Una mejor predicción de las fracturas osteoporotic del caballete usando la simulación 3D de la densitometría del hueso

La osteoporosis es una enfermedad esquelética de la cual hay una disminución de la densidad de la masa del hueso. Los huesos llegan a ser más porosos y frágiles haciéndolos más susceptibles a la fractura. Esta enfermedad reduce densidad del hueso y debilita el hueso. El debilitamiento del hueso aumenta el riesgo de fractura. Entre todas las fracturas osteoporotic posibles, las fracturas del caballete son un problema grave en países occidentales. De hecho, se estima que afectan a una mitad de mujeres y a un quinto de hombres. La fractura del caballete reduce la movilidad, calidad de vida y puede incluso aumentar mortalidad en mujeres y hombres. Como tal, la predicción de las fracturas osteoporotic del caballete es muy importante en términos de esperanza de la calidad de vida y de vida.

El objetivo principal de un estudio reciente publicado en el hueso del gorrón era encontrar las consideraciones biomecánicas para la discriminación del riesgo de fracturas del caballete explorando los modelos DXA-basados 3D y las simulaciones finitas específicas del elemento para los pacientes in vivo. Las voluntades de Carlos Ruiz, el primer autor del estudio, y Jérôme Noailly, coordinador del estudio, ambas piezas del laboratorio de la biomecánica y de Mechanobiology en la unidad de investigación de BCN MedTech explican:

“Esta investigación ha demostrado que el modelado y la simulación biomecánica del hueso mediante las reconstrucciones elemento-basadas finitas 3D de la densitometría convencional del hueso ofrecen descriptores de los mecánicos internos del tejido que van más allá de la densidad tradicionalmente explorada del hueso cuando se trata de discriminar el riesgo de fractura osteoporotic del fémur próximo (fractura del caballete)”.

El método de elementos finitos es un método numérico del cálculo ampliamente utilizado en simulaciones de sistemas físicos y biológicos complejos que habilita resolver las ecuaciones diferenciales asociadas a problemas físicos en geometrías complicadas.

Este estudio combina las capacidades del laboratorio de la biomecánica y de Mechanobiology en biomecánica de cómputo y las capacidades del grupo de SiMBIOSys en BCN MedTech, dirigidas por Miguel A. Gonzalez Ballester (ICREA), en análisis de imagen biomédico. Tal sinergia ilustra nuevas tendencias en explotar el potencial de modelos y las simulaciones para perfeccionar diagnosis paciente, explican Jérôme Noailly y a Miguel A. González Ballester: “Por una parte, el análisis de imagen avanzado ofrece un marco modificado para requisitos particulares del modelado y aumentó realidad, integrando la morfología y las densidades de los huesos de los pacientes en modelos virtuales. Por otra parte, la conversión de estos modelos en los modelos de elemento finito capaces de integrar las ecuaciones del comportamiento mecánico del hueso en caso de acciones mecánicas externas, tales como una caída, habilita los descriptores calculadores que integran únicamente los efectos cruzados entre la calidad del hueso, la morfología determinada del hueso y las fuerzas mecánicas externas que dependen a menudo del peso y de la altura del paciente”.

“Los modelos 3D obtenidos en este estudio vienen de la reconstrucción de la 2.a densitometría de la imagen de la parte plana (DXA, radiografía doble de la energía absorptiometry) usando el software de la talladora 3D desarrollado por Galgo médico, una compañía de la tecnología del efecto de UPF”, el del Río de Luis Miguel de los comentarios, un radiólogo en el centro de la radiología de CETIR (grupo de Ascires) y un contribuidor al estudio. El potencial de esta tecnología biomédica viene del hecho que las simulaciones obtenidas por esta investigación incluyen la acción recíproca tridimensional entre la densidad del hueso, la geometría del fémur y las cargas mecánicas externas, que no se pueden medir en un paciente.

Los resultados obtenidos en este estudio muestran una potencia de la discriminación generalmente mayor el de 80% comparado al cálculo del riesgo de la fractura del caballete que sigue una caída por el paciente. Además, en la discriminación del riesgo de fractura, las simulaciones han permitido que los autores concedan importancia relativa al estado de la tensión del hueso trabecular, comparado al estado de la tensión del hueso cortical.

Fuente: https://www.upf.edu/