Projekti / Programi
Laserska triangulacija v medicini (LASTRIM)
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 7.00.00 |
Interdisciplinarne raziskave |
|
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T165 |
Tehnološke vede |
Laserska tehnologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.11 |
Tehniške in tehnološke vede |
Druge tehniške in tehnološke vede |
3D metrologija, oblika telesa, plastična kirurgija, rekonstrukcijska kirurgija, pulmologija, ortopedija, dermatologija, nevrologija
Raziskovalci (45)
Organizacije (5)
Povzetek
V medicini je eden izmed večnih ciljev vseh vpletenih: bolnikov, zdravstvenega osebja in tudi zavarovalnic v prvi vrsti izboljšati uspešnost zdravljenja. Zato je pomembno, da se v najzgodnejši fazi odkrije bolezenske simptome in da se jih na objektiven način ovrednoti in shrani. Tako pridobiva vedno večji pomen tridimenzionalno merjenje oblike telesa z uporabo optičnih, neinvazivnih metod. V okviru predlaganega interdisciplinarnega projekta nameravamo razviti nove, inovativne laserske merilne metode, s katerimi bo mogoče zaznati najmanjše spremembe oblike in barve bolnikovega telesa ter tako nadomestiti subjektivne diagnostične metode z objektivnimi. Ključni cilji razvoja so visoka natančnost, sočasen zajem barve kože, možnost merjenja dinamičnih pojavov ter enostavno in zanesljivo delovanje. Pomemben cilj raziskav je tudi takojšnje preverjanje uporabnosti novih metod v posameznih vejah medicine. V ta namen bo v raziskavi sodelovalo osem raziskovalnih skupin s področja laserske tehnike, plastične kirurgije, ortopedije, pulmologije, dermatologije, nevrobiologije, diabetologije in oftalmologije. Raziskovalne skupine bodo v medsebojnem sodelovanju razvile in aplicirale v svetovnem merilu inovativna medicinska orodja oziroma postopke v okviru naslednjih raziskovalnih tem:
Raziskave in razvoj laserskih triangulacijskih sistemov
3D metrologija deformacij in pooperativnih stanj v ortopediji
Zanesljivo načrtovanje in objektivna ocena rezultatov v plastični kirurgiji
Merjenje spreminjajoče se oblike prsnega koša med dihanjem
3D predikcija celjenja kožnih razjed
Laserska 3D metoda za merjenje nevroloških motenj gibanja
Lasersko podprto merjenje oblike orbite pri odstranitvi očesa
Poseben preboj pričakujemo na področju najzgodnejše diagnostike, kjer bodo nove metode dopolnile obstoječe subjektivne pristope. Na osnovi dosedanjih izkušenj s področja raziskav in razvoja laserskih 3D merilnih sistemov ocenjujemo, da so zastavljeni cilji projekta v celoti izvedljivi. Projektna skupina je zasnovana interdisciplinarno. Sestavljajo jo dokazano vrhunski strokovnjaki s posameznih področij. Vsi so medsebojno sodelovali že v preteklosti, kar še dodatno govori v prid uspešnosti predlaganega projekta.
Predlagane raziskave sodijo v področje zdravja in znanosti o življenju, ki ga je Ministrstvo za visoko šolstvo, znanost in tehnologijo uvrstilo med pet prioritetnih sklopov. Pomen raziskav je predvsem v generiranju novih znanj na področju medicinske diagnostike. Medicinski tehnološki razvoj gre namreč v smeri neinvazivno pridobljenih podatkov o delovanju človeškega telesa in obenem k vedno večji objektivizaciji meritev. Laserska 3D metrologija izpolnjuje ta dva bistvena elementa in je kot taka v kontekstu sedanjega razvoja medicinske tehnologije.
Pomen za razvoj znanosti
Rezultati raziskav predstavljajo glede na predhodno stanje tehnike izboljšave predvsem z vidika izboljšane natančnosti, hitrosti in enostavnejše izmere 3D oblike. Nadalje so bili razviti novi algoritmi za analizo spreminjanja lokalne oblike telesa ter določevanja pozicije telesnih značilk v prostoru. Izvirne prispevke k znanosti na vseh obravnavanih temah predstavljajo tudi osnovo za vpeljavo novih metod diagnoze in zdravljenja bolezni v kliničnih praksah: a) Tako je z vzpostavitvijo klinično uporabnega 3D laserskega merilnega sistema za področje kirurgije dojk in obraza možno rutinsko izvajati natančne pred- in pooperativne meritve ter individualno načrtovati in prilagajati kirurške posege. Dosežena je bolj celostna oskrba bolnic z rakom dojke. b) Izboljšani princip merjenja spreminjajoče se oblike prsnega koša omogoča natančnejšo meritev volumna prsnega koša med dihanjem in učinkovitejše učenje dihanja na osnovi vizualne povratne zanke. c) Lasersko podprto merjenje oblike hrbtenice omogoča nov način zgodnjega odkrivanja in nadzora nekaterih bolezni hrbtenice. d) Rezultati 3D merjenja kožnih ran so omogočili objektivnejše spremljanje in razumevanje celjenja kožnih ran. e) Z razvojem optične metode tridimenzionalnega merjenja orientacije glave glede na trup smo vpeljali objektivnejšo diagnostiko in spremljanje učinkov zdravljenja tortikolisa. f) Diabetično stopalo je možno s 3D merilnikom izmeriti bistveno natančneje in hitreje. Postavljena so bila razvojna izhodišča za masovno prilagojeno obutev za bolnike s sladkorno boleznijo. g) Izvedena je bila študija spreminjanja oblike golih in obutih stopal med hojo. Na tej osnovi je bil razvit nov model izračuna prileganja stopala v obuvalu. Rezultati predstavljajo pomembno osnovo za razvoj ergonomsko bolje prilagojene obutve. Rezultati projekta bodo v prihodnje omogočili širšo uporabo optičnih 3D merilnih sistemov v medicini.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskave na področju laserske triangulacije so omogočile splošni dvig znanja na področju 3D metrologije. To znanje se preko sodelovanja z industrijskimi partnerji, preko posodobljenega študijskega procesa in preko zaključnih nalog študentov že prenaša tudi na ostale panoge, kot sta nadzor procesov in spremljanje kakovosti izdelkov. Drugi vidik pomembnosti rezultatov projekta je kakovostnejša obravnava bolnikov in podpora pri diagnosticiranju medicinskih stanj. Vse raziskave so bile namreč skrbno načrtovane s strani medicinske stroke, katera je velik poudarek posvečala predvsem praktičnosti in uporabnosti metod. Ob koncu projekta smo razvili družino treh inovativnih 3D ročnih merilnikov, ki pokrivajo veliko, srednje in malo merilno območje. S tem smo odgovorili na potrebe zdravnikov in sofinancerja, podjetja Fotona, ki potrebujejo merilnike, s katerimi je možno hitro in enostavno merjenje tako 3D oblike, kakor tudi barve površine. Za podjetje Fotona je velikega pomena tudi, da se projekt s pomembnim delom raziskav navezuje na problematiko, ki je zanj zanimiva predvsem z vidika boljšega planiranja ter spremljanja učinkov laserskih posegov. Z novimi metodami bodo lahko razvijali in optimirali metode laserskega zdravljenja. Istočasno se ponuja možnost proizvodnje in trženja medicinskih laserskih merilnikov, kar predstavlja za Fotono novo tržno nišo.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
