Робот-фиксатор измеряет подвижность шеи у онкологических больных

blank

Новая роботизированная шейная скоба, созданная исследователями из Columbia Engineering и их коллегами из Колумбийского отделения отоларингологии, может помочь врачам проанализировать влияние лечения рака на подвижность шеи пациентов и способствовать их выздоровлению.

Рак головы и шеи был седьмым по распространенности раком в мире в 2018 году , с 890 000 новых случаев и 450 000 смертей, что составляет 3% всех случаев рака и более 1,5% всех случаев смерти от рака в Соединенных Штатах. Такой рак может распространяться на лимфатические узлы шеи, а также на другие органы тела. Хирургическое удаление лимфатических узлов на шее может помочь врачам исследовать риск распространения, но может привести к боли и скованности в плечах и шее в течение многих лет после этого.

Определить, у каких пациентов могут быть проблемы с движением шеи, «может быть сложно, поскольку результаты часто трудноуловимы и сложно поддаются количественной оценке», — сказал Скотт Троб , доцент кафедры отоларингологии — хирургии головы и шеи и начальник отдела пластической и реконструктивной хирургии лица в Колумбийском университете. Медицинский центр Университета Ирвинга. Однако успешное определение возможных трудностей с мобильностью может помочь пациентам получить пользу от целевых физиотерапевтических вмешательств, пояснил он.

Современные методы и инструменты, используемые врачами для оценки диапазона движений, которые пациент мог потерять в шее и плечах, несколько грубоваты, пояснил Сунил Аграваал, профессор машиностроения, реабилитационной и регенеративной медицины и директор ROAR ( Робототехника и реабилитация) Лаборатории Columbia Engineering. Обычно они либо обеспечивают ненадежные измерения, либо требуют слишком много времени и места для настройки для использования при обычных клинических визитах.

Чтобы разработать более надежный и портативный инструмент для анализа подвижности шеи, Агравал и его коллеги черпали вдохновение в роботизированном шейном бандаже, который они ранее разработали для анализа движений головы и шеи у пациентов с боковым амиотрофическим склерозом (БАС). В сотрудничестве с группой Троба они разработали новый носимый роботизированный шейный фиксатор. 

Новый корсет был изготовлен с использованием материалов, напечатанных на 3D-принтере, и недорогих датчиков. Устройство, удобное для ношения, основано на движениях головы и шеи 10 здоровых людей.

«Это первое исследование такого рода, в котором носимый роботизированный шейный бандаж был разработан, чтобы охарактеризовать полный диапазон движений головы и шеи», — сказал Агравал.

В новом исследовании исследователи использовали прототип корсета вместе с электрическими измерениями мышечной активности, чтобы сравнить подвижность шеи пяти больных раком до и через месяц после хирургического удаления шейных лимфатических узлов. Они обнаружили, что их устройство может точно определять изменения в движениях шеи пациента во время обычных клинических посещений.

«Использование сенсорной шейной фиксации позволяет хирургу после операции проверять пациентов на предмет затруднений с движением, количественно определять степень их нарушения и отбирать пациентов для физиотерапии и реабилитации», — сказал Троб.

«Пациенты постоянно определяют потребность в реабилитации и упражнениях с инструктором после операции как неудовлетворенную потребность в их медицинском обслуживании», — сказал Троб. «Эта работа заложит основу для соответствующей идентификации пациентов для вмешательства. Мы также надеемся, что с помощью шейного бандажа мы сможем объективно количественно оценить их улучшение и разработать реабилитационные программы, основанные на фактических данных».

По словам Троба, в будущем исследователи надеются исследовать более крупные группы пациентов и использовать шейный бандаж для наблюдения за пациентами во время физиотерапии, чтобы разработать научно обоснованные протоколы реабилитации. Они также хотели бы разработать аналогичные скобы для других хирургических участков, таких как предплечье, лодыжка или колено, добавил он.

Поделиться

Источник