Bude výpočtové modelovanie v budúcnosti spoľahlivo predikovať posttraumatickú osteoartritídu?
Mať k dispozícii jednoduchú, v klinickej praxi skutočne využiteľnú metódu pre identifikáciu miest ohrozených artritídou – možno áno, vďaka výskumu, ktorého výsledky priniesol časopis Clinical Biomechanics.
Úvod
Kĺbové zranenia, zvlášť v spojení s ruptúrami väzov, sú veľmi častým rizikovým faktorom pre vznik osteoartritídy. Súčasné metódy výpočtového modelovania síce umožňujú určiť miesta chrupavky s úbytkom proteoglykánov a poškodením kolagénu, v klinickej praxi sú však na predikciu posttraumatickej osteoartritídy prakticky nepoužiteľné. Bráni tomu chýbajúca verifikácia výsledných modelov bežnými zobrazovacími metódami a tiež komplikovanosť samotného výpočtového modelovania.Vedci z University of Eaestern Finland v spolupráci s ďalšími univerzitami testovali využitie zjednodušených metód výpočtového modelovania na predikciu posttraumatickej osteoartritídy u pacientov s ruptúrou predného skríženého väzu v kombinácii so zobrazovaním chrupavky pokročilými technikami magnetickej rezonancie.
Metóda konečných prvkov
Pre výpočtové modelovanie bola v rámci výskumu aplikovaná metóda konečných prvkov. U dvoch pacientov po rekonštrukcii predného skríženého väzu bol touto metódou vytvorený model kolenného kĺbu. Modelovanie prebehlo na základe snímok chrupavky z magnetickej rezonancie a dát týkajúcich sa zaťaženia kolena získaných snímaním pohybu pri chôdzi. Výsledné modely zhodnotili biomechanické vlastnosti degenerovanej chrupavky vrátane pomerného zastúpenia kolagénu a proteoglykánov a určili miesta ohrozené rozvojom osteoartritídy.Pre verifikáciu výslednej predikcie zvolili vedci zobrazenie chrupavky technikami T1ρ (T1rho) a T2 relaxácie, ktoré odrážajú nielen kvantitatívne, ale aj kvalitatívne zmeny v zložení chrupavky vrátane zmeny kolagénovej siete alebo podielu zastúpenia proteoglykánov. Vedci rovnako porovnávali hodnoty relaxačných časov medzi prvým a tretím rokom sledovaného obdobia.
Magnetická rezonancia potvrdila výsledky modelovania
Rizikové miesta rozvoja osteoartritídy stanovené výpočtovým modelovaním metódou konečných prvkov sa zhodovala s nálezmi na snímkach magnetickej rezonancie. Zvýšené hodnoty T2 a T1ρ boli preukázané počas sledovaného obdobia na rovnakých miestach.
Klinické využitie? Zatiaľ nie.
Výsledky výskumu potvrdili hypotézu vedcov, že výpočtové modelovanie pomocou metódy konečných prvkov sa môže stať užitočným nástrojom na predikciu posttraumatickej osteoartritídy. Rovnako by mohlo slúžiť na hodnotenie efektu chirurgickej rekonštrukcie predného skríženého väzu alebo na zvýšenie individualizácie rehabilitačnej metodiky.Vedci pripúšťajú, že testovaná metóda zatiaľ nie je zďaleka pripravená na bežné klinické využitie. Použitá metodika by však mohla byť aplikovaná v ďalšom výskume na širšej populácii pacientov.
(svat)
Zdroj: Bolcos P. O., Mononen M. E., Tanaka M. S., Yang M., Suomalainen J., Nissi M. J., Töyräs J., Ma B., Li X., Korhonen R. K..
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 (2019). doi: 10.1016/j.clinbiomech.2019.08.004. Dostupné na https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0268003318310295.Foto: ScienceDirect.com
