Radiochirurgijoje naudojamo stereotaksinio rėmo 3D pozicionavimo ant paciento galvos įrangos kūrimas ir tyrimas (StereoFrame)

   

Projekto nr.: PP2022/58/1

Projekto aprašymas:

Pasaulyje per metus naudojant Leksell stereotaksinį rėmą atliekama 100000 radiochirurginių operacijų. Vienas iš inovatyviausių tokio metodo pavyzdžių – Gama peilis. Lietuvoje LSMUL KK esantis Gama peilis ICON– vienintelis Baltijos šalyse, o juo atliekamų operacijų skaičius siekia 450-500 per metus.
Šiuo metu Gama peilio radiochirurgijoje naudojami dviejų tipų stereotaksiniai rėmai (Leksell G frame ir Leksell Vantage). Leksell G rėmas stereotaksiniam galvos žymėjimui naudojamas daugiau nei 25 metai. Nuo 2021 metų radiochirurgijoje pradėtas naudoti naujos kartos Leksell Vantage rėmas. Pacientui šis rėmas tvirtinimas rankiniu būdu papildomam pirminiam stabilumui panaudojant lipniuosius diržus, o po to rėmas pritvirtinamas titaninėmis smeigėmis prie kaukolės kaulo. Toks tvirtinimo būdas nėra tikslus, be to gana sudėtingas, jam atlikti reikia bent dviejų medicinos darbuotojų, pats tvirtinimo procesas yra labai nepatogus ir nepraktiškas, o tvirtinimo laikas yra gana ilgas ir tuo pačiu keliantis stresą pacientams.
Norint padidinti pritvirtinimo tikslumą tuo pačiu pagerinant Gama peilio terapinio poveikio tikslumą ir padidinti pacientų gydymo sėkmę, sumažinti pacientams keliamą stresą bei pagreitinti medicinos personalo veiksmus būtina tobulinti pirminio Leksell Vantage stereotaksinio rėmo tvirtinimo-pozicionavimo sistemą. Projekto tikslas – sukurti ir ištirti radiochirurgijoje naudojamo stereotaksinio rėmo 3D pozicionavimo sistemos ant paciento galvos prototipą. Projekto vykdomi teoriniai ir eksperimentiniai tyrimai, kurių rezultatai – sukurtas skaičiuojamasis modelis ir bandomasis prototipas būtų naudingi atliekant tolimesnius tyrimus, o galutinės sėkmės atveju – tęsiant tyrimus europiniuose projektuose, bei pasiūlant sukurtą produktą medicinos sektoriui visame pasaulyje.

Projekto finansavimas:

KTU Mokslo ir inovacijų fondas


Projekto rezultatai:

Teorinių tyrimų metu nustatyti egzistuojantys radiochirurgijoje naudojamo stereotaksinio rėmo pozicionavimo-tvirtinimo sprendimai. Projekto metu sumodeliuota unikali stereotaksinio rėmo pozicionavimo ant paciento galvos sistema, susidedanti iš rankinių pompų bei atitinkamo kiekio specialios konstrukcijos pneumatinių poslinkio vykdiklių – silikoninių pagalvėlių. Ši sistema leidžia uždėti stereotaksinį rėmą procese dalyvaujant tik vienam gydytojui, o analogiškos sistemos literatūroje nerasta. Sudaryti skaičiuojamieji modeliai bei nustatytos vykdiklių generuojamo poslinkio charakteristikos esant skirtingam vidiniam slėgiui bei skirtingoms pagalvėlių formoms. Šie skaičiuojamieji modeliai kartu su rezultatais verifikuoti eksperimentiniais tyrimais ir bus panaudoti tolimesniuose tyrimuose siekiant rasti racionalią vykdiklių formą, esant skirtingiems pacientų galvų dydžiams bei įvairioms patologijoms. Eksperimentinių tyrimų metu sukurtas radiochirurgijoje naudojamo stereotaksinio rėmo 3D pozicionavimo sistemos eksperimentinis maketas – prototipas, susidedantis iš vykdiklių – pripučiamų, minkštų, silikoninių pagalvėlių, rankinių pompų su išleidimo vožtuvais, reguliuojamų oro skirstytuvų bei lipnių („velcro“ tipo) dirželių papildomam vykdiklių fiksavimui. Maketas ištestuotas praktikoje: pradžioje vizualiai nustatant tinkamumą ant žmogaus galvos maketo, vėliau – LSMU klinikoje su skirtingais pacientais. Gauti rezultatai parodė, jog naudojant sukurtos sistemos prototipą galima sėkmingai uždėti stereotaksinį rėmą procese dalyvaujant tik vienam gydytojui.
Dėl patogaus stereotaksinio rėmo pozicionavimo sistemos prototipo dizaino, intuityvaus naudojimo galimybių ir paprasčiau manipuliuojamos fiksavimo sistemos sutrumpėja procedūros laikas. Standartinė procedūra vidutiniškai truko 15min 44s ± 1,24 (SD), o naudojant rėmo pozicionavimo sistemos prototipą – vidutiniškai 10min 40s ± 0,62 (SD). Dėl trumpesnio procedūros atlikimo laiko ir patogesnio naudojimo, nustatytas mažesnis stresas pacientams bei gydytojui.

Projekto įgyvendinimo laikotarpis: 2022-04-01 - 2022-12-31

Projekto partneriai: Lietuvos sveikatos mokslų universitetas

Vadovas:
Darius Eidukynas

Trukmė:
2022 - 2022

Padalinys:
Mechatronikos institutas, Robotikos ir pjezomechanikos laboratorija