Dr hab. inż. Piotr Mrozek, prof. PB, prezentuje komputerowo wspomagany proces projektowania gorsetów ortopedycznych, oparty na korekcji tułowia i skanie 3D. Fot. Paweł Jankowski / Politechnika Białostocka
Diagnoza skoliozy u dziecka często oznacza wielomiesięczne, a nawet wieloletnie leczenie z wykorzystaniem gorsetu ortopedycznego. To nie tylko proces medyczny, ale też duże obciążenie psychiczne i fizyczne dla młodego pacjenta. Na Politechnice Białostockiej powstało rozwiązanie, które może znacząco poprawić komfort terapii i skuteczność leczenia. Kluczowa zmiana polega na odwróceniu dotychczasowej kolejności działań: najpierw wprowadzana jest korekcja tułowia, a dopiero potem wykonywany jest trójwymiarowy skan sylwetki.
Autorem systemu jest dr hab. inż. Piotr Mrozek, prof. PB z Instytutu Inżynierii Biomedycznej Wydziału Mechanicznego Politechniki Białostockiej. Opracowany przez niego aparat korekcyjny uzyskał status wyrobu medycznego klasy I i jest gotowy do zastosowań klinicznych.
Od gipsu do technologii 3D
Tradycyjnie gorsety ortopedyczne projektuje się na podstawie odlewu gipsowego lub skanu 3D tułowia pacjenta ustawionego w naturalnej, niekorygowanej pozycji. Dopiero później, na etapie projektowym, planuje się korekcję kręgosłupa. Zdaniem prof. Piotra Mrozka to rozwiązanie ma istotne ograniczenia.
– Najpierw korygujemy tułów pacjenta usadowionego w naszym aparacie, aby przywrócić prawidłowe ułożenie kręgosłupa, a dopiero potem pobieramy miarę tułowia – wyjaśnia. – Pacjent jest cały czas w procesie i daje nam natychmiastową informację zwrotną, na ile korekcja jest dla niego komfortowa, a my widzimy efekt tej korekcji. Tego w metodach klasycznych po prostu nie ma.
Nowe podejście jest szczególnie ważne u dzieci i młodzieży w okresie intensywnego wzrostu.
– W wieku 10–13 lat dziecko potrafi urosnąć nawet 10 centymetrów w ciągu roku. Zdarza się, że w tym czasie trzeba wykonać dwa gorsety – podkreśla prof. Mrozek. – Każda niedokładność na początku leczenia może rzutować na jego dalszy przebieg.
Pacjent jako uczestnik procesu
Jednym z kluczowych założeń projektu jest aktywny udział pacjenta w procesie projektowania gorsetu. W nowej procedurze korekcja wprowadzana jest stopniowo, z ciągłym monitorowaniem komfortu i granic tolerancji.
– Chcieliśmy odwrócić dotychczasową logikę i sprawdzić, czy da się najpierw bezpiecznie wprowadzić korekcję, a dopiero potem pobrać dane do projektu gorsetu – tłumaczy prof. Mrozek. – To zmienia rolę pacjenta z biernego odbiorcy w uczestnika procesu projektowania.
Po uzyskaniu optymalnego ustawienia tułowia wykonywany jest skan 3D. Cała procedura trwa około 15–20 minut, z czego samo skanowanie zajmuje zaledwie kilka minut.
– Reakcje pacjentów są dla nas bardzo ważne. Okazuje się, że mimo początkowej niepewności nowa procedura nie budzi negatywnych emocji – dodaje badacz. – Pacjent ma realny wpływ na zakres korekcji, co zmniejsza stres i pozwala zebrać dane, których wcześniej po prostu nie mieliśmy.
Precyzja zamiast intuicji
Dane uzyskane po korekcji trafiają do systemu komputerowo wspomaganego projektowania. Dzięki inżynierii odwrotnej powstaje cyfrowy model tułowia z dokładnie zaplanowanymi strefami nacisku. To na jego podstawie projektowana jest geometria całego gorsetu, który następnie powstaje z wykorzystaniem technologii CNC.
– Przechodzimy od metody opartej głównie na doświadczeniu i intuicji specjalisty do rozwiązania, które daje większą kontrolę najważniejszych parametrów – zaznacza prof. Mrozek. – Dzięki temu możliwa jest poprawa jakości projektu i samego wykonania gorsetu.
W proces zaangażowani są specjaliści z kliniki ortopedii dziecięcej, politechniki oraz pracowni zaopatrzenia ortopedycznego, co pozwala zachować ciągłość między badaniami, projektowaniem i praktyką kliniczną.
Wymierne korzyści
Choć gotowy gorset nie różni się znacząco wyglądem ani wagą od dotychczas stosowanych, różnica jest odczuwalna w codziennym użytkowaniu.
– Już po założeniu gorsetu obserwujemy wyraźne zmniejszenie kąta Cobba, czyli podstawowego wskaźnika deformacji kręgosłupa w skoliozie – mówi prof. Mrozek. – Różnica tkwi w precyzji projektu i jakości danych wejściowych.
Projekt realizowany jest dzięki wsparciu Funduszy Europejskich dla Podlaskiego. Aparat korekcyjny został zgłoszony do ochrony patentowej, a cały system jest gotowy do wdrożeń klinicznych i rynkowych.
– Traktujemy obecne rozwiązanie jako etap rozwoju. Pracujemy nad kolejnymi udoskonaleniami, które w przyszłości poprawią estetykę gorsetów i komfort ich użytkowania – podkreśla prof. Mrozek.
Rozwiązanie z Politechniki Białostockiej pokazuje, że nowoczesna inżynieria biomedyczna może realnie zmieniać jakość życia najmłodszych pacjentów, łącząc precyzję technologii z wrażliwością na potrzeby człowieka.
(na podst. pb.edu.pl)
