Melhor previsão de fracturas ancas osteoporotic usando a simulação 3D da densitometria do osso

A osteoporose é uma doença esqueletal em que há uma diminuição na densidade da massa do osso. Os ossos tornam-se mais porosos e frágeis fazendo os mais suscetíveis à fractura. Esta doença reduz a densidade do osso e enfraquece o osso. O enfraquecimento do osso aumenta o risco de fractura. Entre todas as fracturas osteoporotic possíveis, as fracturas ancas são um problema grave em países ocidentais. De facto, calcula-se que afectam um terço das mulheres e um quinto dos homens. A fractura anca reduz a mobilidade, qualidade de vida e pode mesmo aumentar a mortalidade nas mulheres e nos homens. Como tal, a previsão de fracturas ancas osteoporotic é muito importante em termos da qualidade de vida e de esperança de vida.

O objectivo principal de um estudo recente publicado no osso do jornal era encontrar critérios biomecânicos para a discriminação do risco de fracturas ancas explorando os modelos 3D DXA-baseados e simulações finitas específicas do elemento para pacientes in vivo. As vontades de Carlos Ruiz, o primeiro autor do estudo, e Jérôme Noailly, coordenador do estudo, ambos os membros do laboratório da biomecânica e do Mechanobiology na unidade de pesquisa de BCN MedTech explicam:

“Esta pesquisa demonstrou que a modelagem e a simulação biomecânica do osso por meio das reconstruções 3D elemento-baseadas finitas da densitometria convencional do osso fornecem descritores dos mecânicos internos do tecido que vão além da densidade tradicional explorada do osso quando se trata de discriminar o risco de fractura osteoporotic do fémur proximal (fractura anca)”.

O método de elementos finitos é um método numérico do cálculo amplamente utilizado nas simulações de sistemas físicos e biológicos complexos que permite a resolução das equações diferenciais associadas com os problemas físicos em geometria complicadas.

Este estudo combina as competências do laboratório da biomecânica e do Mechanobiology na biomecânica computacional e as competências do grupo de SiMBIOSys em BCN MedTech, dirigidas por Miguel A. Gonzalez Ballester (ICREA), na análise de imagem biomedicável. Tal sinergia ilustra tendências novas em explorar o potencial dos modelos e as simulações para melhorar o diagnóstico paciente, explicam Jérôme Noailly e Miguel A. González Ballester: “De um lado, a análise de imagem avançada fornece uma estrutura personalizada da modelagem e aumentou a realidade, integrando a morfologia e as densidades dos ossos dos pacientes em modelos virtuais. Além disso, a conversão destes modelos nos modelos de elemento finito capazes de integrar equações do comportamento mecânico do osso no caso dos eventos mecânicos externos, tais como uma queda, permite os descritores calculadores que integram excepcionalmente os efeitos cruzados entre a qualidade do osso, a morfologia particular do osso e as forças mecânicas externos que dependem frequentemente do peso e da altura do paciente”.

“Os modelos 3D obtidos neste estudo vêm da reconstrução densitometria da imagem do plano da 2D (DXA, raio X duplo da energia absorptiometry) usando o software do Shaper 3D desenvolvido por Galgo médico, por uma empresa da tecnologia do derivado de UPF”, por comentários Luis Miguel del Rio, por um radiologista no centro da radiologia de CETIR (grupo de Ascires) e por um contribuinte ao estudo. O potencial desta tecnologia biomedicável vem do facto que as simulações obtidas por esta pesquisa incluem a interacção tridimensional entre a densidade do osso, a geometria do fémur e as cargas mecânicas externos, que não podem ser medidas em um paciente.

Os resultados obtidos neste estudo mostram uma potência da discriminação geralmente maior de 80% comparado ao cálculo de risco anca da fractura que segue uma queda pelo paciente. Além, em discriminar o risco de fractura, as simulações permitiram que os autores concedam a importância relativa ao estado do esforço do osso trabecular, comparado ao estado do esforço do osso cortical.