Górnicze technologie wspierają medycynę

Górnictwo i medycyna na pierwszy rzut oka nie mają ze sobą wiele wspólnego. Okazuje się jednak, że technologie wykorzystywane w górnictwie świetnie mogą sprawdzić się w medycynie. Z górniczych osiągnięć naukowych korzystają między innymi ortopedzi, dentyści i chirurdzy.

Naukowcy z Instytutu Techniki Górniczej KOMAG z Gliwic w praktyce udowadniają, że transfer opracowanych prze nich technologii do medycyny jest jak najbardziej możliwy.

- Z powodzeniem dokonujemy transferu wiedzy z dziedziny, która wydaje się toporna, zacofana do obszarów medycyny szeroko rozumianej, jako środowisko szpitalne, a także między innymi do ortopedii, stomatologii - mówi z przekonaniem prof. dr hab. inż. Teodor Winkler, kierownik Laboratorium Metod Modelowania i Ergonomii w Instytucie Techniki Górniczej KOMAG w Gliwicach

Transfer wiedzy

- Dokonujemy swego rodzaju transferu wiedzy i doświadczeń techniki górniczej na obszar ochrony zdrowia. Tu także, w podobny sposób jak w górnictwie można badać warunki i środowisko pracy lekarzy, pielęgniarek, ich relacje z otoczeniem. Na przykład pielęgniarki są grupą zawodową, które są niejednokrotnie jeszcze bardziej obciążone niż pracownik górniczy. Czasem bywa tak, szczupła i niewysoka pielęgniarka ma na dyżurze pacjenta ciężkiego i dużego, po operacji, bezwładnego - tłumaczy profesor Winkler.

Naukowcy są w stanie przeanalizować czynniki ryzyka związane z przeciążeniem w układzie mięśniowo-szkieletowym.

-  Robimy to za pomocą tych samych metod, jakich używamy w górnictwie. Badaliśmy i analizowaliśmy na przykład także różnego rodzaju metody leczenia stomatologicznego - w pozycji stojącej, quasi ergonomicznej - półleżącej pacjenta, przy której dentysta siedzi z boku - wyjaśnia prof. Winkler.

Gliwiccy naukowcy przeprowadzają interesujące badania w ramach projektu o nazwie I-protect, którego efektem ma być opracowanie inteligentnych ochron osobistych dla ratowników górniczych.

Ochrony te wykonane są z tzw. inteligentnych tkanin, które pozwalają na monitorowanie parametrów życiowych ratowników w trakcie akcji prowadzonych pod ziemią.

- Ochrony będą mierzyć ciśnienie krwi, tętno i temperaturę ludzkiego ciała. Zebrane dane będą przekazywane bezpośrednio do kierownika akcji ratowniczej. Na ich podstawie będą zapadać znacznie lepsze decyzje mogące zaważyć na ludzkim zdrowiu i życiu - tłumaczy dr inż. Dariusz Michalak z Instytutu KOMAG.

Narzędzia chirurgiczne powinny być lepsze

Jednym z pierwszych „górniczo-medycznych” projektów realizowanych przez Instytut  był ENHIP, projekt realizowany w ramach Szóstego Programu Ramowego Unii Europejskiej pod nazwą: „Opracowanie ergonomicznego instrumentarium chirurgicznego dla operacji stawu biodrowego. Innowacyjne podejście do projektowania endoprotez".

KOMAG znalazł się w składzie międzynarodowego konsorcjum realizującego projekt. Koordynatorem programu był Instytut Biomechaniki IBV Politechniki w Walencji. W jego realizacji wzięli obok ITG KOMAG także, Śląski Uniwersytet Medyczny (Wojewódzki Szpital Specjalistyczny nr 5), Szpital De Sagunto w Hiszpanii oraz między innymi producenci narzędzi chirurgicznych z Portugalii, Francji Niemiec i Wielkiej Brytanii.

- Genezą projektu było twierdzenie, że w porównaniu z rozwojem implantów, rozwój narzędzi chirurgicznych jest nieco spóźniony. W obliczu tego, że w ciągu roku, w skali świata, wykonuje się około 500 tys. operacji, jest to problem bardzo ważny - mówi prof. Winkler.

Zadaniem gliwickich naukowców było prowadzenie symulacji wytrzymałościowych instrumentarium chirurgicznego oraz identyfikacja warunków pracy chirurgów ortopedów, poprzez wykonanie symulacji komputerowych na podstawie rejestracji wideo w Szpitalu im. Św. Barbary w Sosnowcu.

- Badaliśmy wysiłek chirurgów, pozycje ich ciała, wytężenie w układzie mięśniowo szkieletowym. To była część analityczna dotycząca cech użytkowych ocenianych według kryterium ergonomicznego - wyjaśnia profesor.

Drugie zadanie naukowców polegało na analizie mechanicznej narzędzi.

- Dokonywaliśmy tego na podstawie specjalistycznego oprogramowania z dziedziny metody elementów skończonych, stosowanego powszechnie przy budowie maszyn, w budownictwie i innych dziedzinach. To pozwoliło na analizę stanu naprężeń w narzędziach chirurgicznych w czasie operacji i w efekcie dokonanie optymalizacji postaci geometrycznej narzędzi - dodaje naukowiec.

Jak porusza się chirurg?

W projekcie, w ramach badania według kryterium ergonomicznego, podczas zabiegu alloplastyki stawu biodrowego wykorzystano metodę motion - capture do „przechwycenia" ruchów chirurga ortopedy w trakcie wykonywania operacji.

Motion - capture to technika polegająca na trójwymiarowym odwzorowywaniu ruchów, powszechnie wykorzystywana przy tworzeniu gier komputerowych czy animacji, w których awatary poruszają się w świecie wirtualnym w sposób identyczny jak odgrywający ich postaci aktorzy.

Wszystko to dzięki markerom - czujnikom, które umieszczone są w istotnych miejscach ludzkiego ciała. Słowem - wirtualny świat w rzeczywisty sposób odzwierciedlający ten naturalny, tyle, że można go poddać na bieżąco wszelkim badaniom i obliczeniom komputerowym.

Dzięki „aktorom", którymi był zespół chirurgów w czasie operacji w Szpitalu Św. Barbary obliczono tzw. współczynniki dyskomfortu statycznego występujące w czasie zabiegu. W efekcie realizacji projektu powstała także nowa generacja narzędzi chirurgicznych.  

- W codziennej praktyce w czasie zabiegu nie ma czasu na zastanawianie się nad ergonomią poszczególnych narzędzi chirurgicznych. Każdy lekarz ma swoje przyzwyczajenia i korzysta z tych narzędzi, które mu najlepiej „pasują" do ręki. Istotny jest rozmiar, waga i wiele innych czynników, nad którymi przy stole operacyjnym nie ma czasu się zastanawiać - mówi portalowi rynekzdrowia.pl dr Grzegorz Ćmiel, chirurg z Szpitala Sióstr Elżbietanek w Katowicach.

Kształcenie specjalistów

OSTEOFORM  to kolejny międzynarodowy projekt, w którym biorą udział naukowcy z ITG KOMAG. Jest on finansowany w ramach programu Leonardo. Koordynatorem programu jest IBV - Instytut Biomechaniki z Walencji, a w skład międzynarodowego konsorcjum obok KOMAG-u wchodzi klinika w Murnau (Niemcy) oraz Maurice E. Mueller z Barcelony i CFP z Walencji.

- Najogólniej mówiąc OSTEOFORM to kurs internetowy dla tych, którzy chcą się dokształcać - studentów, rezydentów, lekarzy, a także osób, które projektują instrumentarium  ( narzędzia chirurgiczne). Wszystko to w zakresie osteosyntezy i postępowania przy złamaniach - mówi portalowi rynekzdrowia.pl dr inż. Jarosław Tokarczyk, adiunkt i kierownik grupy tematycznej w Laboratorium Metod Modelowania i Ergonomii w ITG KOMAG, specjalista z zakresu wirtualnego prototypowania.

Kurs będzie się składać z sześciu modułów, po każdym z nich będzie egzamin. Całość jest odpowiednikiem jednego semestru. - Nasze zadanie między innymi polega zebraniu grupy eksperckiej, która oceni projekt - dodaje dr Tokarczyk.

Kurs obejmuje różne obszary tematyczne, takie jak biomechanika, biologia i medycyna oraz objaśnia ważne aspekty postępowania w procesie leczenia złamań i stosowaniu technik chirurgicznych przy złamaniach z wykorzystaniem implantów do osteosyntezy.

Podobał się artykuł? Podziel się!
comments powered by Disqus

PARTNER DZIAŁU

  • MSD

BĄDŹ NA BIEŻĄCO Z MEDYCYNĄ!

Newsletter

Najważniejsze informacje portalu rynekzdrowia.pl prosto na Twój e-mail

Rynekzdrowia.pl: polub nas na Facebooku

Rynekzdrowia.pl: dołącz do nas na Google+

Obserwuj Rynek Zdrowia na Twitterze

RSS - wiadomości na czytnikach i w aplikacjach mobilnych

POLECAMY W PORTALACH