新技术可能识别微小压力在身体组织损伤发生

圣路易斯华盛顿大学的研究人员已经开发出算法识别的弱点在肌腱,肌肉和骨骼容易撕裂或断裂。需要改进的技术,在病人使用它之前,有一天可能有助于查明小菌株和微小损伤人体组织之前更大的问题发生。

8月27日在网上可用的研究《英国皇家学会界面出版研究物理和生命科学的关系。

“肌腱不断拉伸肌肉拉,还和骨头弯曲或压缩我们进行日常活动,”高级研究员斯Thomopoulos说,博士,教授,骨科手术。“小裂缝或眼泪会从这些负载,导致重伤。了解这些眼泪和裂缝发展随着时间的推移,因此是非常重要的对于诊断和跟踪受伤。”

为此,Thomopoulos和他的同事们开发了一种方法来可视化,甚至预测点组织被削弱。为此,他们延伸组织和跟踪所发生的形状改变或变得扭曲。

该论文的第一作者约翰·j·波伊尔一个研究生生物医学工程,结合机械工程基本面与图像分析技术来创建算法,测试在不同的材料和在动物模型。

“如果你想象拉伸橡皮泥或一个泳帽图片,当你拉,照片变得扭曲,”博伊尔说。“这使我们能够跟踪材料如何回应外部力量。”

在本文中所描述的实验之一,博伊尔喷点图案的塑料包装,拉伸和跟踪点。

“当你拉和拉伸塑料包装,最终眼泪开始出现,”他解释道。“新算法让我们找到地方,泪水开始形成,追踪他们的扩展。老算法不太善于发现和跟踪本地化菌株为材料延伸。”

之一,事实上,这两个新算法更精确1000倍比旧方法量化非常大的延伸附近微小裂缝和眼泪,研究显示。和第二个算法有能力预测裂缝和失败的可能形式。

“这额外的准确性是至关重要的定量大的压力,“说人配基,博士,教授,该研究的机械工程和文章的第二。“商业算法估计应变往往不太敏感,他们容易检测噪声,可以来自于算法本身,而不是从物质被检查。新算法可以区分噪声和真正的地区大压力。”

Thomopoulos,也是生物医学工程和机械工程教授与配基研究肩膀的肌腱套,一群肌腱和肌肉连接上臂肩胛骨。他们想了解为什么有些手术来修复肌腱套伤病最终失败。他们的目标是增加组织的肩膀的几率将手术后愈合,他们认为,新算法可以帮助他们更接近这一目标。

多久,新算法可用于病人取决于获得更好的图像人体组织。目前的成像技术,如核磁共振成像和超声,缺乏所需的清晰度和分辨率。

配基还解释说,尽管目前的研究的目的是为了更好地了解人类的力量在起作用组织造成伤害和压力,算法也可以帮助工程师确定建筑物及其他设施的脆弱的部分。他说,我们的肌肉和骨骼受到相同菌株影响这些结构。

“不管是桥或肌腱,至关重要的是要理解的方式物理力量导致结构和组织变形,我们可以确定故障的发生,最终预测,”他说。

从长远来看,他们想要使用的算法修复手术后防止额外的损伤膝盖,肩膀和其他组织。他们还说有可能有一天在问题发生前预测它们。

该集团今年早些时候申请临时专利,研究人员希望算法是有用的在医学和工程领域。

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