Tiskane izdaje
Laserji in druge elektromagnetne naprave so že dobro uveljavljeni v klinični medicini. Po ocenah strokovnjakov pa bi njihovo uporabo lahko še precej razširili z razvojem pametnih nadzornih sistemov z inteligentno povratno zanko, kar je ključni cilj projekta SmartMed, enega od petih v okviru kompetenčnega centra Biomedicinska tehnika (KC BME).
V projektu SmartMed sodeluje sedem partnerjev, ki jih predstavljajo tri industrijske raziskovalne skupine in sicer iz Fotone, Optoteka in Iskre Medical – vsi že uveljavljeni proizvajalci elektromagnetnih medicinskih naprav – ter štiri razvojno-raziskovalne; s Fakultete za strojništvo in Fakultete za elektrotehniko, obe z ljubljanske univerze, z Instituta Jožef Stefan (Odsek F7) ter ena z Univerzitetnega kliničnega centra v Ljubljani.
»Strokovnjaki različnih strok, ki sodelujemo v tem projektu, raziskujemo in razvijamo nove metode za merjenje in nadzorovanje učinka elektromagnetnega valovanja na človeška tkiva. S še bolj izpopolnjenim nadzorovanjem elektromagnetnih parametrov želimo doseči selektivno zdravljenje samo poškodovanega tkiva in bolj natančno ter manj invazivno delovanje na tkivo,« pojasnjuje mladi raziskovalec v industriji Georgije Bosiger iz Fotone, ki je na mednarodni konferenci omenjenega kompetenčnega centra v Portorožu, sicer predstavil delo raziskovalne skupine iz Fotone, kjer razvoj vodi dr. Marko Marinček; dr. Andrej Vrečko je na portoroškem strokovnem srečanju poročal o rezultatih raziskav na minimalno invazivnih medicinskih napravah minimed v partnerski organizaciji Optotek, dr. Nataša Pavšelj pa o tovrstnem raziskovanju na Fakulteti za elektrotehniko v Ljubljani.
Minimalno invazivno delovanje na tkivo
»Elektromagnetne naprave, kot so laserji, radiofrekvenčni izvori in bliskovne naprave, so postale standardna oprema na praktično vseh medicinskih področjih, še posebej pa v oftalmologiji, dermatologiji, kirurgiji in v zobozdravstvu. Bistveni prednosti tovrstnih naprav sta brezkontaktnost in selektivnost, torej možnost delovanja samo na obolelo tkivo, ne da bi se ga neposredno dotikali. Te naprave lahko torej na tkivo vplivajo na različne načine, predvsem glede na način interakcije elektromagnetnega valovanja s tkivom. Pri ablativnih napravah absorbirana energija elektromagnetnega valovanja povzroča notranje napetosti v tkivu in ta učinek omogoča njegovo minimalno in selektivno površinsko odstranjevanje na primer pri laserskem rezanju in vrtanju. Elektromagnetno valovanje v primeru neablativnih medicinskih naprav pa lahko prodira globje v tkivo, kjer povzroči termične in kemične spremembe in s tem omogoča izvedbo posegov tudi v notranjosti človeškega telesa,« pojasnjuje Georgije Bosiger.
Prednosti in pomanjkljivosti
»Vendar pa je treba še poudariti, da sta brezkontaktnost in zmožnost selektivnega delovanja globoko v tkivu sicer res največji prednosti, hkrati pa tudi največji slabosti elektromagnetnih medicinskih naprav z vidika nadzora, varnosti in učinkovitosti posegov,« dodaja sogovornik.
Kot pojasnjuje, je namreč pri ablativnih elektromagnetnih medicinskih napravah osnovna ovira za bolj široko uporabo prav nekontaktnost ablacije, torej vrtanja, rezanja oziroma odstranjevanja tkiva, saj tovrstni način delovanja kirurgu ne nudi nadzora globine reza prek taktilnega občutka, z dotikom ali mehanskim omejevanjem dosega.«
Po drugi strani je po sogovornikovih besedah pri neablativnih elektromagnetnih medicinskih napravah selektivno delovanje v globini tkiva omejeno zaradi nezmožnosti neposrednega sledenja operaterja o dogajanju znotraj tkiva.
To je raziskovalce navedlo k zamisli, da bi razvili pametne nadzorne sisteme za pametne elektromagnetne medicinske naprave s tako imenovano inteligentno povratno zanko, kar bo, kot načrtujejo, razširilo poti in nove možnosti za medicinske posege in sicer z razvojem novih tovrstnih medicinskih naprav in izboljšanjem delovanja že uveljavljenih.
Štirje modeli
V okviru projekta SmartMed tako nastajajo štirje senzorski sistemi pametnih elektromagnetnih medicinskih naprav in sicer optodinamski nadzor ablacije bioloških tkiv za pametne elektromagnetne medicinske naprave, to je AcustoSmart, potem sunkovna fototermalna radiometrija za pametne elektromagnetne medicinske naprave – ThermoSmart. Tretji je slikovni sistem s povratno zanko za pametne elektromagnetne medicinske naprave VisualSmart, v četrtem projektu pa se ukvarjajo z raziskovanjem termalnega nadzora kapacitivnih radiofrekvenčnih naprav za terapevtsko segrevanje tkiva, to je RFSmart.
Kot še pojasnjuje Georgije Bosiger, so v okviru raziskovalnega projekta doslej uspešno razvili štiri funkcionalne modele. S sodelovanjem podjetja Fotona d.d. in Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani je nastal funkcionalni model za proučevanje optodinamskega nadzora globine laserskega reza, učinkovitosti laserske ablacije in selektivnosti pri laserskem rezanju in vrtanju.
V okviru sodelovanja med podjetjem Optotek in očesno kliniko Ljubljana sta bila razvita funkcionalna modela terapevtskih sistemov za selektivno lasersko trabekuloplastiko z različnima prečnima profiloma laserskih žarkov; trabekuloplastika je novejša metoda zdravljenja v oftalmologiji, ki zmanjša upor pretoka očesne vodice in zniža očesni pritisk, s tem pa zmanjša pritisk na očesni živec in tveganje za zmanjšanje ostrine vida.
Aktualne in prihodnje razvojno-raziskovalne aktivnosti bodo bo besedah Georgija Bosigerja ključne za nadaljnje raziskave avtonomnega delovanja terapevtskega sistema na področju zdravljenja obolenj sprednjih očesnih struktur.
Serija inovativnih senzorjev
Na IJS so razvili funkcionalni model z nadzorom učinka elektromagnetnega valovanja na podlagi sunkovne fototermalne radiometrije na površini in v globini obravnavanega tkiva pri zdravljenju številnih bolezenskih sprememb, zlasti v dermatologiji in estetski kirurgiji. Na Fakulteti za Elektrotehniko UL pa v povezavi s podjetjem Iskra Medical potekajo aktivnosti za razvoj detektorjev za termalni nadzor pri tako imenovanem kapacitivnem radiofrekvenčnem zdravljenju. Z uspešno zaključenim projektom bodo, kot je predvideno, pridobili serijo inovativnih senzorjev za spremljanje učinkov elektromagnetnega valovanja na človeško tkivo.
