整形手术的光学传感

膝盖和臀部磨损。背部和脖子变得不稳定。幸运的是,整形外科医生专攻肌肉骨骼修复。和开放手术,完成以前需要接触现在微创技术来完成。手术风险降低,术后疼痛和恢复的时间。

整形手术是最常见的手术之一,尤其是在发达国家,人口老龄化。仅在美国,脊柱融合手术,膝关节或髋关节置换每年有超过一百万例。

如内镜成像方法,CT扫描、红外导航协助手术规划和提供视觉和空间指导,然而全部潜能的光学传感在整形外科手术仍有待探索。Biophotonics@Tyndall组研究人员在爱尔兰的廷德尔研究所(交通噪音指数)与合著者从新宁保健科学,多伦多大学,维多利亚大学南方医院医院,科克大学,提供一个视角的集成光学感应到整形外科手术设备,发表在《生物医学光学。他们描述了光学传感、通过光谱学或成像,可能在整形外科手术解决未满足临床需求。

有许多类型的光学传感、和他们的使用取决于所需的信息的类型。例如,光学相干断层扫描(10月)使成像组织微观结构,而拉曼光谱可以报告组织的分子特征。这些技术可能适用于帮助指导外科手术,单独或组合,在外科器械的工作技巧。例如,通过传感骨及其周围组织的固有光学特性,光学装备手术钻将使识别的骨/组织接口,以提高手术的准确性。外科医生将会从中受益视觉线索提供的光学传感器,如绿灯表示当一个钻头在正确的骨区,或一个警示灯方法boundary-say,胶原蛋白、血液、髓磷脂,脂质。目前,听觉或感官反馈提供了这些信息。

所需要的光学遥感在钻头吗?常规臀部手术涉及与灵活的钻头,中空的核心,这是一个方便的位置对于纤维,但玻璃纤维常用光学感应不是很灵活。灵活的纤维可能是塑料制成的,但在这种环境中会持续多久?这仅仅是一个必须解决的许多挑战,使集成光学传感的微妙的手术器械。

团队设想多个场景的光学传感将增加精度,改善的结果。回顾最近的事态发展在optics-enabled骨科手术器械技术和未满足临床需求,作者为创新提供实用的指导。亚毫米精度最优目标,脊柱的必要条件手术。

根据作者卡尔·费雪,“任何光学方法能够近似CT引导将是有益的,因为它会降低CT和辐射的要求。”Identifying and incorporating组织特殊光学性质对骨骼和软组织,结缔组织和血管组织,基础很重要。

地平线上的机遇和挑战是巨大的和鼓舞人心的生物医学工程师。最终,光学设备将改善结果整形外科手术,也可以支持AI-enabled机器人在复杂技术指导经验的外科医生。当然,成为常规工具之前,新一代的外科设备必须进行严格的评估。给予足够的时间和精力投资、技术进步迅速,肌肉骨骼系统的修复将越来越多地从光学传感的发展中获益。