Ziņas

Ķirurģisko brūču uzraudzība pēc operācijas ir svarīgs solis, lai novērstu infekciju, brūču atdalīšanos un citas komplikācijas.

Tomēr, ja ķirurģiskā vieta atrodas dziļi ķermenī, uzraudzība parasti aprobežojas ar klīniskiem novērojumiem vai dārgiem radioloģiskiem izmeklējumiem, kas bieži vien nespēj atklāt komplikācijas, pirms tās kļūst dzīvībai bīstamas.

Cietos bioelektroniskos sensorus var implantēt ķermenī nepārtrauktai uzraudzībai, taču tie var slikti integrēties ar jutīgiem brūču audiem.

Lai atklātu brūču komplikācijas, tiklīdz tās rodas, pētnieku komanda, kuru vada asistents Džons Ho no NUS Elektrotehnikas un datortehnikas, kā arī NUS Veselības inovāciju un tehnoloģiju institūta, ir izgudrojusi viedu šuvi, kas ir bez akumulatora un var bezvadu režīmā uztvert un pārraidīt informāciju no dziļām ķirurģiskām vietām.

Šīs viedās šuves ietver nelielu elektronisku sensoru, kas var uzraudzīt brūces integritāti, kuņģa noplūdi un audu mikrokustības, vienlaikus nodrošinot dzīšanas rezultātus, kas ir līdzvērtīgi medicīniskās kvalitātes šuvēm.

Šis pētījuma atklājums pirmo reizi tika publicēts zinātniskajā žurnālāDabas biomedicīnas inženierija2021. gada 15. oktobrī.

Kā darbojas viedās šuves?

NUS komandas izgudrojumam ir trīs galvenās sastāvdaļas: medicīniskas kvalitātes zīda šuve, kas ir pārklāta ar vadošu polimēru, lai tā varētu reaģēt uzbezvadu signāli; elektronisks sensors bez akumulatora; un bezvadu lasītājs, ko izmanto šuves darbināšanai no ķermeņa ārpuses.

Viena no šo viedo šuvju priekšrocībām ir tā, ka to lietošana minimāli maina standarta ķirurģisko procedūru. Brūces šušanas laikā šuves izolācijas daļa tiek izvērta caur elektronisko moduli un nostiprināta, uz elektriskajiem kontaktiem uzklājot medicīnisko silikonu.

Visa ķirurģiskā šuve tad darbojas kāradiofrekvenču identifikācija(RFID) birka, un to var nolasīt ar ārēju lasītāju, kas nosūta signālu uz viedo šuvi un uztver atstaroto signālu. Atstarotā signāla frekvences izmaiņas norāda uz iespējamu ķirurģisku komplikāciju brūces vietā.

Viedās šuves var nolasīt līdz 50 mm dziļumam atkarībā no iesaistīto šuvju garuma, un dziļumu varētu vēl vairāk palielināt, palielinot šuves vadītspēju vai bezvadu lasītāja jutību.

Līdzīgi kā esošās šuves, klipši un skavas, viedās šuves var noņemt pēc operācijas ar minimāli invazīvu ķirurģisku vai endoskopisku procedūru, kad komplikāciju risks ir beidzies.

Brūču komplikāciju agrīna atklāšana

Lai atklātu dažāda veida komplikācijas, piemēram, kuņģa noplūdi un infekciju, pētnieku komanda pārklāja sensoru ar dažāda veida polimēru želeju.

Viedās šuves spēj arī noteikt, vai tās ir pārtrūkušas vai atritušās, piemēram, dehiscences (brūces atdalīšanās) laikā. Ja šuve ir pārrauta, ārējais lasītājs uztver samazinātu signālu viedās šuves veidotās antenas garuma samazinājuma dēļ, brīdinot ārstējošo ārstu par nepieciešamību rīkoties.

Labi dziedināšanas rezultāti, droši klīniskai lietošanai

Eksperimentos komanda parādīja, ka brūces, kas aizvērtas ar viedajām šuvēm un nemodificētām, medicīniskās kvalitātes zīda šuvēm, sadzija dabiski bez būtiskām atšķirībām, un pirmā nodrošināja papildu bezvadu uztveršanas priekšrocību.

Komanda arī pārbaudīja ar polimēru pārklātās šuves un atklāja, ka to izturība un biotoksicitāte ķermenim neatšķiras no parastajām šuvēm, kā arī nodrošināja, ka sistēmas darbībai nepieciešamie jaudas līmeņi ir droši cilvēka ķermenim.

Asistents profesors Ho teica: "Pašlaik pēcoperācijas komplikācijas bieži vien netiek atklātas, kamēr pacientam nerodas sistēmiski simptomi, piemēram, sāpes, drudzis vai paaugstināta sirdsdarbība. Šīs viedās šuves var izmantot kā agrīnas brīdināšanas rīku, lai ārsti varētu iejaukties, pirms komplikācija kļūst dzīvībai bīstama, kas var samazināt atkārtotu operāciju skaitu, paātrināt atveseļošanos un uzlabot pacientu rezultātus."

Turpmākā attīstība

Nākotnē komanda vēlas izstrādāt pārnēsājamu bezvadu lasītāju, kas aizstātu pašlaik izmantoto ierīci viedo šuvju bezvadu nolasīšanai, ļaujot uzraudzīt komplikācijas pat ārpus klīniskās vides. Tas varētu ļaut pacientiem pēc operācijas ātrāk tikt izrakstītiem no slimnīcas.

Komanda pašlaik sadarbojas ar ķirurgiem un medicīnas ierīču ražotājiem, lai pielāgotu šuves brūču asiņošanas un noplūdes noteikšanai pēc kuņģa-zarnu trakta operācijām. Viņi arī cenšas palielināt šuvju darbības dziļumu, kas ļaus uzraudzīt dziļākos orgānus un audus.

NodrošinaSingapūras Nacionālā universitāte