Новая роботизированная шейная скоба от исследователей из Columbia Engineering и их коллег из Колумбийского отделения отоларингологии может помочь врачам проанализировать влияние лечения рака на подвижность шеи пациентов и направить их выздоровление.

Рак головы и шеи был седьмым по распространенности раком в мире в 2018 году, с 890 000 новых случаев и 450 000 смертей, что составляет 3% всех случаев рака и более 1,5% всех случаев смерти от рака в США. Такой рак может распространяться на лимфатические узлы шеи, а также на другие органы тела. Хирургическое удаление лимфатических узлов на шее может помочь врачам исследовать риск распространения, но может привести к боли и скованности в плечах и шее в течение многих лет после этого.

Определить, у каких пациентов могут быть проблемы с движением шеи, «может быть сложно, поскольку результаты часто трудно уловимы и сложно поддаются количественной оценке», — сказал Скотт Троб, доцент кафедры отоларингологии — хирургии головы и шеи и заведующий отделением лицевой пластической и реконструктивной хирургии в Медицинском центре Ирвинга Колумбийского университета. Однако успешное определение возможных трудностей с мобильностью может помочь пациентам получить пользу от целевых физиотерапевтических вмешательств, пояснил он.

Современные методы и инструменты, используемые врачами для оценки диапазона движений, которые пациент мог потерять в шее и плечах, несколько грубоваты, пояснил Сунил К. Агравал, профессор машиностроения, реабилитационной и регенеративной медицины и директор ROAR (Робототехника и реабилитация) Лаборатория Columbia Engineering. Обычно они либо обеспечивают ненадежные измерения, либо требуют слишком много времени и места для настройки для использования при обычных клинических визитах.

Чтобы разработать более надежный и портативный инструмент для анализа подвижности шеи, Агравал и его коллеги черпали вдохновение в роботизированном шейном бандаже, который они ранее разработали для анализа движений головы и шеи у пациентов с боковым амиотрофическим склерозом (БАС). В сотрудничестве с группой Troob они разработали новый носимый роботизированный шейный фиксатор. Их исследование появится 12 июля в журнале Wearable Technologies.

Новый корсет был изготовлен с использованием материалов, напечатанных на 3D-принтере, и недорогих датчиков. Устройство, удобное для ношения, основано на движениях головы и шеи 10 здоровых людей.

«Это первое исследование такого рода, в котором носимый роботизированный шейный бандаж был разработан, чтобы охарактеризовать полный диапазон движений головы и шеи», — сказал Агравал.

В новом исследовании исследователи использовали прототип корсета вместе с электрическими измерениями мышечной активности, чтобы сравнить подвижность шеи пяти больных раком до и через месяц после хирургического удаления шейных лимфатических узлов. Они обнаружили, что их устройство может точно определять изменения в движениях шеи пациента во время обычных клинических посещений.

«Использование сенсорной шейной скобы позволяет хирургу после операции проверять пациентов на предмет затруднений с движением, количественно определять степень их нарушения и отбирать пациентов для физиотерапии и реабилитации», — сказал Труоб.

«Пациенты постоянно определяют потребность в реабилитации и упражнениях с инструктором после операции как неудовлетворенную потребность в медицинском обслуживании», — сказал Труоб. «Эта работа заложит основу для соответствующей идентификации пациентов для вмешательства. Мы дополнительно надеемся, что с помощью шейного бандажа мы сможем объективно количественно оценить их улучшение и разработать реабилитационные программы, основанные на фактических данных».

По словам Труба, в будущем исследователи надеются обследовать более крупные группы пациентов и использовать шейный бандаж для наблюдения за пациентами во время физиотерапии, чтобы разработать научно обоснованные протоколы реабилитации. Они также хотели бы разработать аналогичные скобы для других хирургических участков, таких как предплечье, лодыжка или колено, добавил он.