задач, которые им ещё предстоит решить.
Согласно мнению специалистов, в том числе врачей-ортопедов, разрабатываемое устройство будет очень востребовано в клинической практике, особенно при лечении различных заболеваний и травм плечевых, локтевых, коленных и голеностопных суставов.
Источник новости: ScienceDaily
