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在關節置換術中,由植入物引起的感染是一項主要問題。全世界範圍內,每年由於關節受關節炎或創傷嚴重影響的患者需要植入2.500.000個全髖關節和全膝關節假體。到2030年(nian),髖(kuan)關(guan)節(jie)假(jia)體(ti)數(shu)量(liang)將(jiang)增(zeng)加(jia)一(yi)倍(bei),並(bing)且(qie)由(you)於(yu)我(wo)們(men)社(she)會(hui)的(de)老(lao)齡(ling)化(hua)和(he)肥(fei)胖(pang)人(ren)群(qun)日(ri)益(yi)增(zeng)加(jia),膝(xi)關(guan)節(jie)假(jia)體(ti)數(shu)量(liang)將(jiang)增(zeng)加(jia)六(liu)倍(bei)。這(zhe)種(zhong)類(lei)型(xing)植(zhi)入(ru)物(wu)失(shi)敗(bai)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)是(shi)感(gan)染(ran),感(gan)染(ran)難(nan)以(yi)治(zhi)療(liao),尤(you)其(qi)由(you)於(yu)更(geng)多(duo)的(de)細(xi)菌(jun)菌(jun)株(zhu)對(dui)抗(kang)生(sheng)素(su)產(chan)生(sheng)抗(kang)藥(yao)性(xing)。對(dui)關(guan)節(jie)進(jin)行(xing)加(jia)熱(re)會(hui)消(xiao)除(chu)細(xi)菌(jun)和(he)酵(jiao)母(mu)菌(jun),但(dan)這(zhe)能(neng)通(tong)過(guo)非(fei)侵(qin)入(ru)式(shi)方(fang)式(shi)實(shi)現(xian)嗎(ma)?來(lai)自(zi)萊(lai)頓(dun)大(da)學(xue)醫(yi)學(xue)中(zhong)心(xin)(LUMC)整形外科部的Bart Pijls醫學博士認為,實現的解決方案可能是電磁感應。他正在與醫學中心的微生物學部門合作,借助熱成像技術研究電磁感應。

LUMC是荷蘭的一所現代化大學醫學中心,專門從事研究、教育和病人護理,知名度高,科學定位強。Bart Pijls目前完成了其成為整形外科醫生的訓練,正在開發一種解決方案,以更好地治療受感染的關節置換。“在診所接受培訓期間,我親眼所見受感染的全關節置換對患者及其家屬造成的影響,”Pijls解釋說。這促使他有興趣尋找一種方法來根除感染而不損傷金屬關節周圍的肌肉、肌腱和韌帶。
全關節置換闡述
正(zheng)常(chang)關(guan)節(jie)中(zhong)的(de)骨(gu)骼(ge)表(biao)麵(mian)光(guang)滑(hua),關(guan)節(jie)兩(liang)端(duan)由(you)一(yi)種(zhong)稱(cheng)為(wei)關(guan)節(jie)軟(ruan)骨(gu)的(de)物(wu)質(zhi)組(zu)成(cheng),這(zhe)種(zhong)物(wu)質(zhi)可(ke)以(yi)讓(rang)一(yi)根(gen)骨(gu)頭(tou)易(yi)於(yu)滑(hua)向(xiang)另(ling)一(yi)根(gen)骨(gu)頭(tou)。關(guan)節(jie)通(tong)過(guo)一(yi)層(ceng)薄(bo)薄(bo)的(de)流(liu)體(ti)進(jin)行(xing)潤(run)滑(hua),這(zhe)種(zhong)流(liu)體(ti)的(de)作(zuo)用(yong)類(lei)似(si)於(yu)發(fa)動(dong)機(ji)中(zhong)的(de)機(ji)油(you),以(yi)保(bao)持(chi)部(bu)件(jian)順(shun)暢(chang)滑(hua)動(dong)。關(guan)節(jie)軟(ruan)骨(gu)磨(mo)損(sun)、損(sun)傷(shang)或(huo)關(guan)節(jie)液(ye)異(yi)常(chang)時(shi),就(jiu)會(hui)出(chu)現(xian)問(wen)題(ti),關(guan)節(jie)常(chang)常(chang)變(bian)得(de)僵(jiang)硬(ying)和(he)疼(teng)痛(tong)。這(zhe)時(shi)則(ze)需(xu)要(yao)全(quan)關(guan)節(jie)置(zhi)換(huan)才(cai)能(neng)恢(hui)複(fu)完(wan)整(zheng)無(wu)痛(tong)的(de)功(gong)能(neng)。關(guan)節(jie)置(zhi)換(huan)發(fa)生(sheng)感(gan)染(ran)時(shi),患(huan)者(zhe)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)經(jing)曆(li)另(ling)一(yi)次(ci)手(shou)術(shu)甚(shen)至(zhi)另(ling)一(yi)次(ci)置(zhi)換(huan)手(shou)術(shu)。

使用熱成像技術進行導引
該項初步研究的目標是調查金屬植入物感染的非侵入式治療。Pijlsyanjiudefangfashiyongdianciganyinglaijiareshiyanshizhongdeguanjiebingxiaochuxijunhejiaomujun。dianciganyingjinnengjiarejinshuguanjieerbuhuizhijiejiareqizhouweidezuzhi。danzherengranhuidaozhichuandaoxingjiare,yincixuyaocaiqucuoshilaihuanjiezhexieyingxiang。
這項研究的一個重要部分是找到功效與損害之間的平衡點。有效殺死細菌而不會造成(太多)損(sun)害(hai)的(de)理(li)想(xiang)溫(wen)度(du)是(shi)多(duo)少(shao)?植(zhi)入(ru)物(wu)上(shang)是(shi)否(fou)存(cun)在(zai)過(guo)熱(re)或(huo)欠(qian)熱(re)區(qu)域(yu)?是(shi)否(fou)可(ke)選(xuan)擇(ze)性(xing)地(di)加(jia)熱(re)植(zhi)入(ru)物(wu)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)?如(ru)果(guo)可(ke)以(yi),熱(re)量(liang)如(ru)何(he)在(zai)金(jin)屬(shu)植(zhi)入(ru)物(wu)進(jin)行(xing)分(fen)布(bu)?

“在(zai)研(yan)究(jiu)的(de)早(zao)期(qi)階(jie)段(duan),我(wo)使(shi)用(yong)紅(hong)外(wai)測(ce)溫(wen)儀(yi)來(lai)測(ce)量(liang)溫(wen)度(du),但(dan)這(zhe)並(bing)沒(mei)有(you)獲(huo)得(de)我(wo)需(xu)要(yao)的(de)所(suo)有(you)信(xin)息(xi)。因(yin)此(ci),我(wo)尋(xun)找(zhao)另(ling)一(yi)種(zhong)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),實(shi)際(ji)上(shang)第(di)一(yi)次(ci)時(shi)使(shi)用(yong)FLIR ONE與我的智能手機進行熱成像測試,”Pijls說。這款熱像儀雖然不錯,但精確度不夠,無法提供Pijls需要的數據。於是他又選擇了FLIR T540紅外熱像儀。
“現在,將FLIR T540與ResearchIR軟件結合使用,對加速研究和收集數據確實產生了影響。”Pijls說。“ResearchIR使我能同時測量和分析關節不同部位的溫度,並將其轉換為原始數據。加熱過程的熱成像非常有助於可視化我正在進行的工作。”
溫度挑戰
物wu體ti上shang測ce得de的de溫wen度du受shou多duo個ge因yin素su影ying響xiang,包bao括kuo目mu標biao材cai料liao的de發fa射she率lv屬shu性xing。該gai屬shu性xing是shi材cai料liao發fa射she或huo輻fu射she熱re能neng的de相xiang對dui等deng級ji。一yi些xie材cai料liao比bi其qi他ta材cai料liao發fa射she的de熱re能neng更geng大da;光澤材料或反射材料(如金屬)往往是不良的發射體。為了確保收集正確的熱數據,Pijls用啞光漆對金屬關節進行了噴塗。由此產生的測量更加均勻可靠。

研究持續
LUMC最近獲得了一筆撥款,繼續進行Pijl的研究。美國和台灣的研究小組也發表了關於用於感染的電磁感應的研究,強調了這一研究的重要性,
“rechengxiangjishudeshiyongzaizhebufenyanjiuzhongfahuilezhongyaozuoyong。hengaoxingnenggoujixujinxingzhexiangyanjiubingjinruyanjiudexiayigejieduan。ruguobucaiyongrechengxiangjishu,zhexiangyanjiuwuyihuigengjiakunnanbingqiexuyaogengduodeshijian。”Pijls總結說。
FLIR T540專業紅外熱像儀可提供有助於研究人員深入了解目標的熱行為所需的高清晰圖像及溫度精度。FLIR T540具有超過160,000個溫度測量點、微距模式的精確細節以及有用的功能,如單觸式電平/跨度,有助於快速測試並提供精確結果。

FLIR T540具有能檢測溫差小於0.03°C的靈敏度,使研究人員能發現缺陷並追蹤較小的熱梯度。這款熱像儀提供較寬的溫度範圍,可用於量化高達1500°C的熱生成和熱耗散。測量精確達到±2%,有助於印刷電路板和其他產品的質量保證和工廠驗收。
借助Wi-Fi或USB上的數據流以及增強的數據采集,使用FLIR Tools™或FLIR ResearchIR軟件解決方案進行分析和共享,FLIR T540針對嚴苛的實驗室環境進行了優化。
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