Objava rezultata

Zvanično smo lansirali prvu na svijetu potpuno prilagođenu platformu za dvosmjerne cijevi za šarke na svijetu pod nazivom "CustomFlex", čime smo postigli promjenu paradigme sa standardiziranih proizvoda na personalizirana rješenja. Platforma je zasnovana na CT/MRI podacima pacijenata i softveru za planiranje hirurgije i može da generiše personalizovane planove dizajna šarke za posebne anatomske slučajeve. Kroz inteligentni sistem laserskog rezanja, gotovi proizvodi se mogu isporučiti u roku od 48 sati. Trenutno, platforma nudi preko 300 opcija prilagođavanja, koje pokrivaju dimenzije, krutost, ravan skretanja, gustinu spojeva i funkcije površine. Uspješno se primjenjuje u složenoj urologiji, kardiovaskularnim interventnim i neurointerventnim operacijama te je poboljšao stepen usklađenosti instrumenata sa anatomijom pacijenta na 97%.

Pozadinski izazovi istraživanja i razvoja

Jedna-veličina-odgovara-svim standardnim spojnicama ne može zadovoljiti različite kliničke potrebe: pedijatrijskim pacijentima su potrebni dizajni s manjim promjerima (manjim od 1 mm) i većom fleksibilnošću; gojaznim pacijentima su potrebne veće dužine (više od 150 cm) i jače sile guranja; složene anatomske varijacije (kao što su potkovičasti bubrezi, zakrivljenost kičme) zahtijevaju posebne kutove savijanja i smjerove rotacije; različite hirurške procedure imaju znatno različite zahtjeve za performanse instrumenata - ureteroskopima je potreban veliki-ugao otklona, ​​elektrofiziološkim kateterima je potrebna precizna kontrola momenta, a kleštama za biopsiju potrebna je visoka aksijalna krutost. Istraživanje pokazuje da 89% interventnih doktora navodi da je trenutni izbor spojnica ograničen, a 62% je ugrozilo svoje operacije zbog nekompatibilnih instrumenata tokom operacija. Za posebne slučajeve, problem prilagođavanja standardnih instrumenata postaje sve izraženiji, sa prosječnim povećanjem vremena rada od 35% i 2,3 puta povećanjem rizika od komplikacija.

Osnovna tehnološka inovacija

1. Tehnologija inteligentne analize i 3D rekonstrukcije medicinske slike:Razvijte specijalizirane algoritme za automatsko izdvajanje ciljanih anatomskih puteva (kao što su ureteri, krvni sudovi i žučni kanali) iz CT/MRI podataka s preciznošću od 0,3 mm. Algoritmi identifikuju ključne anatomske karakteristike: radijus savijanja, ugao uvijanja, položaj grane, prečnik lumena, itd., i izračunavaju optimalne parametre instrumenta na osnovu analize konačnih elemenata. Sistem obrađuje podatke o pacijentu za samo 12 minuta i daje 23 projektna parametra uključujući dužinu instrumenta, prečnik, distribuciju krutosti i ugao otklona.
2. Motor parametarskog inteligentnog dizajna:Uspostaviti parametarski model sa 127 varijabli dizajna. Koristite algoritme za više{2}}optimizaciju da pronađete Pareto optimalno rješenje. Ciljevi optimizacije uključuju: upotrebljivost (minimalni radijus savijanja), upravljivost (odnos između ugla otklona i sile), vidljivost (unutrašnji promjer lumena) i izdržljivost (trajnost zamora). Algoritam može da generiše 3-5 optimizovanih šema dizajna u roku od 10 minuta koje lekari mogu da izaberu.
3. Fleksibilna proizvodnja i sistem brze isporuke:Integrirajte inteligentno lasersko rezanje, robotsko poliranje i automatsku inspekciju kako biste postigli brzu proizvodnju malih serija. Od prijema datoteke dizajna do isporuke gotovog proizvoda, cijeli proces se može završiti u roku od 48 sati. Minimalna veličina proizvodne serije je smanjena na 1 komad, a cijena jednog-komada je samo 25% veća od proizvodnje serije. Sistem podržava dva materijala: medicinski-nerđajući čelik i leguru nikla-titanijuma. Raspon prečnika je 0,5-10 mm, a raspon dužine je 30-200 cm.

Mehanizam djelovanja

Srž prilagođenih rješenja leži u "anatomskoj prilagodljivosti". U dimenziji veličine, prečnik i dužina instrumenta su precizno izračunati na osnovu pacijentovih anatomskih podataka kako bi se izbegla nevolja „prevelik da bi prošao, premalen da bi bio stabilan“; u dimenziji mehanike, gradijent krutosti je projektovan na osnovu stepena zakrivljenosti putanje, obezbeđujući dovoljan potisak u ravnim delovima i odgovarajuću fleksibilnost u zakrivljenim delovima; u dimenziji kinematike, ravan otklona i ugao određuju se prema položaju ciljnog područja kako bi se osiguralo da instrument može doseći sve ciljne pozicije; u dimenziji ergonomije, dizajn ručke i način upravljanja prilagođeni su prema radnim navikama doktora. Za posebne slučajeve kao što je stenoza uretera, može se dizajnirati vitkiji instrument koji postepeno varira krutost kako bi se povećala stopa uspješnosti prolaza; za intervenciju srčanog zaliska, kateter sa specifičnim zakrivljenim oblikom može biti dizajniran da precizno dosegne područje ventila.

Provjera efikasnosti

U kliničkoj studiji koja je uključivala 127 složenih slučajeva, prilagođene cijevi za šarke pokazale su značajne prednosti: u pedijatrijskim urološkim operacijama (pacijenti od 2-8 godina), stopa uspješnosti prilagođene opreme porasla je sa 71% na 98%; kod perkutane nefrolitotomije kod gojaznih pacijenata (BMI > 40), prosječno vrijeme operacije je skraćeno za 42 minute (smanjenje za 28%); u složenim operacijama ablacije aritmije, vrijeme postavljanja katetera je skraćeno za 35%, a stopa uspješnosti ablacije porasla je sa 83% na 94%. Postoperativno praćenje je pokazalo da se učestalost komplikacija zbog neusklađene opreme (kao što su perforacija, hematom) smanjila za 72%. Istraživanja o zadovoljstvu doktora pokazala su da 96% hirurga vjeruje da prilagođena oprema povećava njihovo povjerenje u operaciju i operativnu efikasnost. Zdravstvena ekonomska analiza otkrila je da iako je jedinična cijena prilagođene opreme bila 1,8 puta veća, skraćivanjem vremena operacije, smanjenjem komplikacija i smanjenjem stope prelaska na otvorenu operaciju, ukupni trošak po jednoj operaciji smanjen je za 22%.

Strategija istraživanja i razvoja i filozofija

Čvrsto vjerujemo da je "najprikladnija oprema najbolja oprema" i razvili smo koncept dizajna POP (personalizacija - optimizacija - preciznost). Na nivou individualizacije, uspostavili smo najveću svetsku bazu podataka o upotrebi endovaskularne opreme, koja uključuje podatke o performansama i kliničke rezultate 15.000 operacija; na nivou optimizacije, primjenjujemo multi-objektivne genetičke algoritme da pronađemo optimalnu tačku ravnoteže pod ograničenjima kao što su funkcionalnost, upravljivost i izdržljivost; na nivou preciznosti, optimiziramo dizajn na osnovu specifičnih anatomskih podataka pacijenata, koristeći kompjutersku dinamiku fluida i analizu konačnih elemenata. Uspostavili smo digitalnu zatvorenu petlju "verifikacije dizajna - simulacije - proizvodnje -," sa preciznošću virtuelne hirurške simulacije koja dostiže 0,1 mm, smanjujući proizvodnju fizičkih prototipova za 85%. U isto vrijeme implementiramo platformu otvorenog dizajna, omogućavajući doktorima da direktno učestvuju u dizajnu kroz sučelje oblaka, birajući unaprijed postavljene šablone ili prilagođene parametre, postižući istinsku kolaborativnu inovaciju između medicine i inženjeringa.

Budućnost

Personalizirana medicina će pokretati razvoj šarki u četiri smjera: prvo, 4D-štampani inteligentni uređaji koji prolaze kroz unaprijed postavljene deformacije u uslovima tjelesne temperature, prilagođavajući se anatomskim promjenama tokom operacije; Drugo, bio-dizajn integracije, gdje su specifični proteini ekstracelularnog matriksa površinski-modificirani da promoviraju zacjeljivanje tkiva; Treće, adaptivni uređaji-u realnom vremenu, bazirani na elektroaktivnim polimerima, gdje hirurzi mogu podesiti krutost uređaja kroz regulaciju napona tokom operacije; Četvrto, potpuno biorazgradivi uređaji, pogodni za pedijatrijske pacijente, koji će sigurno degradirati u roku od 6 mjeseci nakon završetka tretmana. "Prilagodljiva cijev za šarke" koju razvijamo ući će u klinička ispitivanja 2026. Ovaj proizvod je opremljen legurama sa memorijom oblika i senzorima, koji mogu automatski podesiti ugao savijanja prema impedansi tkiva. Dugoročno gledano, "autonomni navigacijski uređaji zasnovani na umjetnoj inteligenciji" će postati stvarnost. Uređaji će moći automatski pronaći svoj put unutar tijela na osnovu unaprijed-planiranih ruta, sa samo ključnim tačkama odluke koje zahtijevaju potvrdu od doktora, značajno smanjujući poteškoće i krivulju učenja tokom operacije, i koristit će većem broju pacijenata sa minimalno invazivnim tretmanom.