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PolyU sviluppa un sistema di imaging ad ultrasuoni 3D per la scoliosi

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L'Università Politecnica di Hong Kong (PolyU) ha condiviso che un maggior numero di giovani può far rilevare precocemente le loro condizioni di scoliosi e monitorarle frequentemente, grazie al sistema di imaging portatile sviluppato dagli esperti del PolyU nella ricerca sulla scoliosi. Il primo sistema di ecografia 3D a palmo di mano per la valutazione della scoliosi senza radiazioni, denominato "Scolioscan Air", può portare uno screening di massa accurato, sicuro ed economico nelle scuole e in qualsiasi parte della comunità.

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Lo Scolioscan Air portatile sviluppato dal team di ricerca del Dipartimento di Ingegneria Biomedica (BME) di PolyU è stato recentemente premiato con il Grand Award, la Medaglia d'Oro con le congratulazioni della Giuria e il Premio Speciale al 47° Salone Internazionale delle Invenzioni di Ginevra tenutosi ad aprile

La scoliosi è una delle malattie spinali più diffuse che colpiscono gli adolescenti. Si stima che circa il 3-5 percento degli adolescenti di Hong Kong che soffrono di scoliosi, con una prevalenza crescente negli ultimi anni [1&2]. Uno studio recente a Guangzhou ha indicato che per le ragazze di 14 e 15 anni la prevalenza è del 13,8%. Circa il 15 per cento degli adolescenti con scoliosi avrebbe condizioni di deterioramento, e sarebbe necessario un rinforzo o un intervento chirurgico quando le curve passano a uno stato moderato o grave. La diagnosi precoce delle condizioni della scoliosi e un controllo regolare durante il periodo di rapida crescita degli scolari adolescenti è quindi fondamentale. Attualmente, l'imaging a raggi X è il gold standard clinico per la valutazione della scoliosi, ma l'esposizione alle radiazioni può comportare un aumento del rischio di cancro.

Tecnologia di imaging della scoliosi sviluppata da PolyU

Il professor ZHENG Yong-ping, responsabile di BME e Henry G. Leong Professor in Biomedical Engineering, che guida la ricerca, ha detto che Scolioscan Air è un ulteriore sistema avanzato basato sulla tecnologia di imaging ad ultrasuoni 3D sviluppata da PolyU sotto il marchio "Scolioscan" (pesava circa 150 kg). Nel 2016 "Scolioscan" è stato commercializzato con successo in una struttura ospedaliera

Essendo privo di radiazioni e più economico rispetto alle tecnologie di imaging a raggi X prevalenti, Scolioscan può facilitare lo screening di massa e il monitoraggio frequente del follow-up. Le prove cliniche hanno dimostrato che la nuova tecnologia è molto affidabile, con una precisione di misurazione delle curve paragonabile alla valutazione dei raggi X [3&4]. Inoltre, può ottenere immagini in qualsiasi postura, fornire informazioni sulla rotazione della vertebra e sui muscoli, e formare un modello spinale 3D per l'analisi tridimensionale della deformità della colonna vertebrale. Tutto questo non può essere ottenuto con i sistemi di imaging a raggi X comunemente usati al momento. Scolioscan può essere applicato anche per condurre la prognosi e monitorare i risultati del trattamento per ogni paziente scoliotico in modo da stabilire un piano di trattamento personalizzato.

Lo Scolioscan Air, grande come un palmo di mano, facilita lo screening ovunque e in qualsiasi momento

Il team di ricerca ha recentemente applicato la nuova tecnologia ad uno Scolioscan Air portatile di dimensioni palmare, che pesava solo 5 kg. "Con questa innovazione, ora possiamo letteralmente portare il dispositivo e il servizio di screening di massa ai giovani ovunque e in qualsiasi momento. Sarebbe facilitare l'implementazione di screening scolastico della scoliosi per rilevare e trattare le curvature della colonna vertebrale prima che diventino abbastanza gravi da causare dolore cronico o altri problemi di salute tra gli adolescenti," ha detto il Professor Zheng. "Inoltre, quando si fornisce un trattamento non chirurgico per i pazienti affetti da scoliosi, il personale sanitario può utilizzare Scolioscan Air per effettuare una valutazione in tempo reale, in modo da ottimizzare l'esito del trattamento"

Scolioscan Air è costituito da tre componenti hardware: i) una sonda a ultrasuoni wireless di dimensione palmare con un marcatore ottico montato nella parte inferiore; ii) una telecamera di profondità; e iii) un computer portatile o tablet con software dedicato. Il marker ottico compatto e la telecamera di profondità sostituiscono il sensore spaziale utilizzato in Scolioscan e contribuiscono così a ridurre drasticamente il dispositivo.

Inoltre, la tecnologia per la ricostruzione, la visualizzazione e la misurazione delle immagini ad ultrasuoni 3D, che include un metodo di misurazione completamente automatico della curvatura e un software di analisi 3D della deformità spinale, sviluppato in precedenza dal team, può essere applicata anche a Scolioscan Air.

Il nuovo metodo di tracciamento spaziale 3D ottico 3D per Scolioscan Air raggiunge un elevato grado di precisione, paragonabile a Scolioscan. Inoltre, la compatibilità tecnologica rende Scolioscan Air facilmente disponibile per la commercializzazione per l'uso popolare. Con costi del materiale, dimensioni e peso notevolmente ridotti rispetto ad altri sistemi di scansione, Scolioscan Air può essere trasportato all'interno di una valigia

Scolioscan è stato registrato come dispositivo medico in diversi paesi dal 2016, tra cui Unione Europea e Australia. In tutto il mondo sono stati rilasciati o depositati da PolyU e dalla società collaboratrice 23 brevetti per la tecnologia in questione. I sistemi basati su cliniche sono stati installati in cliniche di Hong Kong, Macau, Macao, Paesi Bassi, Australia, Australia, Italia, ecc. e sono stati utilizzati per la scansione della scoliosi di oltre 4.000 pazienti