Kvalitativní hodnocení primární stability ploténkového implantátu metodou RFAKvalitativní hodnocení primární stability ploténkového implantátu metodou RFA
Nadace na podporu rozvoje pokročilých technologií, inovací a technického vzdělávání v České republice

dáváme věci do pohybu ...

  • Projekt je realizován na TUL
  • Velikost podpory je 174.000,- Kč
  • Délka projektu činí 10 měsíců

Kvalitativní hodnocení primární stability ploténkového implantátu metodou RFA

Řešitel: Petr Henyš

 

Velice často člověk trpí bolestmi zad, které mají příčinu ve vyhřezlé ploténce. Zpravidla je potřeba provést chirurgická zákrok, při kterém se odstraní nefunkční ploténka a nahradí se implantátem ve tvaru klícky nebo hranolu. Tento zákrok patří mezi již rutinní operace. Ačkoliv se zdá, že je operace jednoduchá, ne vždy je úspěšná. Implantát nemusí být tělem vždy přijat, což může vést k dalším operacím a prodlužování doby, kdy je pacient značně omezen v aktivním životě a v pracovní činnosti. Ukazuje se, že významný vliv na úspěšnost operace má mechanická stabilita implantátu, tedy to, jak dobře implantát drží na svém místě.  Při operaci nemá chirurg žádné možnosti jak objektivně posoudit to, zda implantát drží na svém místě nebo ne. Může se jen spolehnout na své zkušenosti a provést odhad stavu implantátu. Současné diagnostické metody jsou schopny zobrazit polohu implantátu, například vůči nervovým strukturám, nic však neříkají o tom, jestli implantát drží nebo je volný. Lze si tedy položit otázku jak stav implantátu objektivně změřit již během operace a zvýšit tak její úspěšnost. Byla navrhnuta metoda založená na vibrační analýze. Na obr. 1 je naznačen princip měření. Při operaci, po zavedení implantátu se připojí zařízení, které se skládá z nosníku, akcelerometru a vibračního ústrojí. Vibrační ústrojí generuje příčné kmitání, které rozkmitává nosník. Připojený akcelerometr pak snímá vibrace na nosníku. Ústřední myšlenkou je předpoklad, že se stav implantátu projeví ve frekvenční charakteristice nosníku, jejíž příklad je znázorněn v pravé části obrázku. 

 

 

Byla provedena celá řada experimentů za účelem ověřit vliv stability implantátu na frekvenční charakteristiku nosníku. Experimenty ukázaly, že skutečné využití této metody bude vyžadovat striktně definované podmínky při měření. Tedy, je třeba definovat přesně polohu zařízení vůči tělu pacienta a utahovací momenty. Ukázalo se, že stabilita implantátu významně ovlivňuje především amplitudy rezonančních vrcholů. Na druhou stranu vliv na frekvenci rezonancí je minimální. Ve většině případu s rostoucí stabilitou implantátu rostla i amplituda rezonancí. Na grafu je znázorněna typická frekvenční charakteristika nosníku. Čárkované průběhy označují stav vysoké primární stability. Barevně jsou odlišeny různé délky nosníku. Rezonanční vrcholy jsou v grafu označeny hodnotou rezonanční frekvence.

 

 

Finální experiment byl proveden na kadáveru krčního segmentu C3 - C4. Na obr. 2 je vedle krčního segmentu vidět i skutečný přístroj. Segment je ze zdravého jedince (staří 65 let). Implantát byl zaveden do připraveného meziobratlového prostoru a následně k němu byl připojen nosník s vibračním ústrojím. Stabilita implantátu byla simulována časově proměnnou silou, zatěžující segment osově, tedy rovnoběžně s mediální rovinou těla. Finální experiment potvrzuje předpoklad, že se stabilita implantátu projeví ve frekvenční charakteristice. Značný vliv stability se projevuje především změnou amplitud rezonancí.  K ověření použitelnosti této závislosti je třeba získat statistický soubor dat a nalézt v nich závislost mezi stabilitou, nepodařenými operacemi a frekvenční charakteristikou.