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Osteodistrofia cargo-traumático de predição usando modelos computacionais simplificados

Os ferimentos da articulação do joelho, tais como a ruptura do ligamento, são comuns nos atletas. Porque os ligamentos comum intactos oferecem uma condição prévia para a estabilidade comum, os ferimentos do ligamento frequentemente são reconstruídos cirùrgica. Contudo, em muitos casos estas ferimentos ou cirurgias podem conduzir à osteodistrofia cargo-traumático. A cartilagem articulaa, que serve para fornecer o contacto frictionless entre os ossos, gasta completamente, causando a dor articular severa, a falta da mobilidade e mesmo o isolamento social. Actualmente, impedir o início e a revelação da osteodistrofia é ainda o melhor plano de acção clínico. A modelagem computacional pode ser usada para prever os lugar suscetíveis à osteodistrofia; contudo, são demasiado complicados para o uso clínico e faltam a verificação das previsões.

Os pesquisadores da universidade de Finlandia oriental, em colaboração com a Universidade da California em San Francisco, clínica de Cleveland, a universidade de Queensland, a universidade de Oulu e hospital da universidade de Kuopio, desenvolveram um método para prever a osteodistrofia cargo-traumático nos pacientes com rupturas do ligamento usando um modelo computacional simplificado. Os pesquisadores igualmente verificaram as previsões modelo contra mudanças estruturais e compositivas medidas na articulação do joelho entre tempos da continuação. Os resultados foram relatados na biomecânica clínica.

Neste estudo do prova--conceito, os modelos computacionais foram gerados das imagens clínicas pacientes da ressonância magnética e do movimento medido. A cartilagem articulaa foi supor para degenerar devido aos esforços excessivos do tecido, conduzindo à degeneração da fibrila do colagénio, ou às deformações excessivas, causando a perda proteoglycan. Estas previsões foram comparadas então contra mudanças nos parâmetros MRI-específicos ligados a cada mecanismo da degeneração.

Nossos resultados sugerem que um modelo de elemento finito relativamente simples, em termos da geometria, movimento e materiais, possa identificar as áreas suscetíveis à osteodistrofia, na linha das mudanças medidas na articulação do joelho de MRI. Tais métodos seriam particularmente úteis em avaliar o efeito de intervenções cirúrgicas ou em avaliar opções não-cirúrgicas da gestão para evitar ou atrasar o início e/ou a progressão da osteodistrofia.”

Paul Bolcos, aluno de doutoramento, pesquisador, universidade de Finlandia oriental

Os resultados são significativos e poderiam fornecer caminhos para a avaliação clínica paciente-específica de riscos da osteodistrofia e revelar protocolos óptimos e individuais da reabilitação.

“Nós estamos trabalhando actualmente em adicionar mais pacientes a fim ajudar a ajustar os parâmetros da degeneração e a assegurar a sensibilidade do mecânico aos parâmetros de MRI. Mais tarde, este método poderia ser combinado com uma aproximação inteiramente automatizada para gerar estes modelos computacionais desenvolvidos em nosso grupo, reduzindo a diferença entre a pesquisa e a aplicação clínica,” Bolcos continua.

Source:
Journal reference:

Bolcos, P.O. et al. (2019) Identification of locations susceptible to osteoarthritis in patients with anterior cruciate ligament reconstruction: Combining knee joint computational modelling with follow-up T1ρ and T2 imaging. Clinical Biomechanics. doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2019.08.004.