Migliore previsione delle fratture osteoporotic del cinorrodo facendo uso di simulazione 3D di densimetria dell'osso

L'osteoporosi è una malattia scheletrica in cui c'è una diminuzione nella densità della massa dell'osso. Le ossa diventano più porose e fragili rendendoli più suscettibili della frattura. Questa malattia diminuisce la densità ossea ed indebolisce l'osso. L'indebolimento dell'osso aumenta il rischio di frattura. Fra tutte le fratture osteoporotic possibili, le fratture del cinorrodo sono un problema principale in paesi occidentali. Infatti, è stimato che pregiudichino un terzo delle donne e un quinto degli uomini. La frattura del cinorrodo diminuisce la mobilità, qualità di vita e può anche aumentare la mortalità in donne ed in uomini. Come tale, la previsione delle fratture osteoporotic del cinorrodo è molto importante in termini di qualità di vita e speranza di vita.

L'obiettivo principale di uno studio recente pubblicato nell'osso del giornale era di trovare i criteri biomeccanici per la distinzione del rischio di fratture del cinorrodo esplorando ai i modelli basati DXA 3D e le simulazioni limitate specifiche dell'elemento per i pazienti in vivo. Le volontà di Carlos Ruiz, il primo autore dello studio e Jérôme Noailly, il coordinatore di studio, entrambi i membri del laboratorio di Mechanobiology e della biomeccanica all'unità di ricerca di BCN MedTech spiegano:

“Questa ricerca ha dimostrato che la modellistica e la simulazione biomeccanica dell'osso per mezzo di a ricostruzioni basate a elemento limitate 3D della densimetria convenzionale dell'osso forniscono i descrittori dei meccanici interni del tessuto che vanno oltre la densità ossea tradizionalmente esplorata quando si tratta del discriminare il rischio di frattura osteoporotic del femore prossimale (frattura del cinorrodo)„.

Il metodo di elementi limitati è un metodo numerico di calcolo ampiamente usato nelle simulazioni dei sistemi fisici e biologici complessi che permette a risolvere le equazioni differenziali connesse con i problemi fisici sulle geometrie complicate.

Questo studio combina le competenze del laboratorio di Mechanobiology e della biomeccanica in biomeccanica di calcolo e le competenze del gruppo di SiMBIOSys a BCN MedTech, dirette da Miguel A. Gonzalez Ballester (ICREA), nell'analisi sulla base di immagini biomedica. Tale sinergia illustra le nuove tendenze relative a sfruttare il potenziale dei modelli e le simulazioni per migliorare la diagnosi paziente, spiegano Jérôme Noailly e Miguel A. González Ballester: “Da un lato, l'analisi sulla base di immagini avanzata fornisce una struttura su misura di modellistica ed ha aumentato la realtà, integrando la morfologia e le densità delle ossa dei pazienti nei modelli virtuali. Inoltre, la conversione di questi modelli nei modelli di elemento limitato capaci di integrazione delle equazioni del comportamento meccanico dell'osso in caso di eventi meccanici esterni, quale una caduta, permette ai descrittori calcolatori che integrano unicamente gli effetti attraversati fra qualità dell'osso, la morfologia particolare dell'osso e le forze meccaniche esterne che dipendono spesso dal peso e dall'altezza del paziente„.

“I modelli 3D ottenuti in questo studio vengono dalla ricostruzione densimetria di immagine del piano della 2D (DXA, raggi x doppi di energia absorptiometry) facendo uso del software della limatrice 3D sviluppato da Galgo medico, da una società secondaria della tecnologia di UPF„, dal del Rio di Luis Miguel di osservazioni, da un radiologo al centro della radiologia di CETIR (gruppo di Ascires) e da un contributore allo studio. Il potenziale di questa tecnologia biomedica viene dal fatto che le simulazioni ottenute tramite questa ricerca comprendono l'interazione tridimensionale fra densità ossea, la geometria del femore ed i caricamenti meccanici esterni, che non possono essere misurati in un paziente.

I risultati ottenuti in questo studio mostrano una potenza di distinzione solitamente maggior di 80% confrontato al calcolo del rischio di frattura del cinorrodo che segue una caduta dal paziente. Inoltre, nel discriminare il rischio di frattura, le simulazioni hanno permesso che gli autori accordassero l'importanza relativa allo stato di sforzo dell'osso trabecular, confrontato allo stato di sforzo dell'osso corticale.

Sorgente: https://www.upf.edu/