Skip to main content

Mid-infrared arthroscopy innovative imaging system for real-time clinical in depth examination and diagnosis of degenerative joint diseases

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nowy wyrób medyczny odmieni artroskopię

Naukowcy z projektu MIRACLE chcą zwiększyć obiektywność artroskopii poprzez integrację różnych technologii w jedno rozwiązanie.

Zdrowie

Choroba zwyrodnieniowa stawów (ang. osteoarthritis, OA) to choroba degeneracyjna stawów wywołana rozpadem chrząstki stawowej. Jest to najczęściej spotykany rodzaj zapalenia stawów – choroby, która dotyka miliony Europejczyków, a liczba ta stale rośnie. Jak czytamy w raporcie specjalnym tygodnika „The Economist”, w 2019 roku ponad 57 milionów osób z Europy Zachodniej cierpiało na OA, co stanowi wzrost o 54 % w porównaniu z rokiem 1990. Rozpoznanie OA jest trudne, ponieważ nie opracowano jeszcze jednoznacznej metody diagnostycznej. Większość chirurgów wykonuje diagnozę i naprawę stawu za pomocą artroskopii, czyli mało inwazyjnego zabiegu polegającego na wykonaniu niewielkich nacięć.

Bardziej obiektywna artroskopia

Artroskopia jest wysoce subiektywną metodą, co odbija się na jej dokładności. „Obecna praktyka opiera się na indywidualnej ocenie wzrokowej stanu tkanki w stawie i jest zależna od doświadczenia chirurga”, wyjaśnia Gabriela Lorite, koordynatorka finansowanego przez UE projektu MIRACLE. Lorite zdradza, że celem projektu MIRACLE jest ulepszenie artroskopii. „Chcemy opracować innowacyjny wyrób medyczny, który zwiększy obiektywność artroskopii”, mówi. „Wykorzystywane podczas zabiegu narzędzie będzie przekazywać chirurgom ortopedom informacje dotyczące stanu chrząstki stawowej pacjenta, umożliwiając im postawienie prawidłowej i opartej na dowodach diagnozy, co przełoży się na skuteczniejsze leczenie”.

Praca od podstaw

Opracowanie nowego rozwiązania wymaga rozpoczęcia pracy od podstaw. Zespół projektu MIRACLE musiał nie tylko opracować nowe technologie, ale także połączyć je w ramach jednego narzędzia diagnostycznego. Wśród kluczowych elementów technologicznych opracowanych w ramach projektów znalazły się specjalnie zaprojektowane w tym celu kwantowe lasery kaskadowe, zintegrowany układ łączenia wiązki oraz sonda działająca w średniej podczerwieni. „Miniaturyzacja i budowa sondy zgodnie ze specyfikacją określoną przez chirurgów ortopedów wymagała wykonania wielu badań i pochłonęła dużo czasu”, zauważa Lorite. Rozwój technologii wiąże się jednak także z koniecznością rozwiązywania pojawiających się na bieżąco problemów i nie inaczej było w przypadku technologii MIRACLE. Podczas fazy testowania naukowcy odkryli na przykład, że sygnał odbierany za pośrednictwem sondy nie był dostatecznie wyraźny i silny, aby gwarantować precyzję pomiaru. Aby pokonać to wzywanie, zespół projektu musiał zoptymalizować elektronikę i system optyczny. „Ostatecznie udało nam się zintegrować wszystkie kluczowe technologie w ramach wyjątkowego rozwiązania dostarczającego oczekiwanych danych analitycznych”, mówi Lorite. „To było nasze upragnione zwycięstwo!”

Ważny krok naprzód

Zespół projektu MIRACLE pracował nie tylko nad nową technologią, ale także walidacją swojego rozwiązania jako wyrobu medycznego. Proces ten wymagał przeprowadzenia analiz setek próbek i stworzenia odpowiednich modeli oceny danych, które rozróżniałyby zdrową i uszkodzoną chrząstkę. Jednak także i tutaj naukowcy napotkali na pewien problem – brak próbek zdrowej ludzkiej chrząstki. Jak wyjaśnia Lorite, stworzenie precyzyjnego modelu rozpoznającego zdrową i uszkodzoną tkankę wymaga wykorzystania całej gamy próbek zarówno zdrowych, jak i uszkodzonych chrząstek. Z racji tego, że większość próbek tkanek ludzkich pochodzi od zmarłych dawców, z których wielu to osoby starsze lub ofiary wypadków, zespół dysponował głównie uszkodzonymi tkankami. Badacze musieli zatem zastąpić próbki ludzkie zwierzęcymi, co pozwoliło im przystąpić do testów walidacyjnych. „Pomimo tych wyzwań projekt MIRACLE jest ogromnym krokiem naprzód w wykorzystaniu urządzeń opartych na średniej podczerwieni w przyszłej praktyce klinicznej i diagnostyce choroby zwyrodnieniowej stawów”, podsumowuje Lorite.

Słowa kluczowe

MIRACLE, wyrób medyczny, artroskopia, choroba zwyrodnieniowa stawów, degeneracyjna choroba stawów, zapalenie stawów, chirurdzy ortopedzi

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania