Оголошення результатів

Ми офіційно запустили першу в світі повністю налаштовану дво{0}}платформу шарнірної труби під назвою «CustomFlex», досягнувши зміни парадигми від стандартизованих продуктів до персоналізованих рішень. Платформа базується на даних КТ/МРТ пацієнта та програмному забезпеченні для планування хірургічних операцій і може генерувати персоналізовані плани дизайну шарнірної трубки для особливих анатомічних випадків. За допомогою інтелектуальної системи лазерного різання готові вироби можуть бути доставлені протягом 48 годин. Наразі платформа пропонує понад 300 варіантів налаштування, що охоплюють розміри, жорсткість, площину відхилення, щільність з’єднання та функції поверхні. Він успішно застосовувався в складній урології, серцево-судинних інтервенційних та нейроінтервенційних хірургіях і покращив ступінь відповідності інструментів анатомії пацієнта до 97%.

Основні проблеми досліджень і розробок

Єдиний-розмір-підходить-усім стандартним з’єднувачам не в змозі задовольнити різноманітні клінічні потреби: дітям потрібні конструкції з меншим діаметром (менше 1 мм) і більшою гнучкістю; пацієнтам із ожирінням потрібна більша довжина (більше 150 см) і сильніша сила поштовху; складні анатомічні зміни (такі як підковоподібні нирки, викривлення хребта) вимагають особливих кутів згинання і напрямків обертання; різні хірургічні процедури мають дуже різні вимоги до роботи інструментів - уретероскопи потребують великого-відхилення кута, електрофізіологічні катетери потребують точного контролю крутного моменту, а біопсійні щипці потребують високої осьової жорсткості. Опитування показує, що 89% інтервенційних лікарів вказують на те, що поточний вибір з’єднань обмежений, а 62% скомпрометували свої операції через несумісність інструментів під час операцій. Для особливих випадків проблема адаптації стандартних інструментів стає більш помітною, із середнім збільшенням тривалості операції на 35% і збільшенням ризику ускладнень у 2,3 рази.

Основні технологічні інновації

1. Інтелектуальний аналіз медичного зображення та технологія 3D-реконструкції:Розробіть спеціалізовані алгоритми для автоматичного виділення цільових анатомічних шляхів (таких як сечоводи, кровоносні судини та жовчні протоки) з даних КТ/МРТ з точністю до 0,3 мм. Алгоритми визначають ключові анатомічні характеристики: радіус вигину, кут закручування, положення гілки, діаметр просвіту тощо та розраховують оптимальні параметри інструменту на основі кінцево-елементного аналізу. Система обробляє дані пацієнта лише за 12 хвилин і виводить 23 параметри конструкції, включаючи довжину інструменту, діаметр, розподіл жорсткості та кут відхилення.
2. Двигун параметричного інтелектуального проектування:Створіть параметричну модель із 127 проектними змінними. Використовуйте багато{2}}алгоритми оптимізації, щоб знайти оптимальне рішення за Парето. Цілі оптимізації включають: зручність використання (мінімальний радіус вигину), маневреність (співвідношення між кутом відхилення та силою), видимість (діаметр внутрішнього просвіту) та довговічність (термін служби). Алгоритм може за 10 хвилин створити 3-5 оптимізованих схем дизайну на вибір лікаря.
3. Гнучка система виробництва та швидкої доставки:Інтегруйте інтелектуальне лазерне різання, полірування роботом і автоматичну перевірку для швидкого виробництва невеликих партій. Від отримання файлу дизайну до доставки готового продукту весь процес може бути завершено протягом 48 годин. Мінімальний розмір виробничої партії зменшено до 1 штуки, а вартість однієї-штук лише на 25% вища, ніж серійне виробництво. Система підтримує два матеріали: медичну-нержавіючу сталь і нікель-титановий сплав. Діапазон діаметрів 0,5-10 мм, а довжина 30-200 см.

Механізм дії

Основою індивідуальних рішень є «анатомічна адаптивність». Що стосується розміру, діаметр і довжина інструменту точно розраховуються на основі анатомічних даних пацієнта, щоб уникнути скрутного становища «занадто великий, щоб пройти крізь нього, занадто малий, щоб бути стабільним»; у вимірі механіки градієнт жорсткості розроблений на основі ступеня кривизни шляху, що забезпечує достатню тягу на прямих ділянках і відповідну гнучкість на вигнутих ділянках; у вимірі кінематики площина відхилення та кут визначаються відповідно до положення цільової області, щоб гарантувати, що інструмент може досягти всіх цільових положень; з точки зору ергономіки дизайн рукоятки та метод керування налаштовані відповідно до звичок лікаря. Для особливих випадків, таких як стеноз сечоводу, можна розробити більш тонкий інструмент із поступово змінюваною жорсткістю, щоб збільшити частоту успішного проходження; для втручання на серцевому клапані можна сконструювати катетер зі спеціальною вигнутою формою, щоб точно досягати області клапана.

Перевірка ефективності

У клінічному дослідженні, яке охоплювало 127 складних випадків, спеціальні шарнірні трубки продемонстрували значні переваги: ​​у педіатричних урологічних хірургічних кабінетах (пацієнти віком 2-8 років) показник успіху спеціального обладнання збільшився з 71% до 98%; при черезшкірній нефролітотомії у пацієнтів із ожирінням (ІМТ > 40) середній час операції скорочено на 42 хвилини (зменшення на 28%); у складних операціях з видалення аритмії час встановлення катетера було скорочено на 35%, а відсоток успіху абляції збільшився з 83% до 94%. Післяопераційне спостереження показало, що частота ускладнень через невідповідне обладнання (таких як перфорація, гематома) зменшилася на 72%. Опитування задоволеності лікарів показали, що 96% хірургів вважають, що спеціальне обладнання підвищує їхню впевненість в операції та ефективності операції. Аналіз економіки охорони здоров’я показав, що хоча ціна за одиницю спеціального обладнання була в 1,8 рази вищою, завдяки скороченню часу операції, зменшенню ускладнень і зниженню рівня переходу на відкриту хірургію загальна вартість однієї операції була зменшена на 22%.

Стратегія досліджень і розвитку та філософія

Ми твердо переконані, що «найкраще обладнання — це найкраще обладнання», тому ми розробили концепцію дизайну POP (персоналізація - оптимізація - точність). На рівні індивідуалізації ми створили найбільшу в світі базу даних використання ендоваскулярного обладнання, яка включає дані про продуктивність і клінічні результати 15 000 операцій; на рівні оптимізації ми застосовуємо багато-об’єктивні генетичні алгоритми, щоб знайти оптимальну точку балансу за таких обмежень, як функціональність, маневреність і довговічність; на рівні точності ми оптимізуємо конструкцію на основі конкретних анатомічних даних пацієнтів, використовуючи обчислювальну гідродинаміку та аналіз кінцевих елементів. Ми встановили цифровий замкнутий цикл «моделювання дизайну - - виробництва - перевірки», з точністю віртуального хірургічного моделювання, що досягає 0,1 мм, скорочуючи виробництво фізичних прототипів на 85%. У той же час ми впроваджуємо відкриту платформу проектування, що дозволяє лікарям безпосередньо брати участь у проектуванні через хмарний інтерфейс, вибираючи попередньо встановлені шаблони або спеціальні параметри, досягаючи справжніх спільних інновацій між медициною та технікою.

Перспективи на майбутнє

Персоналізована медицина сприятиме розробці шарнірів у чотирьох напрямках: по-перше, інтелектуальні пристрої, надруковані на 4D-стандарті, які зазнають заданих деформацій в умовах температури тіла, адаптуючись до анатомічних змін під час операції; По-друге, дизайн біо-інтеграції, де специфічні білки позаклітинного матриксу поверхнево-модифікуються для сприяння загоєнню тканин; По-третє,-адаптивні пристрої в реальному часі на основі електроактивних полімерів, де хірурги можуть регулювати жорсткість пристрою за допомогою регулювання напруги під час операції; По-четверте, повністю біорозкладані пристрої, придатні для педіатричних пацієнтів, які безпечно розкладаються протягом 6 місяців після завершення лікування. «Адаптивна шарнірна трубка», яку ми розробляємо, почне клінічні випробування у 2026 році. Цей продукт оснащено сплавами з пам’яттю форми та датчиками, які можуть автоматично регулювати кут згину відповідно до опору тканини. У довгостроковій перспективі «автономні навігаційні пристрої на основі штучного інтелекту» стануть реальністю. Пристрої зможуть автоматично знаходити свій шлях в організмі на основі заздалегідь-спланованих маршрутів, причому лише ключові моменти прийняття рішення вимагатимуть підтвердження лікаря, що значно зменшить складність і процес навчання хірургії та принесе користь більшій кількості пацієнтів завдяки мінімально інвазивному лікуванню.